田中控股株式會社從事田中貴金屬集團(tuán)制造事業(yè)的田中貴金屬工業(yè)株式會社開發(fā)了用于功率器件的可減少工時(shí)的“活性金屬硬焊材料/銅復(fù)合材料”。
本產(chǎn)品是在銅（Cu）材的一側(cè)合成（包覆）了活性金屬硬焊材料的產(chǎn)品。由于可以直接接合陶瓷（氧化物、氮化物、碳化物）及碳材料等任意材料，可應(yīng)用于功率器件用陶瓷電路板及下一代散熱器。而且，田中貴金屬工業(yè)還能從活用本產(chǎn)品的試制提供到硬焊（※1）工藝、試驗(yàn)及評價(jià)等進(jìn)行滿足顧客需求的各種提案。
活性金屬硬焊材料/銅 復(fù)合材料
左：復(fù)合材料（銅側(cè)） 右：復(fù)合材料（活性金屬硬焊材料側(cè)）
復(fù)合材料硬焊后：下側(cè)是陶瓷基板
■ 本產(chǎn)品的特點(diǎn)和新工藝的提案，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高散熱性和減少工序
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可在高散熱性的散熱器所要求的、以原有工藝較難進(jìn)行蝕刻（※2）的陶瓷上形成厚銅材料的電極，還能使布線間距更細(xì)密。
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由于是不含溶劑的材料，不會留下殘?jiān)商岣呓雍峡煽啃浴?/section>
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由于可形成 10μm（微米）以下的硬焊材料厚度，與以往的活性金屬硬焊材料相比可將銀塊的成本控制在一半以下，并將硬焊材料熱阻減半。
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由于合成了銅材料，只需配合材料就可以形成圖案，可實(shí)現(xiàn)工藝成本的降低。
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由于是不含溶劑的材料，不會產(chǎn)生 VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）。
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而且，還通過大幅度降低硬焊時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能，并可期降低環(huán)境負(fù)荷。
根據(jù)上述特點(diǎn)，本產(chǎn)品可活用于半導(dǎo)體領(lǐng)域等廣泛用途，特別是可期在散熱領(lǐng)域的擴(kuò)展。
■ 本產(chǎn)品在各散熱領(lǐng)域中作出貢獻(xiàn)的可能性
在功率器件市場，進(jìn)一步追求高輸出及高效率，由此造成發(fā)熱量不斷增大，對于各部材都急需開發(fā)具有高散熱、高耐熱、接合可靠性，且還能應(yīng)對小型化的材料。而且，在 EV 及 HV 等環(huán)保型汽車市場、高輸出激光二極管市場、PC、智能手機(jī)的市場等預(yù)計(jì)需要擴(kuò)大的下一代散熱器（※4）市場中也是同樣的。
為了維持高散熱、高耐熱、接合可靠性，首先需要將銅板變厚，但本產(chǎn)品通過可在厚銅材料上形成電極，無需蝕刻便可提高接合可靠性，可期對高散熱化作出貢獻(xiàn)。
田中貴金屬工業(yè)從 2021 年開始正式提供樣品，并預(yù)計(jì)從 2023 年開始完善量產(chǎn)體制。今后也將在滿足顧客需求進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí)，著眼于擴(kuò)充活性金屬硬焊材料的產(chǎn)品陣容，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。
（※1）硬焊：接合金屬等材料的方法之一，是一種將熔點(diǎn)低于母材的合金（硬焊材料）融化，盡量不熔融母材本身的接合方法。
（※2）蝕刻：也稱作化學(xué)腐蝕。用作通過溶解、侵蝕不需要的部分來獲得所需形狀的工序。
（※3）散熱器：用于散熱及吸熱的作為機(jī)械部分構(gòu)造的零件。雖然材料大多使用導(dǎo)熱性能較好的鋁、鐵、銅等金屬，但作為下一代散熱器，石墨制產(chǎn)品也備受關(guān)注。用于半導(dǎo)體元件的冷卻、冰箱及空調(diào)等的冷卻器、汽車的散熱器及加熱器等用途。
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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：田中貴金屬：陶瓷覆銅板活性金屬硬焊材料介紹
