鉛フリーのその先へ:Joinspireが無加圧銅焼結の課題を克服し、SiC/GaN実装を前進させる
銅焼結における技術的ブレークスルー。Joinspireは無加圧焼結銅ペースト「PL-02U」により、業界共通の課題であった銅の酸化問題を克服しました。次世代SiC・GaNパワーデバイス向けに設計されたPL-02Uは、高い熱伝導率(>110 W/m·K)と優れたコスト効率を両立し、従来の高鉛はんだに代わるグリーンで鉛フリーな選択肢を提供します。
炭化ケイ素(SiC)や窒化ガリウム(GaN)を用いたパワーデバイスの急速な進化にともない、適切な実装材料の選定が重要なエンジニアリング課題となっています。
従来の高鉛はんだは急速に限界を迎えつつあります。熱伝導率が低く(<50 W/m·K)、せん断強度も控えめである(<30 MPa)ため、パワー密度の向上と長期信頼性を阻む主な要因となっています。さらに、鉛を含有すること自体が、RoHSやREACHをはじめとする世界的な環境規制の強化と真っ向から対立しています。
こうした制約を受け、業界は銅焼結へと目を向け始めています。性能とコスト効率を高い次元で両立できる、理想的な解決策です。
酸化という壁を乗り越える
銅焼結ペーストは大きな可能性を持ちながらも、これまで実用化を阻む技術的な壁がありました。活性の高い銅粉末が大気中で急速に酸化してしまう問題です。この酸化により性能が急激に劣化し、保管期間および使用寿命の両方が大きく制限されていました。
Joinspireは、この業界共通の課題をコア技術の突破によって解決しました。
Joinspireの無加圧焼結銅ペースト「PL-02U」は、分子レベルで銅の劣化を防ぐ独自の防酸化技術を採用しています。室温(25°C)、大気環境下での保管安定性に優れており、長期保管や常温での輸送を手間なく実現します。これにより、銅焼結の大規模な工業実装への道が開かれます。
PL-02Uの4つの強み
防酸化性能でのブレークスルーに加え、Joinspire PL-02Uはパワーデバイス実装において4つの優れた特長を備えています。
- 優れた熱的・機械的性能
- 熱伝導率(>110 W/m·K): 高パワー密度チップに対して優れた放熱性能を発揮します。
- せん断強度(>30 MPa): 高いストレスがかかるダイアタッチ用途にも耐える、堅牢な接合信頼性を実現します。
- エレクトロマイグレーション耐性: 強い電界下においても長期的に安定した動作性能を維持します。
- 緻密な焼結界面: C-SAM(超音波探傷)検査により、ボイドや剥離のない緻密で欠陥のない界面であることが確認されています。
- 戦略的なコスト優位性
貴金属価格が高止まりを続けるなか、銀系材料はメーカーにとって大きなコスト負担となっています。PL-02Uはコスト効率に優れた銅系配合を採用しており、性能を損なうことなく信頼性の高い高付加価値な代替材料を企業に提供します。
- 高歩留まり生産を支える優れた加工性
PL-02Uは優れたレオロジー安定性を持ち、高精度ディスペンス方式とスクリーン印刷方式のいずれにも十分対応します。連続的かつ安定した自動生産を支えるとともに、ペーストのにじみやダレといった不具合を効果的に防ぎ、生産歩留まりの向上に貢献します。
- 環境に配慮した設計
PL-02Uは鉛フリー・ハロゲンフリーを実現した環境配慮型の配合であり、RoHSやREACHをはじめとする国際的な環境規制に完全準拠しています。
まとめ:次世代パワーエレクトロニクスを支える
環境規制の厳格化と性能要求の高まりが同時に進むいま、従来のはんだでは次世代パワーエレクトロニクスの要求に応えることができなくなっています。
Joinspireの無加圧焼結銅ペースト「PL-02U」は、業界に向けた先進的な材料アップグレードの道筋を示すものです。グリーンで鉛フリーな環境性能と、優れた熱的・電気的特性を兼ね備えることで、JoinspireはSiC・GaNデバイスのさらなる高出力化、高効率化、高信頼性化を支える確かな基盤をメーカーに提供します。