三菱开发高稳定性无氧铜材料
三菱材料推出具有出色晶粒控制和导电性的 MOFC-GC 铜，以实现 xEV 和可再生能源模块的热稳定性。
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三菱マテリアル株式会社は、高性能無酸素銅MOFC®（Mitsubishi Oxygen Free Copper）シリーズの新製品を開発し、ラインアップを拡充しました。新開発のMOFC®-GC（Grain Control）は、熱処理時の結晶粒の粗大化が極めて起こりにくい、新しい無酸素銅です。
自動車の電動化や再生可能エネルギーの普及により、電子機器部材には大電流に対応するために高導電率や高放熱性能が求められています。このことから、優れた導電率と熱伝導率を有する無酸素銅は、急速に需要が拡大しています。xEVなどにおいて電力制御や変換に用いられるパワーモジュールでは、半導体素子から発生する熱を放熱するためにAMB（Active Metal Brazing）基板などが用いられていますが、その多くは回路層に無酸素銅を採用しています（図1参照）。
AMB基板を製造するためには、セラミックスと無酸素銅の加熱接合が不可欠です。しかし従来の無酸素銅では、接合工程における熱処理による銅の結晶粒の粗大化や不均一組織の生成など、AMB基板の品質ばらつきや性能へ影響を及ぼす課題がありました。
このためAMB基板を構成する無酸素銅には、加熱しても結晶粒が粗大化しにくい特性（結晶粒成長抑制性能）が求められており、特に近年では多様な接合条件に対応できるように、幅広い温度域においても結晶粒の粗大化を起こしにくい、高度な結晶粒成長抑制性能を備えた材料が必要とされています。
この要求に対し当社は、長年培ってきた高品質な無酸素銅の製造技術と独自の材料設計および特許取得技術を駆使することで、熱処理後においても結晶粒径が微細かつ極めてばらつきが少なく均一な結晶組織を実現する無酸素銅MOFC®-GCの開発に成功しました（図2参照）。
MOFC®-GCは従来の改良型の無酸素銅でも達成できなかった1000℃の加熱に対しても微細で均一な結晶組織を安定的に保てることを確認しており（図3参照）、極めて高いレベルで結晶粒粗大化の抑制が可能です。
また高度な結晶粒成長抑制性能を有しながら、導電率や熱伝導率についても高い特性を有していることから、各種電子部品・モジュールにおける品質向上と工程安定化に貢献します。
MOFC®-GCは0.3mmから1.2mmまでの幅広い板厚での提供が可能で、AMB基板などのセラミックス基板の回路層の材料に採用することで、以下のような効果が期待できます。
- 光学認識性の向上
- 表面粗さの低減（平滑性の向上、ばらつき低減）
- めっき外観改善
- 銅回路層/セラミックス接合界面の超音波画像検査性の向上
- 基板の反りの安定化
- 耐ヒートサイクル性能の向上
- ワイヤーボンディング接合強度不足の解消（細径ワイヤ使用時など）
- 半導体素子のはんだ付けや焼結材接合のばらつき低減
当社グループは、「人と社会と地球のために、循環をデザインし、持続可能な社会を実現する」ことを「私たちの目指す姿」と定めています。今後も新たなマテリアルを創造し、オンリーワンの高機能素材・製品供給を行うことで、目指す姿の実現に取り組んでまいります。
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