田中貴金属、サブミクロン金粒子の微細複合パターン印刷技術の提供を開始

　

　田中貴金属工業、ニューロング精密工業、太陽化学工業の3社は、サブミクロンサイズの金粒子を用いた低温接合材料「AuRoFUSE(オーロフューズ)」の微細複合パターンを、高精細スクリーン印刷によって基板上に一括形成できる技術を開発、2013年12月4日より提供を開始したと発表した。

　AuRoFUSEは、サブミクロンサイズの粒径に制御した金粒子に、有機溶剤を混ぜたペースト状の接合材料で、一度200℃まで加熱すると溶剤が蒸発し、荷重を掛けなくても金粒子が焼結接合し、300℃の温度下においても約30MPaの接合強度を維持することが可能という特徴をもっている。

　一方、MEMSデバイスの製造では、デバイスの高機能化が求められるようになってきており、WLPパッケージに実装が必要となるなど、実装コストの上昇や歩留まりの向上への対応が必要となってきた。今回の開発に際し、AuRoFUSEをスクリーン印刷して形成した封止枠では、熱圧着(200℃、100MPa)で金粒子焼結体が変形した結果、緻密化し、高真空気密封止が達成されることを確認したほか、金粒子焼結体は、基板表面の凹凸を吸収できる圧縮変形能を有しているため、従来は必須であった接合前のCMPを軽減することが可能となり、製品歩留りの向上を図ることが可能であることも確認されたという。また、パッケージの小型化には、印刷幅を狭くすることで対応可能であり、将来的に同技術の汎用性は高いと考えられるという。

　さらに、ダイボンド材として主に用いられるスズ系および金系ハンダは、溶融温度までの耐熱性を有しているものの、さらなる高性能が期待される次世代パワーデバイスのダイボンド材としてはさまざまな課題があり、そうした課題をAuRoFUSEを用いることで解消することが可能になるとも説明している。

　なお田中貴金属工業では、2009年12月よりAuRoFUSEのサンプル提供を行ってきたが、同技術の提供を始めるにあたって、AuRoFUSEを年間200kg製造できる量産体制を構築したとしており、今後、材料単体で提供することや、同技術のように組み合わせ技術としてAuRoFUSEを提供することで、AuRoFUSEの売り上げを2020年までに年間20億円に引き上げることを目指すとしている。

　200mmシリコンウェハ基板上に印刷した「AuRoFUSE」の封止枠外観(200μm幅)

　圧縮変形後の封止枠の断面組織(150℃、100MPa、30分)