中國粉體網(wǎng)訊
2025年7月29日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2025高性能陶瓷基板關(guān)鍵材料技術(shù)大會”在江蘇無錫成功舉辦！大會期間，中國粉體網(wǎng)邀請到多位業(yè)內(nèi)專家學(xué)者做客“對話”欄目，就高性能陶瓷基板關(guān)鍵材料的研究進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行了訪談交流。本期，我們邀請到的是上海大學(xué)施鷹研究員。
中國粉體網(wǎng)：施老師，目前金屬/陶瓷復(fù)合基板在制備過程中存在哪些難點(diǎn)？
施老師：目前隨著功率電子器件在諸多應(yīng)用場合的逐步推廣，對于金屬/陶瓷復(fù)合基板的制備工藝提出了越來越嚴(yán)格的要求，從目前的情況來看，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)大多采用AMB釬焊技術(shù)和DBC直接鍵合技術(shù)，對于國外技術(shù)的依賴較高，存在著核心制備技術(shù)比較缺乏，產(chǎn)品的一致性和可靠性有待進(jìn)一步提高，工藝的便捷性和綠色環(huán)保指標(biāo)有待完善，產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)待進(jìn)一步完善等方面的不足。
中國粉體網(wǎng)：施老師，與傳統(tǒng)活性釬焊（AMB）、直接鍍銅（DPC）等技術(shù)相比，絲網(wǎng)印刷厚膜金屬化在氮化物陶瓷基板上應(yīng)用的核心優(yōu)勢是什么？
施老師：絲網(wǎng)印刷厚膜金屬化在氮化物陶瓷基板上應(yīng)用的核心優(yōu)勢在于工藝的可實(shí)現(xiàn)性和可控制性好，容易制備出不同的圖形，制備工藝的條件比較友好，易于實(shí)現(xiàn)。但是對于工程化制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化前景尚需通過概念驗(yàn)證和放大完成進(jìn)一步驗(yàn)證。
中國粉體網(wǎng)：施老師，當(dāng)前Cu/AlN和Cu/Si3N4陶瓷基板的主流應(yīng)用場景是什么？
施老師：Cu/AlN和Cu/Si3N4陶瓷基板憑借這其出色的高導(dǎo)熱性能、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度以及與銅層匹配良好的熱膨脹系數(shù)（CTE），在高溫、高功率及高可靠性要求的電子各類器件中具有重要應(yīng)用，這對于產(chǎn)業(yè)迭代升級和實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有十分重要意義，已被列入工信部重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2024 年版）。具體到Cu/AlN復(fù)合基板，其應(yīng)用場景有高功率LED（如汽車頭燈、UV-LED）、工業(yè)變頻器與風(fēng)電、光伏逆變器、航空航天與國防領(lǐng)域的雷達(dá)系統(tǒng)和微波器件等高頻高功率設(shè)備、電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車（EV/HEV）用SiC/GaN功率模塊的散熱基板。而對于Cu/Si3N4陶瓷基板而言，其主要性能優(yōu)勢在于其優(yōu)異的力學(xué)性能和工作穩(wěn)定性，主要應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）和傳感器基板，電力電子封裝的高壓直流輸電（HVDC）模塊，高頻通信器件5G基站射頻功率放大器（PA），適合極端溫度循環(huán)場景下的應(yīng)用（如-50°C至200°C反復(fù)切換）。
中國粉體網(wǎng)：施老師，您認(rèn)為當(dāng)前絲網(wǎng)印刷厚膜金屬化技術(shù)在大規(guī)模生產(chǎn)Cu/氮化物陶瓷基板時(shí)，面臨的最大產(chǎn)業(yè)化障礙是什么？
施老師：目前在絲網(wǎng)印刷厚膜金屬化技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)Cu/氮化物陶瓷基板方面尚未見起步，未來是否在納米Cu與陶瓷基板互連方面得到應(yīng)用尚有待于進(jìn)一步觀察。建議強(qiáng)化自主高性能綠色玻璃體系和納米金屬漿料研發(fā)，開發(fā)配套的低溫?zé)Y(jié)工藝和結(jié)合方法。深入研究擴(kuò)散行為和界面結(jié)合狀態(tài)，加強(qiáng)模擬仿真和服役可靠性研究。基于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求，對標(biāo)國外進(jìn)口材料，開發(fā)相應(yīng)的封裝材料，在國內(nèi)先進(jìn)封裝平臺上進(jìn)行多輪迭代使用，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口材料自主國產(chǎn)化。形成良好的材料—封裝—應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
中國粉體網(wǎng)：施老師，您在金屬復(fù)合氮化物陶瓷基板方面取得了那些成果？
施老師：我們主要圍繞著無鉛玻璃輔助金屬陶瓷基板的結(jié)合技術(shù)方面做了一些探索，重點(diǎn)在低熔點(diǎn)的綠色玻璃焊料組分設(shè)計(jì)及其與陶瓷基板的潤濕性、金屬漿料的配置和與陶瓷基板的復(fù)合技術(shù)，金屬與陶瓷基板界面結(jié)合特性和顯微結(jié)構(gòu)開展了一些工作，非常希望有機(jī)會和有關(guān)產(chǎn)業(yè)界同仁共同推進(jìn)有關(guān)工作。
中國粉體網(wǎng)：好的，感謝施老師接受我們的采訪。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山林）
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