5月10-12日，紐倫堡國際電力電子行業(yè)展（PCIM Europe）經(jīng)過兩年線上交流后，終于以線下形式舉辦。眾多國際展商中，日本德山化工（tokuyama）攜其陶瓷填料和基板等熱管理材料前去捧場，鑒于多數(shù)國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和從業(yè)人員難以參展或觀展，筆者盡力挖掘相關(guān)產(chǎn)品信息以稍許彌補(bǔ)遺憾。

氮化鋁

德山的高純度氮化鋁粉末具有與各種半導(dǎo)體相似的優(yōu)良導(dǎo)熱性、高電絕緣率和熱膨脹特性，年產(chǎn)840噸，全球市場占有率約75%；通過在這種高純度氮化鋁粉末中添加燒結(jié)助劑，德山還提供了易于處理的高純度氮化鋁造粒粉；當(dāng)然也包括由粉體和顆粒燒結(jié)的氮化鋁陶瓷材料。

氮化鋁陶瓷粉體及其典型參數(shù)

德山氮化鋁粉體采用“氧化鋁粉碳熱還原法”工藝制備，該方法是以超細(xì)氧化鋁粉和高純度碳黑粉作為反應(yīng)原料，經(jīng)過球磨混合均勻后，比表面積增大，然后在氮?dú)夥諊蟹磻?yīng)數(shù)小時，被還原出的鋁與氮?dú)庾饔茫傻X（國內(nèi)采用該路線的代表為鉅瓷科技）。產(chǎn)品優(yōu)勢主要為高純度（鈣、硅、鐵、碳雜質(zhì)以及氧含量低），高分散（一次粒徑為0.6μm左右，經(jīng)表面處理后的粉體不易團(tuán)聚，平均粒徑為1μm），以及優(yōu)良的燒結(jié)性能（滿足熱壓、無壓工藝）。

氮化鋁導(dǎo)熱填料（新品）

新型氮化鋁填料，除了具有高導(dǎo)熱性和絕緣性外，還具有優(yōu)異的流動性，并實(shí)現(xiàn)了對樹脂的高填充，從而實(shí)現(xiàn)了其高導(dǎo)熱性的提高。德山正在開發(fā)的氮化鋁填料粒徑范圍為1-120μm，一般情況下，將大、中、小三種顆粒左右以合理的配方混合填充，當(dāng)幾種氮化鋁填料共混填充80vol%時，導(dǎo)熱系數(shù)為12W/mK，是環(huán)氧樹脂單獨(dú)導(dǎo)熱系數(shù)的60倍左右。此外，德山氮化鋁填料由于其顆粒形狀、表面光滑度和單分散尺寸而具有比傳統(tǒng)氮化鋁填料更低的粘度。其結(jié)果，不僅實(shí)現(xiàn)了填料的易混合和較高的填充，而且氮化鋁填料的較高填充提高了硅樹脂的柔軟性。

氮化鋁陶瓷及其產(chǎn)品陣容參數(shù)

德山的SHAPAL^TM氮化鋁陶瓷具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，對鹵素氣體等離子體具有很強(qiáng)的抵抗力，并且具有與硅相似的熱膨脹系數(shù)，適用于制作半導(dǎo)體陶瓷基板，LED散熱基板、電源設(shè)備等。根據(jù)不同應(yīng)用，德山開發(fā)了側(cè)重高強(qiáng)度的SH-30，可做到1毫米以下厚度；側(cè)重高導(dǎo)熱的SH-15，厚度為2毫米或以下，主攻半導(dǎo)體；側(cè)重高純度（不含添加劑）的SH-50，可以滿足對金屬雜質(zhì)敏感的應(yīng)用。

德山可加工氮化鋁陶瓷及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)

鑒于陶瓷的硬度和易碎性，它們難以加工。德山開發(fā)了一種SHAPAL^TMHi Msoft專利易加工氮化鋁陶瓷,除了氮化鋁陶瓷典型特征外，它具備低熱膨脹和高強(qiáng)度特征，同時又有很好的機(jī)械加工性能。德山對此的解釋是其含有片狀晶體顆粒，防止了硬質(zhì)合金刀具的加工導(dǎo)致其從外至內(nèi)的開裂。

氮化鋁單晶襯底及HVPE法示意圖

去年9月，德山線上展示了其正在研制中的用于電子器件和其它襯底的氫化物氣相外延（HVPE）生長的AlN單晶襯底。與藍(lán)寶石或SiC襯底相比，AlN與GaN熱匹配和化學(xué)兼容性更高、襯底與外延層之間的應(yīng)力更小。因此，AlN晶體作為GaN外延襯底時可大幅度降低器件中的缺陷密度，提高器件的性能，在制備高溫、高頻、高功率電子器件方面有很好的應(yīng)用前景。用AlN晶體做高鋁（Al）組份的AlGaN外延材料襯底還可以有效降低氮化物外延層中的缺陷密度，極大地提高氮化物半導(dǎo)體器件的性能和使用壽命。

氮化硼

氮化硼具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和電絕緣性，因此廣泛用作散熱樹脂片材和散熱基板的填料。加之光滑和透明的特點(diǎn)，德山則不僅開發(fā)導(dǎo)熱填料，也在開發(fā)化妝品等其他應(yīng)用填料。

德山氮化硼導(dǎo)熱填料及其與氧化鋁填料性能對比（新品）

與典型的氮化硼顆粒的片狀和薄板結(jié)構(gòu)相比，德山的氮化硼顆粒具有形狀較粗的特點(diǎn)，適合用作填料，而且純度極高。“碳熱還原氮化（CRN）法”是德山獨(dú)創(chuàng)的方法。采用CRN法制備了顆粒較粗的氮化硼，具有優(yōu)良的填料性能。

氮化硅

德山專門成立部門開發(fā)氮化硅粉體和由氮化硅粉體制成的高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱陶瓷的批量生產(chǎn)技術(shù)，除了主攻功率半導(dǎo)體陶瓷基板外，也包括其他應(yīng)用。

高導(dǎo)熱性、高絕緣性和高斷裂韌性的氮化硅基片和金屬化基板（新品）

2020年6月，德山宣布將于當(dāng)年7月開工建設(shè)先進(jìn)技術(shù)商業(yè)化中心（示范工廠），計劃在兩年內(nèi)投入約30億日元，旨在為包括氮化硅在內(nèi)的先進(jìn)材料尋求推廣實(shí)際應(yīng)用。據(jù)當(dāng)時公告，該工廠在2021年4月左右試運(yùn)行，夏季則可將產(chǎn)品進(jìn)行測試。而小編在線上PCIM 2022也僅能找到兩張圖片，無法獲得更詳細(xì)的參數(shù)，只能留待日后再找機(jī)會補(bǔ)充了。

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