　 3 号 金表面状がエポキシ樹脂ʕ金界面性に与える影響 109 J-STAGE Advance Publication date : January 16, 2017 日本金属学会誌 第 81 巻 第 3 号（2017） 109-114 金属表面状態がエポキシ樹脂―金属界面特性に 与える影響 * 1 松 嶋 道 也　　加 藤 裕 太 * 2 武知佑輔 * 3 福 本 信 次　　藤 本 公 三 阪学学院工学研究科 J. Japan Inst. Met. Mater. Vol. 81, No. 3 （2017） , pp. 109-114 Ⓒ 2017 The Japan Institute of Metals and Materials Metal Surface Condition Effect on Interfacial Property between Metal and Epoxy Resin Michiya Matsushima, Yuta Kato * 2 , Yusuke Takechi * 3 , Shinji Fukumoto and Kozo Fujimoto Graduate School of Engineering, Osaka University, Suita 565- 0871 Conductive adhesives are alternatives to solder joints and are of interest because of their high bonding strength, low thermal resistance, and low electrical resistance. In this paper, we focused on the dependence of the metal surface conditions on the surface processing and clarified the effect of different metal surface finishes on the bonding strength and thermal characteristics. The effects of air exposure and silane coupling agent processing on the adhesive strength between the metal and resin were investigated. The thermal resistance after repeated bending was measured to determine the effect of different metal surface finishes on the thermal resistance. ［doi:10.2320/jinstmet.J2016057］ （Received October 4, 2016; Accepted November 14, 2016; Published January 16, 2017） Keywords: conductive adhesive, metal-epoxy resin interface, contact angle, surface conditions, shear strength 1. 緒　　　言 パワーモジュールは省エネルギーのキーデバイスとして環 境保護の観からも世界に目されており，一般家から 工業製品，輸送機器まで様々な用で使用されている．より 高性化が求められる，パワーモジュールのサイズは小さ くなる一方で流密は増加しているため，高な接合手 法が求められる． RoHS （Restriction of Hazardous Substances）指令に表され るように，気子機器への Pb など有害物質の含有が 制限される，成分の90％以上と Pb を量に含む高温は んだでは実用にする材料が見つかっておらず例外措 が取られている．しかしながら，2017にはその例外措も 解除されることになっており，ソルダリングにわる新たな 接合手法の確立が急務となっている 1） ． その接合技術の候補が性接剤である 2） ．性 接剤は気およびをう金フィラーと構強を 保つ硬化性樹脂の複合材料である．エポキシ樹脂は性 接剤の主剤として用いられる表な樹脂であり，金 フィラーとしては銀やをはじめ，アルミニウム，ニッケル， 金が主に用いられる 3-5） ． パワーモジュールなどの子デバイス接合部に求められる * 1 Mater. Trans. 57 （2016） 881-886に掲載 * 2 阪学院生，現在：株式会社ジェイテクト（Graduate Student, Osaka University, Present address: JTEKT Corp.） * 3 阪学院生，現在：パナソニック株式会社（Graduate Student, Osaka University, Present address: Panasonic Corp.） 性として，高接信頼性，抗，気抗が挙げら れる．性接剤を用いた接合部において，これらの性 に最も影響を与えると考えられる因子は極と樹脂の界面お よび金フィラーと樹脂の界面の 2 つを合わせた金と樹脂 の界面であり，これは接合前の金表面の状によってき く左右されると推される．よって，金の表面処理の変化 にする金表面状および接合性，抗，気抗との 関係を明らかにする必要がある． 樹脂の接メカニズムとしては，きく 3 つがられてお り，アンカー効果による機械な接合，化学結合およびファ ンデルワールス力 6） による接合である．機械な接合力は接 合面積に依するので，接合強としては位面積たりの 強が評価されるべきである．ファンデルワールス力は化学 結合と比較すると小さいと言われている．本論文では，金 表面の化学処理による金樹脂界面性への影響を査し た．金表面の状は水の接触角で評価し，エポキシ樹脂と 金の接合強はせん試験によりした． 性樹脂では，金子やフィラーなどの金と樹脂の 界面剥離によって抗が上昇するが，界面強が高ければ 抗の上昇も抑制されると考えられる．表面処理の異なる 板および金フィラーを用いた性樹脂接合にして 繰返し曲げ試験を行い，抗の変化をした． 2. 試験片および実験方法 2.1 供試材 99.96％無酸素の板（20 mm×20 mm×1.5 mm）と円（φ 5