隨著新一代信息技術芯片集成度與功率密度的急劇提升,傳統電子封裝散熱材料無法滿足高功率芯片的散熱需求,電子器件因過熱失效,成為制約微電子技術發展的重要障礙。金屬/金剛石復合材料憑借優異的散熱性能,已在美西方發達國家航空航天、高端電子等領域應用,但被《瓦森納協議》列為對華禁運產品,國內自主供給能力空白,嚴重威脅產業鏈安全。
團隊針對上述痛點,突破國際技術壁壘,開發出具有自主知識產權的氣壓浸滲制備技術,通過精準調控金剛石與金屬基體的界面結合,實現金屬/金剛石復合材料的關鍵性能突破,熱導率可達900 W/mK以上,較傳統鎢-銅、鋁/碳化硅等散熱材料提升3-4倍,熱膨脹系數控制在4-8 ppm/K,與半導體芯片匹配;同時具備優異的熱循環穩定性和機械性能(抗彎強度≥300 MPa),滿足復雜工況下的長期可靠服役需求。金屬/金剛石復合材料是高功率芯片封裝的核心材料,市場需求隨5G、功率半導體、人工智能、航天航空等領域的快速發展持續激增。團隊累計獲得金屬/金剛石復合材料相關專利10余項,涵蓋材料制備、界面調控和表面處理等全流程核心技術,擁有完整知識產權體系,技術壁壘堅實。目前,材料已在國內多家科研單位實現應用驗證,如航天一院、航天三院、中電科13所、鄭州機械研究所等。應用反饋顯示,采用團隊研發的高熱導率金屬/金剛石復合材料,器件過熱失效問題顯著降低,服役壽命提升。
團隊研發的部分金屬/金剛石復合材料產品照片如下,包括片材、絲材、管材、各類異形件及鍍覆金屬的產品:
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