三菱材料開發次微米銅燒結接合材料,實現功率模組低溫接合

 

刊登日期:2026/3/13
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日本三菱材料開發了一項採用次微米級銅粒子的「燒結型銅接合材料」。獨家設計的銅粒子粒徑為100 nm ~200 nm,具有金屬雜質含量低、燒結性高等特徵。產品項包括在氮氣氣氛下、200℃~250℃即可完成接合的銅漿料與銅片,可望應用於功率模組等用途。三菱材料將以「燒結型銅接合材料」的低溫接合、大面積對應、高可靠性為訴求,期應用作為銀系燒結材料的替代方案。
 
燒結型接合材料係由金屬粒子與有機溶劑組成,加熱後有機成分揮發,金屬粒子彼此結合形成燒結結構,藉此實現電子元件與基板之間的接合。在功率模組中,為因應半導體元件的高溫運作與大電流化,長期廣泛採用兼具耐熱性、散熱性、長期可靠性的銀系燒結材料。然而,近年隨著銀價高漲,材料成本顯著上升,且在加壓接合製程中容易發生元件位置偏移;而於大面積接合時,來自有機溶劑或樹脂成分的分解氣體易殘留,也形成可靠性隱憂。基於成本優勢,銅系燒結材料作為銀系替代方案的開發需求持續升溫。
 
三菱材料以銅冶煉製程的副生成物作為原料,已完成從銅粉末合成到燒結材料設計的一貫化開發體系。開發的銅漿料在-50℃~200℃的冷熱循環試驗(1,000次循環)後,仍能維持與初期相同的接合組織,展現優異的接合可靠性。此外,透過漿料配方的最佳化,有效抑制加壓接合時被接合物的位移問題。
 
另一方面,銅片型燒結材料具有良好的移動與定位操作性,相較於漿料型材料,可省略印刷製程與有機成分乾燥工程,有助於縮短製程時間。由於有機成分含量較低,即使應用於大面積功率模組接合,亦可有效抑制空隙(Void)生成。此外,銅片可確保較大的接合厚度,預期可進一步提升接合品質與長期接合可靠性。
 
 

資料來源: https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2602/02/news029.html
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