氮化硅陶瓷基板有利于提高功率器件的可靠性及高导热性

随着能源的转换、汽车的电气化、高速铁路的普及，控制能量的功率器件的负载越来越大。结果，作为功率器件的主要部件的半导体元件产生的热量也在增加。由于热量会降低半导体的功能，因此功率器件具有散热或冷却机制。但是，作为绝缘体安装在陶瓷基板上的半导体元件是散热还是冷却，提高作为热传导介质的氮化硅陶瓷基板的热传导性是主要问题。

其功率器件中主要部件是由半导体元件安装在陶瓷基板上并集成到电路中，除非将半导体产生的热量有效地释放到外部，否则半导体无法发挥其功能。因此，具有高热导率的氮化硅陶瓷基板被用于产生大量热量的功率器件。

氮化铝主要用作具有高导热率的陶瓷基板，但由于热应力导致的可靠性下降是一个弱点。近些年来，由于功率器件的小型化和轻量化，半导体元件已经布置在狭窄的范围内，并且发热源已经集中。为此，需要具有更高散热性和更高可靠性的陶瓷基板。

此外，为了提高功率器件的性能，半导体元件的材料正在从硅变成碳化硅。这种碳化硅半导体器件用于更高的温度范围，具有更高的热应力。因此，对能够满足这些需求的陶瓷基板越来越多。

为了针对这一问题，在专注于具有高强度和可靠性的氮化硅陶瓷基板，并与先进工业科学技术研究院（AIST）共同推动了这种导热性的研究和开发。结果，我们能够开发出导热率为130W/m-k的氮化硅陶瓷基板的制造技术，目前以导热系数为90W/m-k的氮化硅基板为目标的量产化工厂。

该基板主要用于汽车用设备，能够为未来汽车电气化的发展和减少CO2排放量做出重大贡献。此外，我们正在推动建立具有更高导热性能的氮化硅衬底批量生产技术，我们希望为普及具有更高节能效果的碳化硅半导体做出贡献。

审核编辑：汤梓红