中國(guó)粉體網(wǎng)訊 據(jù)日經(jīng)XTECH消息,，來(lái)自名古屋大學(xué)的初創(chuàng)企業(yè)U-MAP開(kāi)發(fā)了一種打破常識(shí)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(dǎo)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(lái)越高,、整體尺寸越來(lái)越小的發(fā)展情況，電子芯片工作過(guò)程中所呈現(xiàn)出的熱流密度同樣大幅提升,。對(duì)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(guān)重要。
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然而,，提高器件散熱能力離不開(kāi)高導(dǎo)熱的封裝材料,。陶瓷材料本身具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好,、高絕緣,、高強(qiáng)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?dǎo)熱材料性能一般，潛力不大,。目前最受矚目的散熱材料當(dāng)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(qiáng)度高(大于800MPa),，耐磨性好，被稱(chēng)為綜合機(jī)械性能最好的陶瓷材料,。氮化鋁陶瓷理論熱導(dǎo)率可達(dá)320W/（m·K）,，其商用產(chǎn)品熱導(dǎo)率一般為180W/（m·K）~260W/（m·K），但是其機(jī)械強(qiáng)度相比氮化硅陶瓷略遜一籌,。
對(duì)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(dǎo)熱率的情況下提高了機(jī)械強(qiáng)度。通過(guò)這種方法,，使其“斷裂韌性”達(dá)到5.5MPa·m 1/2,，是普通AlN基板的約兩倍，與Si3N4接近,，導(dǎo)熱率達(dá)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(jī)械強(qiáng)度增加到接近原來(lái)2倍,，因此可對(duì)墊片實(shí)現(xiàn)減薄,，普通TIM墊片的厚度為0.5mm左右，而開(kāi)發(fā)品的厚度只有0.2mm,，這可在原有高導(dǎo)熱特性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提高導(dǎo)熱性,。
據(jù)悉，U-MAP將于2024年量產(chǎn)AlN基板,，生產(chǎn)將由合作伙伴岡本硝子進(jìn)行,。TIM墊片的產(chǎn)品化也正不斷推進(jìn)，計(jì)劃2023年內(nèi)供貨樣品,。據(jù)說(shuō)最快2024年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。
參考來(lái)源：日經(jīng)XTECH
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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