提供源自貴金屬的最先進材料，開辟半導體器件的未來

新一代功率半導體迅速普及

如果說邏輯半導體和存儲半導體是大腦，那麽可以比喻為心臟的功率半導體負責控制和供應電力，並安裝在所有電子設備中。特別是在使用大功率的電動汽車 (EV)，工業設備，通信基站和可再生能源領域，它是重要的核心部件，預計未來市場將繼續擴大。為了降低能耗，新技術的開發也在加速。

寬頻寬功率半導體正迅速普及，即使在惡劣環境下也能穩定運作。與傳統的矽半導體相比，採用碳化矽(SiC) 和氮化鎵 (GaN) 的半導體不僅在高溫條件下保持穩定性和性能，而且在高功率和高頻方面也表現出色，目前正在進行大規模生產的研發工作。

然而，田中貴金屬工業株式會社的伏見義典表示，設計人員在開發這些下一代功率半導體時面臨著新的挑戰：「我們需要應對功率容量增加帶來的高溫問題，在數千次熱循環後保持鍵合可靠性，並鍵合越來越大的晶片（晶粒）的更大面積。使用傳統的膏材和環氧樹脂黏合劑越來越難以滿足這些要求。」

材料解決問題，自由模塊設計

田中貴金屬提供的材料能夠解決這些問題。其中一種材料是“銀粘合劑”，它改變了晶片的粘合方式。該公司開發的樹脂增強型燒結（通常稱為混合燒結）是一種區別於傳統燒結銀的材料。 「它不僅具有高導熱性，散熱性能優異，而且由於其獨特的樹脂體系，在熱循環下也具有很高的可靠性，能夠滿足汽車應用嚴苛的環境要求。」伏見先生說。伏見先生相信，這種黏合劑在黏合中小尺寸晶片方面將特別有效，有助於延長功率裝置的使用壽命並提高其容量。

另一種是“ AgSnTLP片材”，它非常適合大面積鍵合。 「這是一種Ag-Sn液相擴散接合合片材，可有效鍵結大型晶片和整個模組，」參與該產品研發的公司員工北岡真一郎解釋。

它有三大主要特色。首先是可靠性。這種黏合片在黏合後會將銀 (Ag) 和錫 (Sn) 轉化為 Ag3Sn，使其耐熱溫度提升至 480°C。這使其比現有材料更耐熱。其最大接合強度為 50 MPa，即使在 300°C 的高溫下也能保持相同的接合強度。此外，它還通過了 3000 次循環熱測試。其次是成本降低。黏合過程只需幾分鐘即可完成，從而縮短節拍時間並降低製程成本。第三是減少環境影響。由於它是一種無溶劑材料，因此不會產生揮發性有機化合物 (VOC)。它也不含受 RoHS 指令約束的物質。 「它採用的工藝即使在低壓下也能實現可靠的粘合，減少空隙，並簡化製造工藝。它尤其適用於模組和散熱器之間的大面積粘合，我們相信這將有助於提高散熱性能，」北岡說。

模具粘合中的兩種解決方案“ Ag粘合劑”和“ AgSnTLP片”是互補的，通過充分利用各自的特性，可以展示其真正的價值。例如，“ Ag粘合劑”適用於中小尺寸的模具粘合，AgSnTLP片適用於大面積模具中要求高溫穩定性的粘合。通過互補地結合兩者，擴大了過去難以實現的模塊設計的自由度，我們可以同時改善下一代功率半導體開發所必需的元素，如熱管理，可靠性和可制造性“ (北岡先生)

從上遊到下遊的全系列材料

正如EV所象徵的那樣，強烈要求功率半導體具有即使在相對較小的空間內也能控制功率的功能。為了在最小化的同時提高性能，對功率半導體材料的“低電阻”和“散熱對策”的需求正在擴大。

田中貴金屬為功率裝置產品提供整體解決方案，並穩定供應從製造工藝上游到下游的全系列材料，包括晶片鍵合材料、接合線、貴金屬銲材、各種電鍍製程、濺鍍靶材等，所有這些材料均位列世界頂級供應商之列。

此外，材料本身往往是稀有的，貴金屬材料，並應考慮到回收的生產和分銷系統。田中貴金屬在貴金屬回收是回收的核心業務之一，該公司正在推動其 網點的全球擴張。

接合材料的創新對於應對功率半導體發展帶來的散熱和可靠性挑戰至關重要。田中貴金屬正處於這一領域的前沿，致力於為新時代的電力電子技術提供支援。
田中貴金屬將繼續利用貴金屬的特性，進行研究、開發和提供尖端材料。

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