中國粉體網(wǎng)訊 近日，據(jù)艾森達(dá)消息，隨著激光熱沉對于更高熱導(dǎo)率陶瓷基板的需求，艾森達(dá)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)挑戰(zhàn)250W/m•K高熱導(dǎo)的氮化鋁基板，同時并行開展高熱導(dǎo)率氮化硅基板的研究，計(jì)劃2024年二季度末，發(fā)布熱導(dǎo)率穩(wěn)定大于90W/m•K的高熱導(dǎo)氮化硅基板和熱導(dǎo)率大于240W/m•K的高熱導(dǎo)氮化鋁基板。
近年來，半導(dǎo)體激光器發(fā)展迅速，半導(dǎo)體激光器的輸出功率越來越高，輸出功率越大意味著其對封裝材料的散熱要求也就更高。目前，半導(dǎo)體激光器最主要的散熱方式是通過熱沉來散熱，而輸出功率大，工作時熱流密度極高，由于過渡熱沉與芯片緊密貼裝，需具有高導(dǎo)熱系數(shù)及匹配的熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料。熱導(dǎo)率200-230W/m•K甚至更高熱導(dǎo)率氮化鋁基板成為大功率激光器的熱管理最佳方案。
理論上，氮化鋁陶瓷基板的導(dǎo)熱率可達(dá)到320W/m•K，是氧化鋁陶瓷的8-10倍。但氮化鋁屬于共價化合物，其熱傳導(dǎo)是依靠晶格振動來實(shí)現(xiàn)，原料中氧元素與AlN有很強(qiáng)的親和力，容易進(jìn)入AlN晶格中形成缺陷，這成為降低材料熱導(dǎo)率的主要因素。另外，晶粒尺寸、形貌和晶界第二相的含量及分布對氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率也有著重要影響。晶粒尺寸越大，聲子平均自由度越大，燒結(jié)出的氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率就越高，但根據(jù)燒結(jié)理論，晶粒越大，越難燒結(jié)。因此氮化鋁的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)達(dá)不到理論值。
綜合以上原因，想要提高氮化鋁的熱導(dǎo)率，需要解決兩個難題：一是降低氧雜質(zhì)原子的存在；二是燒結(jié)的致密性。艾森達(dá)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的技術(shù)研究，突破了技術(shù)瓶頸，具備了完整的氮化鋁粉體氧含量的控制技術(shù)、氮化鋁基板生產(chǎn)過程氧含量的控制技術(shù)，以及230W/m•K高導(dǎo)熱致密化燒結(jié)技術(shù)，可批量穩(wěn)定生產(chǎn)230W/m•K氮化鋁基板。
與傳統(tǒng)高熱導(dǎo)基板相比，艾森達(dá)基板可兼具高導(dǎo)熱和高強(qiáng)度，230W/m•K基板抗彎強(qiáng)度大于350MPa，使用過程中不易破片。
來源：艾森達(dá)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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