Dans le projet NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), l'Université d'Osaka et Denso Co., Ltd. ont annoncé avoir découvert un phénomène d'auto-guérison des matériaux de liaison qui devrait améliorer la fiabilité à long terme du SiC ( carbure de silicium) semi-conducteurs de puissance. ..
Les semi-conducteurs de puissance sont des semi-conducteurs utilisés dans les convertisseurs de puissance, etc., et la principale cause de défaillance de leurs produits appliqués est le pelage des joints. NEDO a développé un matériau fritté d'argent qui a de meilleures propriétés électriques et thermiques que les matériaux de soudure généraux en tant que matériau d'assemblage, mais la courte durée de vie au pelage était un problème dans l'utilisation pratique.
À l'aide d'une pâte de particules d'argent hybride de taille micrométrique et submicronique, une structure de liaison attachée à la puce (structure de liaison entre des semi-conducteurs de puissance de différents matériaux et un substrat de support) est obtenue par un processus de liaison dans l'air à une basse température de 250 °C pendant 30 minutes augmenter.Cette méthode d'assemblage par frittage en pâte d'argent est plus facile à manipuler que le processus d'assemblage conventionnel, la matière première est beaucoup moins chère, la résistance est de 40 MPa ou plus (supérieure à la connexion par soudure) et la conductivité thermique est de 150 W / mK ou plus (5 fois plus Il a la particularité de pouvoir être traité sans pressurisation ou à basse pression de 1MPa ou moins.
Dans l'expérience, une encoche a été appliquée à l'éprouvette de matériau fritté d'argent pour faire une rainure en forme de V, et une légère charge de traction a été appliquée pour introduire une fissure pointue au bout de l'encoche.Cette éprouvette a été maintenue à 200°C et 300°C dans l'atmosphère, et les changements de la pointe de la fissure et les changements de la résistance à la traction de l'éprouvette ont été étudiés.
Les observations au MEB (microscope électronique à balayage) ont confirmé qu'un maintien à 200°C fermait les fissures et commençait une jonction partielle, et à une température de 300°C les fissures se refermaient largement, confirmant un clair phénomène d'autocicatrisation des fissures.De plus, lorsque l'évolution de la résistance à la traction de l'éprouvette à fissure introduite a été examinée, elle a atteint le même niveau que l'éprouvette dans laquelle presque aucune fissure n'a été introduite après un maintien à haute température pendant 100 heures.
Ce phénomène est que les fissures générées dans la couche liée de matériau fritté d'argent s'auto-réparent dans un environnement de fonctionnement d'équipement à haute température, et il est dit que l'applicabilité des semi-conducteurs de puissance SiC tels que dans le domaine automobile a été considérablement améliorée.
