前篇为大家介绍了国内的氮化硅基板相关企业情况,由各家推出的产品性能可以看出来,目前氮化硅陶瓷的实际热导率与理论热导率是有很大差距的,究其影响原因主要有:晶格排布和体相氧、物相组成、晶界相含量、陶瓷气孔及密度及其他杂质缺陷等。在实际生产中,不仅需要实现"高导热",还需要"持续稳定的大批量生产",技术难度较大,对原材料技术和工艺技术要求较高。目前商用的氮化硅陶瓷基板热导率普遍在85W/(m·k)左右,业内的主要研究也在于提高氮化硅基板的热导率。


图 商用氧化铝、氮化铝、氮化硅基板与开发的氮化硅基板性能比较,图源Denka

目前,全球范围内技术领先且可实现批量化制造高导热氮化硅陶瓷基板的企业主要在日本,高性能氮化硅陶瓷基板核心制造技术被东芝、丸和、电化Denka、Proterial(原日立金属)、JFC等几家公司掌控,而我国一直处于努力追赶状态。2011年,Denka与AIST、JFC共同开发出导热系数高达177W/(m·K)的氮化硅基板;日本Proterial开发了支持低热阻抗化的130W/m·K的氮化硅基板产品。除了技术研究外,日本企业在近年来也加大了对氮化硅粉体、基板等产品产能的提升。下面为大家介绍一下日本的几家氮化硅基板企业。欢迎大家扫描下方二维码,加入陶瓷基板交流群,与我们交流,进行补充:


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东芝高新材料公司 Toshiba Materials


东芝材料株式会社成立于2003年10月1日,主要产品有氮化硅基板、氮化铝基板以及氮化硅AMC基板等。


东芝材料的氮化硅陶瓷基板兼具散热性和强度,用于功率半导体模块、逆变器和转换器等电子领域,替代其他绝缘材料以提高产量并减小尺寸和重量。在神奈川横滨市工厂生产。2020年宣布在大分办事处内开设第二个氮化硅基板生产基地,初始产能40,000平方米/年。


官网:https://www.toshiba-tmat.co.jp

丸和 MARUWA


日本丸和公司MARUWA成立于1973年4月5日,MARUWA不仅致力于从材料开发,板材成型到材料烧制的生产一体化,还可以结合层压、薄膜、金属化,同时烧制和电路设计等技术,针对顾客实际需求,提供定制产品。

 

基于陶瓷材料技术所开发的氮化硅制品具有高强度,高韧性,高导热率,根据这些特性,产品被广泛用于要求拥有高信赖性材料的功率半导体基板领域。

官网:https://www.maruwa-g.com

电化株式会社 Denka


电化株式会社创立于1915年5月1日,自创立以来的100多年里一直致力于提供独有技术和产品。电化株式会社拥有氮化硅粉体、基板、金属化基板的一体化生产。


  • 2011年电化与AIST、JFC共同开发出导热系数高达177W/(m·K)的氮化硅基板;
  • 2018年与三菱综合材料合作开发陶瓷电路基板;
  • 2019年1月宣布在大牟田工厂投资40亿元将氮化硅基板产能提升至2018年的约3倍;
  • 2022年10月宣布在大牟田工厂将氮化硅粉体产能提升约1.5倍。


    电化SN PLATE是以有氧化铝的约4倍的导热率,具有优良机械特性的高韧性氮化硅(Si3N4)为主要成分的高导热性、高韧性陶瓷基板,可用于产业机械用(工作机械、半导体制造装置、风力发电、FA机器人等)、电气化铁道用功率晶体管模块。

    官网:https://www.denka.co.jp

    博迈立铖集团 Proterial


    Proterial(由日立金属更名为Proterial)是一家在高性能材料领域拥有高竞争力核心技术的材料厂商,在产业基础设施、汽车、电子设备相关的市场领域,广泛开展业务。


    Proterial生产制造氮化硅基板、氮化硅覆铜板,热传导和机械强度性能优越,适用于IGBT、SiC等对可靠性要求较高的大功率半导体器件的绝缘电路板。还开发了支持低热阻抗化的130W/m·K产品。


    Proterial于2017年开发了氮化硅基板,并于2019年开始量产。2023年2月宣布在位于鸟取县鸟取市的子公司Proterial Ferrite Electronics工厂内投资增加氮化硅基板的产量,产能将比2021年增加约一倍。

    官网:https://www.proterial.com

    日本精密陶瓷株式会社 JFC


    日本精密陶瓷株式会社JAPAN FINE CERAMICS CO., LTD.(简称 JFC)、于1984年作为公私合营企业建立,此后成为日挥株式会社的全资子公司,其产品从原料混合至最终成品采用公司内部一站式生产。氮化硅基板热导率达80~90W/m·K。


  • 2020年10月宫城县富谷市第2工厂、第3工厂开始量产氮化硅基板;
  • 2023年6月为了进一步提高氮化硅基板产量,富谷第4工厂开始运营;
  • 2024年1月富谷第5/6新工厂奠基,旨在增加高导热氮化硅基板产量。

    官网:https://www.japan-fc.co.jp/cn

    德山 Tokuyama Group


    日本德山Tokuyama Group最初成立于 1918 年,前身为Nihon Soda Kogyo Co., Ltd.,采用独创的还原氮化法生产杂质极少的氮化铝,其氮化铝粉体及应用产品在全球拥有领先的市场份额。


    德山通过独特的技术实现高纯度氮化硅粉体的工业化,开发科氮化硅基板的制造技术。

  • 2020年6月德山宣布投资约30亿日元建设先进技术事业化中心,以实现氮化硅产品的量产化。
  • 2021年7月"先进技术事业化中心"完成了氮化硅制造设施的建设,致力于从原材料高纯粉末到陶瓷基板的一体化生产,从小批量开发扩大至量产机台。

    官网:https://www.tokuyama.co.jp

    西村陶业株式会社


    西村陶业株式会社成立于1918 年,通过常年累积的陶瓷制造技术知识和经验,为客户提供从产品的设计开发到高品质制造的优质服务。陶瓷基板产品有氧化铝基板、ZTA基板、氮化铝基板、氮化硅基板。


    其氮化硅陶瓷基板表面粗糙度Ra≤0.7,导热系数(mk)≧80。


    官网:https://nishimuratougyou.co.jp

作者 gan, lanjie