文字サイズ
標準
色の変更

サポイン技術紹介

  1. トップ
  2. サポイン技術検索
  3. セラミック製基板をベースとする従来の高コストなパワー半導体用実装基板の製法を安価な大型ガラス基板をベースに多面取りを可能とする低コストな製法を確立する。

材料製造プロセス

セラミック製基板をベースとする従来の高コストなパワー半導体用実装基板の製法を安価な大型ガラス基板をベースに多面取りを可能とする低コストな製法を確立する。

鳥取県

株式会社日本マイクロシステム

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 銅ナノ粒子ペーストを用いた大型ガラス基板への高精度スクリーン印刷と多面取り加工技術を用いた次世代パワー半導体用実装基板の新製造技術の開発
基盤技術分野 材料製造プロセス
対象となる産業分野 半導体
産業分野でのニーズ対応 低コスト化
キーワード 銅ペースト、スクリーン印刷、多面取り製造、ガラス基板加工
事業化状況 実用化間近
事業実施年度 平成29年度~令和1年度

プロジェクトの詳細

事業概要

本研究開発では、銅ナノ粒子ペーストを用いるスクリーン印刷技術により大型ガラス基板上に複数の単体基板を作製した後、切り分けることで、半導体実装基板1個あたりの製造コストを大幅に低減することをめざす。

開発した技術のポイント

・導電性銅ナノペースト材料の大型ガラス基板への高精度スクリーン印刷技術の開発
・大型ガラス基板への一括穴あけ、印刷後の裁断カット、面取り等の加工技術の開発
・半導体実装基板の電気的検査技術の高度化

具体的な成果

・スクリーン印刷(銅ペースト膜厚 70~100μm):重ね塗りにより100μm以上の膜厚を達成
・耐酸化性を有する銅ナノ粒子の工業的製造技術を確立し、量産試作対応設備を製作し、量産対応可を確認
・実用スクリーン印刷装置を製作し、印刷性と操作性は実用レベルに到達
・サンドブラスト法を採用し、高精度穴あけ加工装置を開発した。
・ガラス基板の検査装置を製作した。

研究開発成果の利用シーン

2020年頃に本格的に市場拡大が見込まれる次世代パワー半導体、特にGaNデバイスをターゲットに絞り、次のステップとしてはSiC,更にその先にシリコン系パワーデバイス(IGBTなど)に適用を広げて生産数量を増大させる計画。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

現在市販されている銅ペーストより優れた電気特性の実力値(240±40μΩ・㎜)がある為、利用用途を見つける事で事業展開の可能性を模索する。
スクリーン印刷を用いた回路形成が可能になったので、ガラス基板はもとより柔軟性のある基材に回路形成するなど利用用途の拡大による事業展開を模索する。

提携可能な製品・サービス内容

製品製造

製品・サービスのPRポイント

今回提案の基板製造プロセスでは、国内液晶生産ラインの空きスペースを利用して大型ガラス基板(液晶第2.5世代サイズ)を用いてスクリーン印刷で回路を形成、乾燥固化したのち要求仕様に合わせたサイズにカットするというもので、セラミック基板に比べて耐環境性の面ではやや劣るものの、1/10以下の製造原価が見込まれる。
また、将来的には大型ガラス基板上の回路に半導体チップを組み込み、その後要求サイズに分断するというプロセスを取りいれると、自動化が可能になり、さらに生産性が上がると考えられる。

今後の実用化・事業化の見通し

現在市販されている銅ペーストより優れた電気特性の実力値(240±40μΩ・㎜)がある為、利用用途を見つける事で事業展開の可能性を模索する。
スクリーン印刷を用いた回路形成が可能になったので、ガラス基板はもとより柔軟性のある基材に回路形成するなど利用用途の拡大による事業展開を模索する。

実用化・事業化にあたっての課題

電気抵抗値:本事業開発ペーストのみで、パワー半導体で利用可能な電気抵抗値(16.8μΩ・mm)を実現するに至っていないが、本事業開発ペーストにメッキ加工を行うことで実現できることは確認できた。ただ、製造工程にメッキ工程を追加すること製造コストアップにつながるため、ペーストの更なる改良が必要である。
ペーストの量産化:本事業開発ペーストは、産総研での試作段階で、量産化には、ペーストメーカーでの製造が必要となる。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社日本マイクロシステム
事業管理機関 公益財団法人中国地域創造研究センター 産業創造部
研究等実施機関 株式会社日本マイクロシステム
株式会社北栄製作所
株式会社曽田鐵工
株式会社ナノ・キューブ・ジャパン
地方独立行政法人鳥取県産業技術センター
国立研究開発法人産業技術総合研究所
アドバイザー 独立行政法人国立高等専門学校機構米子工業高等専門学校
オオアサ電子株式会社
シャープ株式会社
中沼アートスクリーン株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社日本マイクロシステム(法人番号:2270001003493)
事業内容 ソフトウェア業,製造業
社員数 72 名
生産拠点 株式会社日本マイクロシステム夜見事業所
本社所在地 〒683-0851 鳥取県米子市夜見町2947-3
ホームページ http://www.jpms.co.jp
連絡先窓口 公益財団法人中国地域創造研究センター 産業創造部 松原 健之
メールアドレス matsubara@crirc.jp
電話番号 082-241-9904