ブックタイトル実装技術4月号2020年特別編集版

概要

実装技術4月号2020年特別編集版

401?? は????に　パワーデバイスの機能の中核となる半導体チップの性能が飛躍的に向上している。次世代の半導体チップ材料として有力視されるSiC、GaN、Ga2O3の中でも、SiCは、その高い電力損失の低減性能と放熱性能から、他の材料に先行して実用化が推進されている。電力損失の低減性能はデバイスの小型化を可能とし、放熱性能はデバイスの冷却機構の小型化を可能とする。車の電装化にあたっては、電装部品やケーブルコネクタの点数増加が生じ、各部の省スペース化が望まれる。この要求に対し、SiCを用いた部品の小型化は特に効用をもたらす。　しかしながら、SiC のもう一つの特徴である高温動作性能については、いまだそのポテンシャルを活かし切れていない現状である。SiCチップは発熱温度250 ℃超、あるいは300℃でも使用可能であることが実験的に示されている。しかしながら、いまだ300℃で使用可能なパワーデバイスは登場していない。これは、「半導体チップ自体は高温に耐えても、パワーデバイスを構成する材料は高温に耐えられない」ためである。SiCパワーデバイスの活用にあたっては、チップのみならず、構成材料の高耐熱化が必要不可欠である。　本稿では、次世代SiCパワーデバイスを想定したパワーデバイス材料の性能評価方法の開発、並びに研究成果を報告する。2?? パワーデバイス????材料の????化要??　図1に典型的なケース型のパワーデバイスと構成材料の耐熱温度の一例を示す。チップと接触しているワイヤ、封止材、ダイアタッチ材に関しては、少なくともチップの発熱温度と同等の耐熱性能が必要であると理解できる。SiCチップの実用的な最高使用温度とされる250℃を想定した場合、ダイアタッチ材の鉛フリーはんだや封止材は耐えられないことが分かる。TIM（Thermal Interface Material）、樹脂ケースはチップと接触している訳ではないため、チップの発熱温度と同等の耐熱性能である必要はないが、それでも高い雰囲気温度パワーデバイスの信頼性評価の概要 ②～パワーデバイス材料の性能評価～（株）ケミトックス / 住田　智希図1　??????????????????イ??の????図と????????の????????