|パワーデバイス内容SiCやGaNなどの次世代パワーデバイスの実用化が進むためには、これらワイドギャップ半導体の信頼性が確立されることが重要で、そのためには、高温度の熱衝撃に耐えられる信頼性の高い鉛フリー・ダイアタッチ技術や、高周波の伝送損失を抑えられる新しい配線技術が必要とされている。本書は、本技術を実装面で確立するためのこれらの技術および信頼性の評価手法などを解説したもの。その際に必要となる新たな実装材料やパッケージング構造の設計についてもまとめている。引はじめにパワー半導体の長い歴史の中で、Si製品適用の限界が見え始めている。今以上の特性を出すことがかなり困難になってきた。一方で、世の中の電力機器は増加の一途である。国内には約1億台の電動モーターが稼働しているが、このために必要な電力が日本の全消費電力の6割に当たるそうだ。パワー半導体によって省エネルギー化が達成できれば、莫大なエネルギー消費とCO2排出量の低減が達成される。発電所から各家庭に送電する間に、何度も電力変換されるために6割ほどが消失しているという。IoTによる情報ネットワークの高トラフィック化は鰻登りで、端末機器ばかりでなく通信基地局などインフラ設備を含めた電力消費は、先進国はもちろん開発途上国における膨大なエネルギー損失の原因になっている。このような世界的なエネルギー問題に対応する1つの現実的な解がパワー半導体の普及であり、且つ、Siに替わるワイドバンドギャップパワー半導体の実現である。世界のパワー半導体の市場成長は大きく、毎年、10%近い成長率を示している。日本においても、安定した成長産業として、持続的に発展することが期待される。幸いなことに、パワー半導体は「摺り合わせ」の技術が集成された「アナログ的」な技術である。半導体メモリのように、生産がデジタル化され、高価な装置を買えば世界の何処でも生産できる成熟産業にはなり得ないものだ。同時に、今日の日本の電子・電気産業が世界に先行して築いた最も強い分野であり、モノづくりの絶妙なバランス、材料、プロセスが要求される世界であり、これからも長く国内に定着できる最先端の技術である。一方で、この技術領域に注目しているのは、もちろん日本ばかりではない。SiCやGaNなどのワイドバンドギャップパワー半導体は、省エネルギー技術の切り札として、日米欧をはじめ世界中で大規模プロジェクトが開始されている。ウェハ製造の完成度が高まり、実際の生産拡大が強く望まれる時期となり、その最大の関心がこれまで経験のない耐熱実装技術に注がれている。言うまでもなく、実装は電子機器モノづくりの最後のハードルである。パワー半導体の実装においては、デバイスの機能を十分に発現することに加え、これまでにない機器の安全安心を実現するための設計が必須である。SiCやGaNの実装では、250°Cから300°Cの高温までの熱衝撃に耐えられる高信頼の鉛フリー・ダイアタッチ技術や、大電流と熱の負荷に耐え、しかも高周波の伝送損失を抑えられる新しい配線技術が必要とされている。動き出した世界のパワー半導体産業の流れの中で、ワイドバンドギャップパワー半導体の実装に関し基礎と信頼性に焦点を当てて本著を執筆する機会を得られたことは、筆者一同、幸運と感じている。本書では実装に的を絞り、その現状と課題を各分野の最先端を熟知する専門家により詳説している。極限環境における材料の劣化メカニズムの解明は、まだまだ十分なレベルに達していないが、今後どのように対応を進めるべきであるかを、できるだけわかりやすいように、新たな実装材料やパッケージング構造の設計についてもまとめている。ちなみに、実装にはリアクトルやスナバコンデンサなどの受動部品やEMI対策なども含まれるが、最新技術に関しては新たな情報が蓄積されるまで待つことにしたい。最後になったが、本書を執筆するに当たり大変良いタイミングで執筆の機会を与えてくださり、最後まで遅々として進まぬ執筆に実に辛抱強くお付き合い頂いた日刊工業新聞社の辻總一郎氏には、執筆者一同、深く感謝したい。本書が、パワー半導体の製造現場で信頼性向上や新たなチャレンジに取り組もうとする技術者、あるいは、これからワイドバンドギャップパワー半導体に取り組もうとする研究機関の技術者や研究者の皆様に少しでもお役に立てれば、筆者一同、誠に幸いと感じる次第である。SHIMBUN,LTD.。