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        日本企業(yè)成功開發(fā)出顛覆性陶瓷導熱材料!


        來源:中國粉體網   山川

        [導讀]  初創(chuàng)企業(yè)U-MAP開發(fā)了一種打破常識的新型散熱材料——纖維狀氮化鋁基板及墊片。

        中國粉體網訊  據(jù)日經XTECH消息,來自名古屋大學的初創(chuàng)企業(yè)U-MAP開發(fā)了一種打破常識的新型散熱材料——纖維狀氮化鋁基板及墊片,基板用于功率半導體和激光器等的封裝,墊片用于CPU等的散熱。


        基于現(xiàn)階段電子芯片的綜合性能越來越高、整體尺寸越來越小的發(fā)展情況,電子芯片工作過程中所呈現(xiàn)出的熱流密度同樣大幅提升。對于電子器件而言,通常溫度每升高10℃,器件有效壽命就降低30%~50%。因此,提高器件散熱能力至關重要。


        圖片來源:pixabay


        然而,提高器件散熱能力離不開高導熱的封裝材料。陶瓷材料本身具有熱導率高、耐熱性好、高絕緣、高強度、與芯片材料熱匹配等性能,非常適合作為電子器件散熱材料。目前常用電子封裝散熱材料主要有氧化鋁、碳化硅、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹?shù)取?/span>


        但氧化鋁、碳化硅、氧化鈹?shù)炔牧献鳛閷岵牧闲阅芤话,潛力不大。目前最受矚目的散熱材料?span style="text-indent: 2em;">屬氮化鋁和氮化硅。氮化硅陶瓷性能較為全面,在現(xiàn)有可作為基板材料使用的陶瓷材料中,其抗彎強度高(大于800MPa),耐磨性好,被稱為綜合機械性能最好的陶瓷材料。氮化鋁陶瓷理論熱導率可達320W/(m·K),其商用產品熱導率一般為180W/(m·K)~260W/(m·K),但是其機械強度相比氮化硅陶瓷略遜一籌。


        對此,日本初創(chuàng)企業(yè)U-MAP將纖維狀的AlN單晶體“Thermalnite”填充制成基板,在保持高導熱率的情況下提高了機械強度。通過這種方法,使其“斷裂韌性”達到5.5MPa·m 1/2,是普通AlN基板的約兩倍,與Si3N4接近,導熱率達到200W/m·K以上。


        此外,將該纖維狀氮化鋁材料添加到普通的TIM(熱界面材料) 墊片中可使其機械強度增加到接近原來2倍,因此可對墊片實現(xiàn)減薄,普通TIM墊片的厚度為0.5mm左右,而開發(fā)品的厚度只有0.2mm,這可在原有高導熱特性基礎上實現(xiàn)進一步的提高導熱性。


        據(jù)悉,U-MAP將于2024年量產AlN基板,生產將由合作伙伴岡本硝子進行。TIM墊片的產品化也正不斷推進,計劃2023年內供貨樣品。據(jù)說最快2024年下半年實現(xiàn)量產。


        參考來源:日經XTECH


        (中國粉體網編輯整理/山川)

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        作者:山川

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