研究開発された技術紹介

高温、冷熱サイクル等過酷な環境に置かれるパワー半導体IC、SMD(表面実装部品)混載モジュールを一体的に封止し、高精度、高信頼性の樹脂封止モジュールを可能にする真空加圧成形システムのプロセスの確立及びこれに適合する高機能な樹脂材料を開発し、地球環境問題の高まりの中、需要増大が期待される情報家電、自動車電子部品等のコンパクト化、高信頼性化を図り、川下ユーザー企業のニーズに対応する

次世代パワー半導体を混載したモジュールパッケージ用に、寸法精度が良好で高密度パッケージへの封止が可能な真空加圧成形システムの工法開発と、プロセスにマッチした高信頼性樹脂の開発を行う

(新技術)
真空加圧成形システムと熱伝導率の高い高信頼性樹脂を開発する直面した

(新技術の特徴)
熱伝導率の高い材料でモールドされたパッケージは、同じ印加パワーをかけても熱の放熱によりチップ温度の上昇がかなり抑えられた

・真空加圧成形システム用封止樹脂の開発
‐熱伝導率が十分に高い液状樹脂と、顆粒状樹脂を開発した
・真空加圧システムで試作したモジュールの評価
‐発熱TEGチップを用いて熱抵抗の確認を行い、熱伝導率の高い樹脂は、印加しても熱の放熱によりチップ温度の上昇がかなり抑えられることを確認した

・真空加圧成形システム用の高熱伝導樹脂(顆粒タイプ・液状タイプ)
・真空加圧成形システムでの評価試作

・パワー半導体を混載したモジュール用の樹脂として、顆粒タイプでTg350℃以上、熱伝導率5W/mK以上、液状タイプでは5W/mK以上の材料を開発した
・発熱TEGチップを用いて熱抵抗を確認し、熱伝導率の高い樹脂は、熱の放出によりチップ温度上昇が抑えられることを確認した

・放熱性の高い封止材は、パワー半導体の熱問題を緩和させることができるため、さらなる小型化や高密度設計が可能、適応製品が拡大
‐Tgが高く、耐熱性及び熱伝導性に優れる
‐顆粒樹脂、液状樹脂のどちらでも供給が可能である
・真空加圧成形システムにより、4mm厚のものから、1mm以下の薄い厚みのものまで成形が可能、適応製品が拡大
‐寸法精度が優れたボイドレスパッケージが可能である
・プロセスの提案、試作実験など、トータル的な技術サポートにより、開発期間の短縮、試作コストの削滅を実現
‐真空加圧成形による高放熱パッケージの試作が可能である
‐従来の真空印刷封止、ディスペンサーによる封止でも高放熱パッケージが可能である

・熱伝導率を高くするには、高熱伝導フィラーを効率よく充填するだけでなく、樹脂ベースの熱伝導率が高いものにさらに高充填することで、よりよい熱伝導率にすることができ、さらに、加圧硬化などプロセスや、特殊フィラーを使うことにより、さらに高い熱伝導率が実現することも確認できた
・耐熱性確認では、アレニウスプロットによるTG/DTAの耐熱結果では、必ずしも高Tg樹脂が耐熱性が高いという結果にはならず、Tgが低い樹脂でも、その骨格により耐熱性を高くできることがわかった
・真空加圧成形プロセスの開発により、1mm厚以下から3mm厚以上まで様々な成形品を作製できることを確認した