高性能铝基碳化硅复合材料散热基板，安装在芯片下面，起到散热作用，可应用于航空航天、轨道交通、新能源汽车、电力系统、5G通讯等领域。“该产品于2015年开始研发，2018年进入量产，目前年产量千万件以上，市场覆盖率达到了80%，替代了进口产品。”近日，常州泰格尔电子材料科技有限公司技术总监李海峰告诉记者。
李海峰介绍，铝基碳化硅复合材料散热基板是市场上的第三代产品，添加了高性能碳化硅陶瓷颗粒，为金属陶瓷复合材料，与前两代纯铝或纯铜等单一材料产品及钼铜等多金属复合散热材料相比，具有密度小、性能稳定、散热快、重量轻等优点。原先，该类产品多数产自日本、美国，国内高性能铝基碳化硅复合材料散热基板基本依赖于进口。“目前，我们的产品性能指标达到国际领先水准，填补了国内空白。除了提高多方面性能，产品工艺还采用了3D打印成型技术，使得加工工艺流程缩短，质量稳定。”
所有的芯片都需要散热，而针对高功率芯片，铝基碳化硅是不可多得的好材料。但是面对这种材料，最棘手的是要解决表面金属化处理问题。“陶瓷表面金属化，实际上指的就是在陶瓷表面镀上镍、银、金、铜、钯等金属，这是行业内的一道世界难题。” 李海峰说，“陶瓷与金属的结合力不好，我们用了3年时间，五六十人的团队经过无数次实验，并与国内外专家多次讨论，最终采用物理气象沉积方法在陶瓷表面生长了一层金属层，再通过化学处理方法确保表面金属化，最后通过化学电镀方法，使表面达到产品理想的设计方案，解决了表面起泡、焊接不牢等问题，使之与同类材料相比，成本节省约10%，热扩散效率性能提高5%，起到保护芯片作用，使芯片寿命更长。”
解决了产品问题，机器成了横亘在面前的另一道坎。“我们购置的机器是用于切割单一陶瓷的，但是现在要切割金属陶瓷，这种机器就不能完全适配，因而切割效率极低。研发团队通过改变轴辊结构提高了效率，却又遇到了切割有误差、精度不够的问题。最后，通过不断调整切割速率、轴距等参数，达到了效率高、精度好的效果。
据了解，目前，该公司已经生产出36种型号的高性能散热基板。“我们正在研发第四代产品，以实现散热性能更高的目标。” 李海峰说。
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