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水基凝膠注模制備高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板


來源:中國粉體網(wǎng)   山林

[導(dǎo)讀]  水基凝膠注模制備高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板

中國粉體網(wǎng)訊  氮化硅(Si3N4)作為一種先進陶瓷材料,它具有優(yōu)良的高溫機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和電絕緣性,使其成為一種有前途的材料。氮化硅表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫機械性能,包括高抗蠕變性、抗氧化性和耐磨性。這使得它適合在極端環(huán)境中的應(yīng)用,如航空航天、能源和石油化工行業(yè)。例如,氮化硅可用于高溫發(fā)動機部件,如軸承、機械密封和噴嘴,從而提高發(fā)動機的性能和耐久性。同時,氮化硅具有優(yōu)良的電絕緣性能和高導(dǎo)熱性?捎糜陔娮雍蜕犷I(lǐng)域。例如,氮化硅可用作高壓功率半導(dǎo)體器件的絕緣層,如氮化硅場效應(yīng)晶體管(Si3N4 FET)和金屬絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu),以提高器件性能和穩(wěn)定性,再者,作為一種典型的離子-共價混合結(jié)合的化合物,具有豐富的化學(xué)特性。


氮化硅陶瓷作為解決SiC功率器件散熱問題的首選基板材料,是第三代半導(dǎo)體革命核心封裝材料。


半導(dǎo)體及電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對核心材料的性能提出了更高要求。陶瓷基板作為功率半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵封裝材料,其導(dǎo)熱性能、機械強度、可靠性和精密程度直接決定了終端產(chǎn)品的性能與壽命。針對材料研發(fā)、制備工藝、檢測技術(shù)、應(yīng)用場景等核心議題,中國粉體網(wǎng)將于2025年7月29日在江蘇無錫舉辦2025年高性能陶瓷基板關(guān)鍵材料技術(shù)大會。屆時,上海材料研究所有限公司高級工程師祁海將作題為《水基凝膠注模制備高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板》的報告,上海材料研究所針對目前高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板產(chǎn)業(yè)化存在的技術(shù)問題,探索采用安全環(huán)保型的水基凝膠注模成型方式制備高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板,該技術(shù)路線能夠解決目前行業(yè)內(nèi)大量采用有機溶劑帶來的急慢性中毒、易燃易爆等安全環(huán)保隱患問題,且相對于流延成型技術(shù)路線,采用的粘結(jié)劑含量低(最低可至2wt%以下),素坯密度高、強度高,燒結(jié)收縮小、良品率高。目前上海材料研究所已經(jīng)采用水基凝膠注模成型技術(shù)路線成功制備出高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板,熱導(dǎo)率達到85W/(m•K)以上,抗彎強度達到800MPa以上。


專家簡介:



祁海,上海材料研究所有限公司高級工程師/事業(yè)部技術(shù)主管,中國機械工程學(xué)會工程陶瓷專業(yè)委員會理事,主要從事工程陶瓷材料的科研開發(fā)工作,主持和參與各類科研項目10余項,發(fā)表學(xué)術(shù)論文15篇(其中SCI檢索4篇),獲授權(quán)發(fā)明專利5件。曾獲中國造船工程學(xué)會科技進步獎一等獎(2024)。


參考來源:

沙明,晶體和非晶氮化硅的結(jié)構(gòu)及光熱特性模擬研究


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/山林)

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