功率模块封装用高强度高热导率Si_(3)N_(4)陶瓷的研究进展

作     者：付师 杨增朝 李江涛 FU Shi;YANG Zengchao;LI Jiangtao

作者机构：中国科学院理化技术研究所低温重点实验室北京100190 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2023年第38卷第10期

页      面：1117-1132页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFE0201200) 国家自然科学基金(92263205)。 

主　　题：氮化硅 热导率 力学性能 烧结助剂 烧结工艺 综述 

摘      要：随着以SiC和GaN为代表的第三代宽禁带半导体的崛起,电力电子器件向高输出功率和高功率密度的方向快速发展,对用于功率模块封装的陶瓷基板材料提出更高的性能要求。传统的Al_(2)O_(3)和AlN陶瓷由于热导率较低或力学性能较差,均不能满足新一代功率模块封装的应用需求,相较之下,新发展的Si_(3)N_(4)陶瓷因兼具高强度和高热导率,成为最具潜力的绝缘性散热基板材料。近年来,研究人员通过筛选有效的烧结助剂体系,并对烧结工艺进行优化,在制备高强度高热导率Si_(3)N_(4)陶瓷方面取得一系列突破性进展。另外,伴随覆铜Si_(3)N_(4)陶瓷基板工程应用的推进,对其制成的基板的力、热和电学性能的评价也成为研究热点。本文从影响Si_(3)N_(4)陶瓷热导率的关键因素出发,重点对通过烧结助剂的选择和烧结工艺的改进来提高Si_(3)N_(4)陶瓷热导率的国内外工作进行综述。此外,首次系统总结并介绍了Si_(3)N_(4)陶瓷基板的介电击穿强度以及覆铜后性能评价研究的最新进展,最后展望了高热导率Si_(3)N_(4)陶瓷基板的未来发展方向。