前篇為大家介紹了國內(nèi)的氮化硅基板相關(guān)企業(yè)情況,由各家推出的產(chǎn)品性能可以看出來,目前氮化硅陶瓷的實(shí)際熱導(dǎo)率與理論熱導(dǎo)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(zhì)缺陷等。在實(shí)際生產(chǎn)中,不僅需要實(shí)現(xiàn)"高導(dǎo)熱",還需要"持續(xù)穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)",技術(shù)難度較大,對(duì)原材料技術(shù)和工藝技術(shù)要求較高。目前商用的氮化硅陶瓷基板熱導(dǎo)率普遍在85W/(m·k)左右,業(yè)內(nèi)的主要研究也在于提高氮化硅基板的熱導(dǎo)率。
圖 商用氧化鋁、氮化鋁、氮化硅基板與開發(fā)的氮化硅基板性能比較,圖源Denka
目前,全球范圍內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先且可實(shí)現(xiàn)批量化制造高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板的企業(yè)主要在日本,高性能氮化硅陶瓷基板核心制造技術(shù)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(tài)。2011年,Denka與AIST、JFC共同開發(fā)出導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)177W/(m·K)的氮化硅基板;日本Proterial開發(fā)了支持低熱阻抗化的130W/m·K的氮化硅基板產(chǎn)品。除了技術(shù)研究外,日本企業(yè)在近年來也加大了對(duì)氮化硅粉體、基板等產(chǎn)品產(chǎn)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(yè)。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(jìn)行補(bǔ)充:
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東芝高新材料公司 Toshiba Materials
東芝材料株式會(huì)社成立于2003年10月1日,主要產(chǎn)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(qiáng)度,用于功率半導(dǎo)體模塊、逆變器和轉(zhuǎn)換器等電子領(lǐng)域,替代其他絕緣材料以提高產(chǎn)量并減小尺寸和重量。在神奈川橫濱市工廠生產(chǎn)。2020年宣布在大分辦事處內(nèi)開設(shè)第二個(gè)氮化硅基板生產(chǎn)基地,初始產(chǎn)能40,000平方米/年。
官網(wǎng):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(fā),板材成型到材料燒制的生產(chǎn)一體化,還可以結(jié)合層壓、薄膜、金屬化,同時(shí)燒制和電路設(shè)計(jì)等技術(shù),針對(duì)顧客實(shí)際需求,提供定制產(chǎn)品。
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基于陶瓷材料技術(shù)所開發(fā)的氮化硅制品具有高強(qiáng)度,高韌性,高導(dǎo)熱率,根據(jù)這些特性,產(chǎn)品被廣泛用于要求擁有高信賴性材料的功率半導(dǎo)體基板領(lǐng)域。
官網(wǎng):https://www.maruwa-g.com
電化株式會(huì)社 Denka
電化株式會(huì)社創(chuàng)立于1915年5月1日,自創(chuàng)立以來的100多年里一直致力于提供獨(dú)有技術(shù)和產(chǎn)品。電化株式會(huì)社擁有氮化硅粉體、基板、金屬化基板的一體化生產(chǎn)。
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2011年電化與AIST、JFC共同開發(fā)出導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)能提升約1.5倍。
電化SN PLATE是以有氧化鋁的約4倍的導(dǎo)熱率,具有優(yōu)良機(jī)械特性的高韌性氮化硅(Si3N4)為主要成分的高導(dǎo)熱性、高韌性陶瓷基板,可用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械用(工作機(jī)械、半導(dǎo)體制造裝置、風(fēng)力發(fā)電、FA機(jī)器人等)、電氣化鐵道用功率晶體管模塊。
官網(wǎng):https://www.denka.co.jp
博邁立鋮集團(tuán)?Proterial
Proterial(由日立金屬更名為Proterial)是一家在高性能材料領(lǐng)域擁有高競爭力核心技術(shù)的材料廠商,在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、電子設(shè)備相關(guān)的市場領(lǐng)域,廣泛開展業(yè)務(wù)。
Proterial生產(chǎn)制造氮化硅基板、氮化硅覆銅板,熱傳導(dǎo)和機(jī)械強(qiáng)度性能優(yōu)越,適用于IGBT、SiC等對(duì)可靠性要求較高的大功率半導(dǎo)體器件的絕緣電路板。還開發(fā)了支持低熱阻抗化的130W/m·K產(chǎn)品。
Proterial于2017年開發(fā)了氮化硅基板,并于2019年開始量產(chǎn)。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(nèi)投資增加氮化硅基板的產(chǎn)量,產(chǎn)能將比2021年增加約一倍。
官網(wǎng):https://www.proterial.com
日本精密陶瓷株式會(huì)社?JFC
日本精密陶瓷株式會(huì)社JAPAN FINE CERAMICS CO., LTD.(簡稱 JFC)、于1984年作為公私合營企業(yè)建立,此后成為日揮株式會(huì)社的全資子公司,其產(chǎn)品從原料混合至最終成品采用公司內(nèi)部一站式生產(chǎn)。氮化硅基板熱導(dǎo)率達(dá)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(chǎn)氮化硅基板;
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2023年6月為了進(jìn)一步提高氮化硅基板產(chǎn)量,富谷第4工廠開始運(yùn)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(dǎo)熱氮化硅基板產(chǎn)量。
官網(wǎng):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(dú)創(chuàng)的還原氮化法生產(chǎn)雜質(zhì)極少的氮化鋁,其氮化鋁粉體及應(yīng)用產(chǎn)品在全球擁有領(lǐng)先的市場份額。
德山通過獨(dú)特的技術(shù)實(shí)現(xiàn)高純度氮化硅粉體的工業(yè)化,開發(fā)科氮化硅基板的制造技術(shù)。
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2020年6月德山宣布投資約30億日元建設(shè)先進(jìn)技術(shù)事業(yè)化中心,以實(shí)現(xiàn)氮化硅產(chǎn)品的量產(chǎn)化。
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2021年7月"先進(jìn)技術(shù)事業(yè)化中心"完成了氮化硅制造設(shè)施的建設(shè),致力于從原材料高純粉末到陶瓷基板的一體化生產(chǎn),從小批量開發(fā)擴(kuò)大至量產(chǎn)機(jī)臺(tái)。
官網(wǎng):https://www.tokuyama.co.jp
西村陶業(yè)株式會(huì)社
西村陶業(yè)株式會(huì)社成立于1918 年,通過常年累積的陶瓷制造技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),為客戶提供從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)到高品質(zhì)制造的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。陶瓷基板產(chǎn)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(dǎo)熱系數(shù)(mk)≧80。
官網(wǎng):https://nishimuratougyou.co.jp
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