전기 자동차는 배터리를 이용하여 모터를 구동시킴으로써 자동차에 동력을 전달하는데 모터를 구동하기 위해서는 배터리에 충전된 DC (Direct Current) 형태의 전기에너지를 AC (Alternating Current) 형태의 전기에너지로 변환 및 제어시키는 과정이 필요하다. 이를 위해 인버터 시스템이 사용되고 있으며, 인버터 시스템의 핵심 부품이 파워모듈이다. 전기 자동차에 사용되는 파워모듈은 고온 및 진동 등 열악한 환경에서 동작하기 때문에 높은 신뢰성이 요구된다. 파워모듈의 주요 고장 발생 위치는 재료간 접합부에서 발생하고 있어 고신뢰성 구현을 위한 신터링 기술 및 초음파용접 기술이 주목받고 있다.
본 연구에서는 기존 접합재료로 사용되는 Sn계 솔더를 적용한 진공솔더링과 차세대 기술로 언급되고 있는 Ag 접합제를 이용한 가압신터링, 터미널 단자를 직접 접합하는 초음파용접을 적용한 제품을 제작하여, 접합부의 강도와 전기적, 열적 특성 비교를 하여 소자 및 단자의 접합방식에 따른 반도체 특성을 비교하였다.
실험 결과 차세대 공법인 가압신터링, 초음파용접을 적용한 제품의 경우 소자 접합강도는 약 41.48kgf 수준으로 기존 진공솔더링 공법의 43.75kgf 강도와 동등 수준이였으며, 단자 접합강도는 100kgf 이상으로 높은 수준이였다. 전기적 특성인 온저항의 경우 5.15mR 대비 5.53mR로 차세대 공법을 적용한 제품이 우세하였으며, 열저항 측면에서도 0.1986 K/W 대비 0.1911 K/W 수준으로 우세하였다. 또한 파워사이클 시험 후 열저항 증가량에 있어서 4.6% 대비 0.9% 증가로 차세대 공법을 적용한 접합부의 내구성이 우수함을 확인할 수 있었다.