2019年度 材料開発特論第一   Advanced Course of Material Development I

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開講元
材料コース
担当教員名
瀬川 浩代  長友 義幸 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火5-6(S7-201)  金5-6(S7-201)  
クラス
-
科目コード
MAT.C502
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月9日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

本講義ではハイブリッド車用インバータなどに用いられる高信頼性パワーモジュールを題材とし、デバイスの機能を実現するために必要な様々な接合技術について、実際の解析事例を紹介しながら解説する。それにより、種々デバイス開発における材料科学の重要性を学ぶことを目的とする。
また、ガラス材料を中心とした非晶質材料についての作製法や評価法に関して講義および課題を通して学習する。非晶質材料特有の作製方法やサイエンスについて学ぶことも出来るが、講義内容の多くの部分は材料研究において、共通する。講義を通じて材料研究に必要な幅広い知識を得ることを狙いとする。

到達目標

1. 接合プロセスにおける現象とその原理を理解する。
2. デバイスの機能発現に必要な接合評価手法を理解する。
3. 電子顕微鏡の原理とそれを用いた材料微構造解析手法を理解する。
4. パワーモジュールの解析事例を通じて材料科学の有用性を理解する。


1.ガラスの作製方法やその科学を理解する。
2.ガラスの構造解析方法について理解する。
3.非晶質材料の作製方法について理解する。
4.溶液法を用いた材料合成について理解する。

キーワード

パワーモジュール、接合技術、電子顕微鏡、デバイス評価、ガラス、非晶質材料、構造解析、ゾル-ゲル法、陽極酸化

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

講義を中心に行う。毎回の授業の最後に、学習した内容や疑問点を提出してもらい、次回授業の冒頭に疑問点について解説する。
講義を中心に行う。毎回の授業の最後に、講義内容に関連する課題を提出してもらい、次回授業の冒頭に必要に応じて解説する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 ガラスの概論 ガラスの構造を知るための評価方法についての知見を得る
第2回 1. イントロダクション、パワーモジュール概説 パワーモジュールの基本的な構造、役割と適用分野を理解する。
第3回 ガラスの構造解析(1) ガラスの構造を知るための評価方法についての知見を得る
第4回 2.パワーモジュールの評価手法 熱応力解析事例などを示し、パワーモジュールの評価手法について理解する。
第5回 ガラスの構造解析(2) ガラスの構造を知るための評価方法についての知見を得る
第6回 3.電子顕微鏡の原理と材料構造解析 走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡の基本原理と得られる情報について理解する。
第7回 溶融法以外の非晶質材料の作製方法。ゾル-ゲル法概論 溶融法以外の非晶質材料の作製方法について知る。その中からゾル-ゲル法を中心に概説する。
第8回 ゾル-ゲル法による材料作製 ゾル-ゲル法を用いた材料作製(バルク、膜、粉末)について理解をする。
第9回 4.金属/金属接合技術の原理 はんだ付けやロウ付けなどの代表的な金属/金属接合について、原理を理解する。
第10回 陽極酸化による膜作製 陽極酸化を用いた酸化膜の作製について理解する
第11回 5.金属/セラミックス接合の原理 金属/セラミックス接合プロセスにおける現象および原理を理解する。
第12回 パターニング技術 膜の微細加工について理解する。
第13回 6.パワーモジュールの破壊現象と信頼性改善 耐久性試験におけるパワーモジュール接合部の破壊原理について理解する。
第14回 次世代パワーモジュールに向けた新しい接合技術 Siに代わる新規半導体素子(SiC、GaN)を利用した次世代パワーモジュールにおける実装技術のニーズと新しい接合技術の開発について理解する。
第15回 まとめ 全体のまとめ

教科書

講義資料を配布する

参考書、講義資料等

講義資料を配布する

成績評価の基準及び方法

出席及びレポート

関連する科目

  • 材料コース開講科目

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に無し

その他

なし

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