氮化硅陶瓷基板有利于提高功率器件的可靠性及高導熱性

隨著能源的轉換、汽車的電氣化、高速鐵路的普及，控制能量的功率器件的負載越來越大。結果，作為功率器件的主要部件的半導體元件產生的熱量也在增加。由于熱量會降低半導體的功能，因此功率器件具有散熱或冷卻機制。但是，作為絕緣體安裝在陶瓷基板上的半導體元件是散熱還是冷卻，提高作為熱傳導介質的氮化硅陶瓷基板的熱傳導性是主要問題。

其功率器件中主要部件是由半導體元件安裝在陶瓷基板上并集成到電路中，除非將半導體產生的熱量有效地釋放到外部，否則半導體無法發(fā)揮其功能。因此，具有高熱導率的氮化硅陶瓷基板被用于產生大量熱量的功率器件。

氮化鋁主要用作具有高導熱率的陶瓷基板，但由于熱應力導致的可靠性下降是一個弱點。近些年來，由于功率器件的小型化和輕量化，半導體元件已經布置在狹窄的范圍內，并且發(fā)熱源已經集中。為此，需要具有更高散熱性和更高可靠性的陶瓷基板。

此外，為了提高功率器件的性能，半導體元件的材料正在從硅變成碳化硅。這種碳化硅半導體器件用于更高的溫度范圍，具有更高的熱應力。因此，對能夠滿足這些需求的陶瓷基板越來越多。

為了針對這一問題，在專注于具有高強度和可靠性的氮化硅陶瓷基板，并與先進工業(yè)科學技術研究院（AIST）共同推動了這種導熱性的研究和開發(fā)。結果，我們能夠開發(fā)出導熱率為130W/m-k的氮化硅陶瓷基板的制造技術，目前以導熱系數(shù)為90W/m-k的氮化硅基板為目標的量產化工廠。

該基板主要用于汽車用設備，能夠為未來汽車電氣化的發(fā)展和減少CO2排放量做出重大貢獻。此外，我們正在推動建立具有更高導熱性能的氮化硅襯底批量生產技術，我們希望為普及具有更高節(jié)能效果的碳化硅半導體做出貢獻。

審核編輯：湯梓紅