在5G基站GaN功放芯片、新能源汽車IGBT模塊、高功率激光器等尖端領域,高導熱氮化鋁陶瓷片的散熱效率直接決定設備功率密度極限。重慶及鋒科技在8年研發中發現,真正實現氮化鋁陶瓷片規模化應用必須攻克三大技術壁壘。
一、粉體純度與晶界優化
氮化鋁理論熱導率可達320W/(m·K),但實際商用產品普遍低于170W/(m·K)。我們通過以下技術突破實現熱導率躍升:
- 采用碳熱還原法提純原料,氧含量控制在0.8wt%以下
- 引入釔/鈣復合燒結助劑(比例5:1),使晶界玻璃相占比<3vol%
- 晶粒尺寸突破8μm(常規工藝僅3-5μm)
實測1850℃氣氛燒結后,陶瓷片軸向熱導率達180W/(m·K),較市面同類產品提升15%。
二、超薄精密加工技術
為滿足半導體封裝0.01mm厚度需求,創新開發多層流延成型工藝:
- 采用納米級氮化鋁漿料(D50=0.3μm)
- 在10萬級潔凈室進行0.05mm流延成型
- 層壓后生坯密度>62%
通過該工藝加工的0.12mm陶瓷基板,三點抗彎強度達480MPa(JIS R1601標準),可承載15kW/cm²熱流密度沖擊。
三、高可靠金屬化方案
針對大功率器件焊接層剝離難題,我們開發梯度金屬化技術:
- 第一層:磁控濺射鈦/鎢復合層(厚度0.8μm)
- 第二層:電鍍鎳層(厚度5μm,含磷量7wt%)
- 第三層:激光選區鍍金(厚度0.2μm,粗糙度Ra0.05μm)
經300次-55℃~150℃熱循環測試,金屬層結合強度保持28MPa以上(SEMI G38標準),空洞率<0.3%。
【行業實測數據】
- 某頭部通信企業的5G基站PA芯片,采用0.25mm氮化鋁陶瓷基板后,結溫從128℃降至91℃
- 新能源汽車SiC模塊用陶瓷散熱片,連續工作2000小時后熱阻僅上升2.3%
- 工業激光器陶瓷熱沉,在30kW脈沖工況下,表面溫差控制在1.8℃以內
【結語】
高導熱氮化鋁陶瓷片的技術突破,本質是材料學與精密制造技術的深度耦合。重慶及鋒科技已建成從粉體提純到精密加工的全產業鏈能力,累計交付氮化鋁陶瓷件超800萬片,產品通過AEC-Q200、IEC 61249等國際認證。現免費開放《高導熱陶瓷選型指南》(含16種散熱方案對比及熱仿真模型),點擊官網即刻獲取定制化解決方案。
重慶及鋒科技——用晶界級的控制,重新定義散熱邊界


