田中控股株式會社從事田中貴金屬集團制造事業的田中貴金屬工業株式會社開發了用于功率器件的可減少工時的“活性金屬硬焊材料/銅復合材料”。本產品是在銅（Cu）材的一側合成（包覆）了活性金屬硬焊材料的產品。由于可以直接接合陶瓷（氧化物、氮化物、碳化物）及碳材料等任意材料，可應用于功率器件用陶瓷電路板及下一代散熱器。而且，田中貴金屬工業還能從活用本產品的試制提供到硬焊（※1）工藝、試驗及評價等進行滿足顧客需求的各種提案。
活性金屬硬焊材料/銅 復合材料
左：復合材料（銅側） 右：復合材料（活性金屬硬焊材料側）
復合材料硬焊后：下側是陶瓷基板
■ 本產品的特點和新工藝的提案，可同時實現高散熱性和減少工序- 可在高散熱性的散熱器所要求的、以原有工藝較難進行蝕刻（※2）的陶瓷上形成厚銅材料的電極，還能使布線間距更細密。
- 由于是不含溶劑的材料，不會留下殘渣，可提高接合可靠性。
- 由于可形成 10μm（微米）以下的硬焊材料厚度，與以往的活性金屬硬焊材料相比可將銀塊的成本控制在一半以下，并將硬焊材料熱阻減半。
- 由于合成了銅材料，只需配合材料就可以形成圖案，可實現工藝成本的降低。
- 由于是不含溶劑的材料，不會產生 VOC（揮發性有機化合物）。
- 而且，還通過大幅度降低硬焊時間，可實現節能，并可期降低環境負荷。
根據上述特點，本產品可活用于半導體領域等廣泛用途，特別是可期在散熱領域的擴展。在功率器件市場，進一步追求高輸出及高效率，由此造成發熱量不斷增大，對于各部材都急需開發具有高散熱、高耐熱、接合可靠性，且還能應對小型化的材料。而且，在 EV 及 HV 等環保型汽車市場、高輸出激光二極管市場、PC、智能手機的市場等預計需要擴大的下一代散熱器（※4）市場中也是同樣的。
為了維持高散熱、高耐熱、接合可靠性，首先需要將銅板變厚，但本產品通過可在厚銅材料上形成電極，無需蝕刻便可提高接合可靠性，可期對高散熱化作出貢獻。田中貴金屬工業從 2021 年開始正式提供樣品，并預計從 2023 年開始完善量產體制。今后也將在滿足顧客需求進行產品開發的同時，著眼于擴充活性金屬硬焊材料的產品陣容，持續進行技術開發。（※1）硬焊：接合金屬等材料的方法之一，是一種將熔點低于母材的合金（硬焊材料）融化，盡量不熔融母材本身的接合方法。（※2）蝕刻：也稱作化學腐蝕。用作通過溶解、侵蝕不需要的部分來獲得所需形狀的工序。（※3）散熱器：用于散熱及吸熱的作為機械部分構造的零件。雖然材料大多使用導熱性能較好的鋁、鐵、銅等金屬，但作為下一代散熱器，石墨制產品也備受關注。用于半導體元件的冷卻、冰箱及空調等的冷卻器、汽車的散熱器及加熱器等用途。
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：田中貴金屬：陶瓷覆銅板活性金屬硬焊材料介紹
