科创中国

行业领域

电子信息技术,新型电子元器件

需求背景

近年来，半导体器件沿着大功率化、高频化、集成化的方向迅猛发展。半导体器件工作产生的热量是引起半导体器件失效的关键因素，而绝缘基板的导热性是影响整体半导体器件散热的关键。此外，如在电动汽车、高铁、风电逆变器等领域，半导体器件IGBT使用过程中往往要面临颠簸、震动、大电流产生的热震等复杂的力学环境，这对所用材料的力学可靠性提出了严苛的要求。氮化铝材料已无法满足实际要求，为此需要力学更好的新的散热材料

氮化硅（Si3N4）陶瓷具有硬度大、强度高、热膨胀系数小、高温蠕变小、抗氧化性能好、热腐蚀性能好、摩擦系数小等诸多优异性能，是综合性能最好的结构陶瓷材料。氮化硅的热膨胀系数为３.0×10－６／℃左右，与SiC和ＧaAs等第三代半导体芯片材料匹配良好。目前氮化硅陶瓷已成为国内外公认的兼具高强韧，高导热的新型半导体器件用陶瓷基板材料。

需解决的主要技术难题

1、项目需要解决的问题：研发集成电路基板电子级氮化硅材料，制备出热导率不低于85W/***、抗弯强度不低于650Mpa的5英寸氮化硅基板产品。

2．研究内容：（1）、研制热导率不低于85W/***，抗弯强度不低于650Mpa的电子级氮化硅材料专用粉体体系；（2）、集成电路基板电子级氮化硅材料组成、性能和显微结构关系；性能优化与调控机制研究；（3）、特色生产工艺研究 。

期望实现的主要技术目标

期望实现的主要技术目标：

1、研发集成电路基板电子级氮化硅材料，制备出热导率不低于85W/***、抗弯强度不低于650Mpa的5英寸氮化硅基板产品。

2、研制热导率不低于85W/***，抗弯强度不低于650Mpa的电子级氮化硅材料专用粉体体系；

3、集成电路基板电子级氮化硅材料组成、性能和显微结构关系之间的对比；

4、性能优化与调控机制研究得到明显改善；

5、特色生产工艺研究得到明显改善 。

需求解析

解析单位：“科创中国”河南科技服务团（河南省科学技术协会） 解析时间：2023-11-03

徐振方

河南工业大学

教授

综合评价

该技术需求描述的精准度比较准确，该技术具有一定的难度，市面上也有相关的技术类型，应用于不同的场合，具有较大的可行性；该技术非常有共性，行业难题，待有新技术突破。

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处理进度