前篇為大家介紹了國內的氮化硅基板相關企業情況,由各家推出的產品性能可以看出來,目前氮化硅陶瓷的實際熱導率與理論熱導率是有很大差距的,究其影響原因主要有:晶格排布和體相氧、物相組成、晶界相含量、陶瓷氣孔及密度及其他雜質缺陷等。在實際生產中,不僅需要實現"高導熱",還需要"持續穩定的大批量生產",技術難度較大,對原材料技術和工藝技術要求較高。目前商用的氮化硅陶瓷基板熱導率普遍在85W/(m·k)左右,業內的主要研究也在于提高氮化硅基板的熱導率。
圖 商用氧化鋁、氮化鋁、氮化硅基板與開發的氮化硅基板性能比較,圖源Denka
目前,全球范圍內技術領先且可實現批量化制造高導熱氮化硅陶瓷基板的企業主要在日本,高性能氮化硅陶瓷基板核心制造技術被東芝、丸和、電化Denka、Proterial(原日立金屬)、JFC等幾家公司掌控,而我國一直處于努力追趕狀態。2011年,Denka與AIST、JFC共同開發出導熱系數高達177W/(m·K)的氮化硅基板;日本Proterial開發了支持低熱阻抗化的130W/m·K的氮化硅基板產品。除了技術研究外,日本企業在近年來也加大了對氮化硅粉體、基板等產品產能的提升。下面為大家介紹一下日本的幾家氮化硅基板企業。歡迎大家掃描下方二維碼,加入陶瓷基板交流群,與我們交流,進行補充:
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東芝高新材料公司 Toshiba Materials
東芝材料株式會社成立于2003年10月1日,主要產品有氮化硅基板、氮化鋁基板以及氮化硅AMC基板等。
東芝材料的氮化硅陶瓷基板兼具散熱性和強度,用于功率半導體模塊、逆變器和轉換器等電子領域,替代其他絕緣材料以提高產量并減小尺寸和重量。在神奈川橫濱市工廠生產。2020年宣布在大分辦事處內開設第二個氮化硅基板生產基地,初始產能40,000平方米/年。
官網:https://www.toshiba-tmat.co.jp
丸和 MARUWA
日本丸和公司MARUWA成立于1973年4月5日,MARUWA不僅致力于從材料開發,板材成型到材料燒制的生產一體化,還可以結合層壓、薄膜、金屬化,同時燒制和電路設計等技術,針對顧客實際需求,提供定制產品。
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基于陶瓷材料技術所開發的氮化硅制品具有高強度,高韌性,高導熱率,根據這些特性,產品被廣泛用于要求擁有高信賴性材料的功率半導體基板領域。
電化株式會社 Denka
電化株式會社創立于1915年5月1日,自創立以來的100多年里一直致力于提供獨有技術和產品。電化株式會社擁有氮化硅粉體、基板、金屬化基板的一體化生產。
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2011年電化與AIST、JFC共同開發出導熱系數高達177W/(m·K)的氮化硅基板;
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2018年與三菱綜合材料合作開發陶瓷電路基板;
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2019年1月宣布在大牟田工廠投資40億元將氮化硅基板產能提升至2018年的約3倍;
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2022年10月宣布在大牟田工廠將氮化硅粉體產能提升約1.5倍。
電化SN PLATE是以有氧化鋁的約4倍的導熱率,具有優良機械特性的高韌性氮化硅(Si3N4)為主要成分的高導熱性、高韌性陶瓷基板,可用于產業機械用(工作機械、半導體制造裝置、風力發電、FA機器人等)、電氣化鐵道用功率晶體管模塊。
博邁立鋮集團?Proterial
Proterial(由日立金屬更名為Proterial)是一家在高性能材料領域擁有高競爭力核心技術的材料廠商,在產業基礎設施、汽車、電子設備相關的市場領域,廣泛開展業務。
Proterial生產制造氮化硅基板、氮化硅覆銅板,熱傳導和機械強度性能優越,適用于IGBT、SiC等對可靠性要求較高的大功率半導體器件的絕緣電路板。還開發了支持低熱阻抗化的130W/m·K產品。
Proterial于2017年開發了氮化硅基板,并于2019年開始量產。2023年2月宣布在位于鳥取縣鳥取市的子公司Proterial Ferrite Electronics工廠內投資增加氮化硅基板的產量,產能將比2021年增加約一倍。
日本精密陶瓷株式會社?JFC
日本精密陶瓷株式會社JAPAN FINE CERAMICS CO., LTD.(簡稱 JFC)、于1984年作為公私合營企業建立,此后成為日揮株式會社的全資子公司,其產品從原料混合至最終成品采用公司內部一站式生產。氮化硅基板熱導率達80~90W/m·K。
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2020年10月宮城縣富谷市第2工廠、第3工廠開始量產氮化硅基板;
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2023年6月為了進一步提高氮化硅基板產量,富谷第4工廠開始運營;
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2024年1月富谷第5/6新工廠奠基,旨在增加高導熱氮化硅基板產量。
官網:https://www.japan-fc.co.jp/cn
德山 Tokuyama Group
日本德山Tokuyama Group最初成立于 1918 年,前身為Nihon Soda Kogyo Co., Ltd.,采用獨創的還原氮化法生產雜質極少的氮化鋁,其氮化鋁粉體及應用產品在全球擁有領先的市場份額。
德山通過獨特的技術實現高純度氮化硅粉體的工業化,開發科氮化硅基板的制造技術。
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2020年6月德山宣布投資約30億日元建設先進技術事業化中心,以實現氮化硅產品的量產化。
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2021年7月"先進技術事業化中心"完成了氮化硅制造設施的建設,致力于從原材料高純粉末到陶瓷基板的一體化生產,從小批量開發擴大至量產機臺。
官網:https://www.tokuyama.co.jp
西村陶業株式會社
西村陶業株式會社成立于1918 年,通過常年累積的陶瓷制造技術知識和經驗,為客戶提供從產品的設計開發到高品質制造的優質服務。陶瓷基板產品有氧化鋁基板、ZTA基板、氮化鋁基板、氮化硅基板。
其氮化硅陶瓷基板表面粗糙度Ra≤0.7,導熱系數(mk)≧80。
官網:https://nishimuratougyou.co.jp
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