正天新材料氮化硅衬底技术已赶上国际一流水平
随着集成电路的发展，半导体器件的集成度和功率密度显著提高。因此，相应操作产生的热量也急剧上升。据统计，高达 55% 的大功率器件故障是由热量引起的。要解决电路的散热问题，首先必须找出电子封装系统中影响散热的部件。作为集成电路芯片的载体，基板与电路直接接触，因此电路产生的热量需要通过基板向外散发。为了更好地为电路散热，基板材料必须具备高导热性。 此外，在新能源汽车和现代轨道交通等领域，使用大功率器件时需要考虑颠簸和振动等复杂的应用条件。这就对基底材料的机械性能和可靠性提出了更高的要求。 那么，谁能承担如此重任呢？ 01 氮化硅，散热基板中的 “顶级 “材料 与其他材料相比，陶瓷基板表现出更优越的性能，因此选择陶瓷材料作为基板将具有更广阔的前景。 可用作基板的陶瓷材料主要包括 AlN、Al2O3、SiC、BeO、Si3N4 等。BeO 陶瓷基板虽然导热系数高、介电常数低，但其粉末有毒，对人体有害，目前已很少使用。SiC 性质稳定，但介电损耗大，击穿电压低，不适合高压工作环境。Al2O3 陶瓷基板的应用历史最长，也最为成熟，但由于 Al2O3 的理论和实际导热系数较低，无法满足大电路的散热要求，只能用于小电路。相比之下，AlN 陶瓷集高导热性、良好绝缘性和低介电常数于一身。然而，AlN 也有不容忽视的显著缺点，包括易水解、强度和韧性不足以及脆性。因此，迫切需要一种更稳定的陶瓷材料来弥补 AlN 的局限性。 几种基底材料的性能比较 基底材料 氮化硅 锿 氧化铝 导热系数/瓦/（米-千克） 80-100 170 20-30 断裂韧性/Mpad-m1/2 6.0-8.0 2.7 3.0 强度/兆帕 600-800 350 400 目前的承载能力/A ≥300 100-300 ≤100 可靠性/时间 ≥5000 200 300 费用 较高 高 低 与其他材料相比，氮化硅陶瓷因其热导率高（其晶体的热导率可达 320 W-m-1-K-1）、介电常数低、无毒以及热膨胀系数与单晶硅相当而被公认为高导热陶瓷基板的首选材料。 浙江正天新材料科技股份有限公司（以下简称 […]