目指すのは、耐熱応力性を向上させた小型パワーモジュールの開発
大学院情報生産システム研究科 修士課程 2年
廣瀬 匠海（ひろせ・たくみ）
私が所属する情報生産システム研究科（以下、IPS）の巽宏平研究室では、主にインターコネクションに関する研究を行っています。ナノ材料や絶縁材料、金属メッキによる高温耐熱実装技術などを研究テーマとし、電気自動車に搭載するパワーモジュールの高信頼化や省エネルギー化、小型化に取り組んでいます。また、金属メッキをソーラーパネルへ応用した研究も行っています。
その中で私は、Niマイクロメッキ接合（Nickel Micro Plating Bonding : 略称NMPB）技術を用いたパワーモジュールの研究を進めています。パワーモジュールとは、電気を効率よく直流から交流、交流から直流に変換することができ、かつ電圧の制御が可能な半導体デバイスのことです。本題のNMPB技術は、電解ニッケルメッキを接合技術として用いた技術となります。イメージとして近いものは、中学校の理科の実験で行った電気分解実験と思います。実際の実験では、特殊な溶液（メッキ液）がたまった浴槽の中にNi板（プラス電極側）とメッキ接合するサンプル（マイナス電極側）を浸け、電流を流して行います。NMPB技術の特徴は、約55℃での低温接合、Niは約1,450℃の高融点（接合後）、耐食性を有していることです。これらの特徴は、一般的なはんだ接合技術よりも高温環境下に耐えられるため、電気自動車のパワーモジュールへの応用に期待できると考えられます。
Niメッキ浴の概略図
現在私が目指している研究は、従来よりも小型・薄型で高耐熱性に優れたパワーモジュールを開発することです。市販のパワーモジュールに用いられた、はんだ・Al ワイヤと代わり、巽研究室ではNMPBを用いることで小型・薄型でかつ高耐熱化となったパワーモジュールを実現してきました。今後私の研究では、さらに耐熱応力性を向上させた小型パワーモジュールの開発を行っていきます。
とても温厚な巽先生と研究員の方たちが豊富な知識で丁寧に指導をしてくださるため、日々研究に精進できています。また、IPSには実験棟も設けられており、光学顕微鏡やSEM-EDX、X線透過装置など豊富な設備が整った環境下で研究活動を行えます。さらに、同じ敷地内には九州工業大学や北九州市立大学もあり研究室によっては共同で活動をしているみたいです。巽研究室も時々、九州工業大学へ出張し実験を行うこともあります。
市販パワーモジュールと巽研究室で開発したパワーモジュール
自然に囲まれた北九州キャンパス。学業以外ではラジオ番組を制作
IPSがある北九州キャンパスの周辺は、日本海や皿倉山（新日本三大夜景の一つ）、関門海峡など自然に囲まれていますが、小倉（北九州市内で一番の繁華街）や博多、天神へ気軽に足を運べる環境でもあります。博多までは電車で1時間程度（特急を使うと30分ほど）なので、北九州キャンパスを訪れた際にはぜひ行ってみてください。
北九州キャンパス内にも大隈重信像があります
また、私はNPO法人FORSNETの活動の一環でラジオ番組を制作しています。2020年9月にスタートしたラジオ番組は、コロナ禍で苦労している留学生を元気付けたいという思いから始まりました。大学近くに「エアステーションヒビキ」というラジオ局（FM 88.2MHz）があり、そこをお借りして活動しています。番組では、早稲田大学を含む北九州学術研究都市に通う留学生らがコロナ禍で困っていること、母国の状況、日本に来て「何コレ」と思ったことなど、毎回違う留学生ゲストを招き雑談も交えて役に立ちそうな情報を発信しています。今年度は10月から毎月第4土曜日に放送予定です。よろしければお聴きください。
写真左：ラジオメンバーと（左から2人目が筆者）
写真右：ラジオ局のブースにて
ある日のスケジュール
- 08:00 起床
- 10:00 実験室到着。実験準備やメールチェックなど
- 12:00 昼食（九州工業大学と北九州市立大学との共同の学食があります）
- 13:00 実験（Niメッキ中は特にすることがないので、論文検索やゼミ発表用の資料作りをしています）
- 18:00 夕食
- 21:00 帰宅
- 24:00 就寝
以前、友人たちと博多で食べたもつ鍋
