三菱マテリアル、洗浄工程不要の金錫合金ペーストを開発

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LED素子搭載例

三菱マテリアルの電子材料事業カンパニーは2018年1月15日、世界で初めて洗浄工程を必要としない金錫(AuSn)合金ペーストを開発し、サンプル出荷を開始したと発表した。

金錫合金の粉末とフラックスと呼ばれる結合材を混合した金錫合金ペーストは、熱伝導性と接合後の信頼性の高さにより、高輝度LEDのダイボンディング(素子の基板への接着)材や水晶デバイスなどのパッケージの気密封止蓋の接合材などの様々な用途に対応する。また、ペースト状態であるためスクリーン印刷、ディスペンス塗布(注射器状の機器で吐出する工法)などの工法への応用度が高く、様々な形状の接合部に使用できる。

金錫合金ペーストを用いた接合では、金錫合金の粉末表面及び接合面の酸化膜を除去して、粉末表面と接合面との濡れ性(溶けた金属が固体上で弾かずに広がる性能)を高める必要がある。従来品ではこの酸化膜除去の役割を、高耐熱ロジンをベース剤にしたフラックスが担っていた。しかし高耐熱のため、熱処理工程後に接合面の腐食等の不具合の原因の1つとなる残渣が発生してしまう。このため、これを除去する洗浄工程が必要だった。

しかし近年、熱処理工程においてギ酸による還元雰囲気(還元がしやすくなった空間)を作る装置が普及し、金錫合金の粉末表面の酸化膜除去が可能となった。そのため今回同社では、ニーズに合わせ、熱分解温度が低い新規フラックスを用いた金錫合金ペーストを開発した。

今回の新製品は、熱処理後のフラックス残渣が大幅に低減され、洗浄工程が不要となっている。熱処理後の洗浄工程を必要としない金錫合金ペースト製品は世界で初めてだという。また低温下でフラックスが速やかに分解されることで、金錫合金の粉末表面の酸化膜除去のためのギ酸による還元効果を向上させた。さらに、従来品のフラックスに含有されペーストの安定性に影響を及ぼしていたハロゲン系活性剤を一切使用しておらず、保証期間(ポットライフ)、有効使用期間を長くした。

同製品は、2018年1月18日から20日に東京ビックサイトで開催される「第46回インターネプコンジャパン エレクトロニクス 製造・実装技術展」で紹介される予定だ。今後同社では、同製品を高輝度LEDヘッドランプや殺菌用UV-C LEDランプなどの高い放熱性と接合後の信頼性を要求される用途へ展開し、2022年には年間25億円規模の売上げを目指すという。

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