활성금속 접합재

일렉트로닉스 반도체 접합 및 봉지 접합 재료 판재·선재·관재

활성금속 접합재란?
활성금속 접합재는 세라믹이나 카본 등 금속 이외의 재료를 견고하게 접합할 수 있는 특수 납땜 재료입니다. 진공중에서의 고온 접합에 대응해, 파워 반도체나 센서, 항공 우주 분야 등 고신뢰성이 요구되는 용도에 널리 사용되고 있습니다.

다양한 세라믹을 접합할 수 있습니다.

산화물계, 질화물계를 불문하고, 다양한 세라믹스를 메탈라이즈 없이, 납땜 가능합니다.
동재에 활성금속 접합재를 복합화한 재료도 제공하고 있어 파워 디바이스용 세라믹 회로 기판 이나 히트싱크 등의 방열 부재에의 적용이 기대됩니다.

활성금속 접합재는 납땜 재료에 Ti (티타늄)를 첨가하여 일반적인 납땜 재료에서는 접합 불가능한 세라믹을 직접 납땜 할 수있는 납땜 재료입니다.
알루미나 등의 산화물계 세라믹스를 비롯하여, 질화규소나 카본 등도 납땜할 수 있습니다.
Sn(주석)을 첨가한 독자적인 합금 성분에 의해, 납재에 첨가된 Ti를 미세하게 분산시키고 있습니다. 이것에 의해, 판 두께 50umT의 제공이 가능하게 되었습니다.

판형재의 단면 조직

제품명	주성분 (wt%)
제품명	Ag	Cu	Ti	Sn
TKC-661	66	29.5	1.5	잔

모양	치수
선	선경 0.2mm 이상
판형재	판폭: 120mm 이하 판 두께:160mm 이하

시험편 외관

파단 강도 측정 결과

BAg-8(메탈라이징한)은 접합 계면 파단, 활성금속 접합재 사용한 경우는 모재 파단이 관찰되었다.
활성금속 접합재 사용한 접합으로 충분한 강도가 얻어지는 것을 확인.

납땜 계면의 EDX면 분석결과 : Al₂O₃

세라믹과 납땜재의 계면에 Ti가 층을 형성하고 있다.
Ti층과 알루미나의 계면에서는, Al-Ti-O로 이루어지는 화합물층이 형성되어 있다고 추측.

활성금속 접합재/구리 복합재

파워 디바이스의 방열 분야에의 활용이나 차세대 히트싱크 에의 공헌

구리(Cu)재의 한쪽에 활성금속 접합재를 복합화(클래드(Clad))한 제품입니다.
세라믹(산화물, 질화물, 탄화물)이나 탄소 소재 등 임의의 재료에 다이렉트에 접합할 수 있기 때문에, 파워 디바이스용 세라믹 회로 기판 이나 차세대 히트싱크 에의 적용이 기대됩니다.

성능 향상
- 고방열의 히트싱크 요구되는 기존 공법의 에칭으로는 어려운 세라믹에 두꺼운 Cu재의 전극 형성이 가능하고, 또한 배선의 파인 피치화가 가능
-용제를 포함하지 않는 재료이기 때문에, 잔사가 없고, 접합 신뢰성이 향상
비용 절감
- 납땜재의 두께를 10μm 이하로 형성할 수 있기 때문에, 종래의 활성금속 접합재에 비해 은금의 비용을 절반 이하로 억제하여 납땜재 열저항을 반감
-Cu재가 복합화되어 있기 때문에, 재료를 세트하는 것만으로 패턴 형성이 가능해, 프로세스 비용의 삭감이 가능
환경 부하 감소
-용제를 포함하지 않는 재료이기 때문에, VOC(휘발성 유기 화합물)가 발생하지 않는다
- 납땜 시간이 대폭 단축됨으로써 에너지 절약이 되고, 환경 부하 저감도 기대할 수 있다

～고방열화의 실현과 공정 삭감의 양립이 가능～

더욱 높은 출력화나 고효율화가 요구되고, 그에 따른 발열량의 증대로, 각 부재에 있어서 고방열·고내열·접합 신뢰성을 가져, 한층 더 소형화에도 대응하는 재료 개발이 급무
이 때문에 Cu판을 두껍게 하는 것이 요구된다
본 제품은 두꺼운 Cu재에의 전극 형성이 가능하고, 에칭을 사용하지 않음으로써 접합 신뢰성이 향상한다 본 제품은, 방열화에의 공헌을 기대할 수 있다