パワー半導体
モジュール用
Si3N4絶縁基板
概要
高強度・高靱性のSi3N4セラミックスに高熱伝導性を付与することで耐熱衝撃性および耐熱疲労性を向上させ、半導体モジュールの信頼性を大幅に改善しました。また、従来材のアルミナおよび窒化アルミでは不可能な新規モジュール構造を実現しました。
貴社に合わせた材料活用方法を提案します
独創性・優位性
トレードオフの関係にある強度と熱伝導率を両立した材料開発に成功しました。130kW/m.kXMpaは世界最高水準です。
直接効果
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図１ 従来構造
(1)従来、パワー半導体モジュールの絶縁基板としてアルミナおよび窒化アルミが用いられてきましたが、機械的強度が低いためモジュール自体の構造設計に制約があり、図１に示すような複雑なものでした。
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図２ 新規モジュール構造（簡略化）
(2)当社は、新規に開発した高強度・高熱伝導Si3N4を絶縁基板として用いることにより、図２に示すようにモジュール構造を簡略化できました。厚板Cuを接合可能により、熱抵抗を下げることができ、さらに放熱板を省略することにより構造簡略化ならびに低コスト化が達成できます。
関連効果
開発Si3N4の応用分野：
- 1. 高い熱衝撃性および熱疲労特性が要求される構造材料に幅広く利用できます。
- 2. 高純度のため半導体製造装置部材に適用できます。
応用分野
- ・ペルチェ素子モジュール用絶縁基板
- ・半導体製造装置用部材
- ・耐熱性構造部材
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