規接合材および接合技術の開発

評価用の微小はんだ試験片

 皆さんが使用しているスマートフォンやタブレット、パソコンの内部にはたくさんの電子部品が搭載されております。これらの電子部品を配線基板に実装するためには、「はんだ」等といった接合材が用いられますが、製品の安全性や信頼性を確保するために、優れた機械的特性や接合特性が求められます。これら特性の向上を図るため、私の研究室では接合材の研究開発および評価を行っています。
 現在は、電気自動車や鉄道車両等の電力変換装置に搭載されるパワー半導体の実装用新規はんだ材について研究開発を進めています。パワー半導体に使用される接合材は、有毒な鉛を使用しない「鉛フリー化」が推進されていますが、同時に、優れた耐熱性や機械的特性が要求されます。研究では、高温動作が可能なSiCやGaN等といった次世代パワー半導体の実装用接合材として、Sn-Sb-Ni系鉛フリーはんだ合金を開発し、優れた特性を持つことを実証しました。
 また、その他にも、めっき技術を応用した金属とプラスチックの異種材料接合技術の研究開発に取り組んでいます。現在、自動車分野では省エネルギー化を目的とした部材軽量化を実現するマルチマテリアル用直接接合技術の適用が要求されております。本接合技術は、ボルトやリベット等を使用しないため、部品の軽量化に貢献することが可能です。

  • Effects of Ni Addition to Sn-5Sb High-Temperature Lead-Free Solder on Its Microstructure and Mechanical Properties, Materials Transactions, DOI:10.2320/matertrans.MH201809 (2019)
  • Effect of Power Cycling and Heat Aging on Reliability and IMC Growth of Sn-5Sb and Sn-10Sb Solder Joints, Advances in Materials Science and Engineering, Volume 2018, Article ID 4829508 (2018)
  • Comparison of Sn-Sb and Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Alloys Using Tensile Properties of Miniature Size Specimen, Solid State Phenomena, Vol. 273, pp. 83-90 (2018)
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