業界初！Tg230℃達成のSiCパワーモジュール封止材料「G785シリーズ」量産開始

業界初のTg230℃を実現した新素材「G785シリーズ」を発表

住友ベークライト株式会社が発表した「G785シリーズ」は、次世代SiCパワーモジュール向けの固形エポキシ樹脂封止材料として、業界初となるガラス転移温度(Tg)230℃を実現しました。この新素材は、従来のエポキシ樹脂では達成困難とされていた超高耐熱性と低応力性を兼ね備えており、パワーモジュールの小型化や高出力化に大きく貢献します。

開発の背景

ここ最近、カーボンニュートラル社会の実現に向けて、xEVやデータセンター、再生可能エネルギーなどの分野でのSiCパワー半導体の需要が急速に高まっています。これに伴い、SiC半導体が高温環境でも動作可能な一方で、その封止材料に求められる耐熱性を確保することが課題となっていました。従来のエポキシ樹脂のTgを200℃以上に引き上げることは、結果的に硬さが増し、ヒートサイクルによる応力が原因で剥離やクラックなどの問題が生じやすくなるというトレードオフが存在しました。

そこで、住友ベークライトは新たな技術とアプローチを駆使し、パワーモジュールに最適な材料を開発することに成功しました。

G785シリーズの特長

Tg230℃の耐熱性能

G785シリーズは、樹脂の主鎖骨格を剛直化し、架橋密度の最適化を行った結果、業界最高クラスのTg230℃を実現しました。この特性により、SiCパワーモジュールが高温環境での運用時にも物理的性能が保持され、長期的な絶縁信頼性が確保されます。

トレードオフの解消

従来、エポキシ樹脂の高Tg化は弾性率の上昇を伴い、信頼性を妨げる要因とされていましたが、G785シリーズでは最新の低応力化技術を導入することで、弾性率の上昇を抑えています。この成果により、パワーモジュール内部の応力や歪みが最小限に抑制され、チップや基板からの剥離、樹脂自体のクラックが防がれることとなります。

小型化と高出力化の実現

G785シリーズの優れた耐熱特性のおかげで、放熱性を向上させ、シンタリング材や半田を用いた冷却器との接合も可能となりました。結果、パワーモジュールの小型化、高出力密度化が実現し、SiCチップの本来の能力を最大限に引き出します。

今後の展望

住友ベークライトでは、「G785シリーズ」を次世代パワーエレクトロニクスの戦略製品に位置付け、2030年度に売上高100億円を目指しています。今後も新しい材料開発を進め、パワーモジュールの構造革新を支えることで、さまざまな分野での省エネルギー化に貢献していく方針です。

詳細な情報やお問い合わせは、住友ベークライト株式会社パワーエレクトロニクスソリューション開発部までどうぞ。