随着微电子与人工智能技术的快速发展,热管理问题已成为制约器件性能与可靠性的关键课题。热界面材料(Thermal Interface Materials, TIMs)因其在成本、加工工艺及工程应用等方面的综合优势,获得了广泛关注。当前,氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化铝及氮化硼等陶瓷粉体已广泛应用于热界面材料体系。其中,氧化铝凭借其在成本控制、原料可获得性、制备工艺成熟度及综合导热性能等方面的平衡优势,成为工业界重点关注的一类填料。
然而,传统多晶氧化铝因晶界声子散射导致的导热瓶颈,正成为制约高端TIM性能进一步提升的关键障碍。更值得关注的是,这类具备高导热潜能的高结晶性氧化铝产品,长期被海外少数厂商垄断,相关技术成为制约我国高端热管理材料发展的“卡脖子”环节。
如何突破这一技术与市场的双重瓶颈?百图股份给出的答案是——通过自主研发,成功攻克从原料配方到形貌控制的一系列关键技术,打破海外垄断,推出具备国际竞争力的国产化高结晶性氧化铝产品。
一、高结晶性氧化铝的性能特点
高结晶性氧化铝(High Crystalline Alumina)因其具备高导热性、优异电绝缘性及出色的化学稳定性,成为一种极具潜力的高端界面导热填料,尤其适用于对导热性能与可靠性具有极端要求的应用领域。
相较于常规球形氧化铝及其他陶瓷填料,高结晶性氧化铝在导热性能方面具备以下本质优势:
1. 高热导率:其近似单晶结构有效减少了多晶材料中普遍存在的晶界,同时采用高纯度原料及严格的过程控制工艺,显著降低了杂质离子含量。上述结构特征与化学纯度共同降低了声子在晶体内部及晶界处的传输阻力,从而实现优异的导热性能。
2.卓越的电绝缘性:作为一种优良绝缘体,高结晶性氧化铝具有较高的电阻率,可充分满足电子器件对电绝缘性能的强制性要求。
3.优异的热稳定性与化学惰性:该材料熔点高达2050℃,其热膨胀系数与硅、砷化镓等半导体材料匹配良好,有助于降低热循环过程中产生的热应力。同时,其化学性质稳定,不易与其他材料发生反应,保证了长期使用条件下的可靠性。
4.极高的表面光洁度:高结晶性氧化铝具有较高的表面平整度。当用作导热垫片时,其与芯片及散热器表面之间可形成低热阻的微观接触界面。
二、百图DA系列产品性能数据

电镜形貌表征

卤素测试

二、应用性能对比与工艺优势
在与友商竞品的对比测试中,百图DA系列产品在多个关键性能指标上表现出明显优势,包括低填充粘度、高导热系数及优异的耐老化性能。

这些优势源于百图股份自主研发的形貌控制技术、成核-生长调控工艺以及纯度控制技术。通过上述技术手段,DA系列产品实现了近似单晶结构、光滑的表面形貌以及均匀的粒径分布。在与球形氧化铝复配使用时,DA系列能够最大限度提升复合体系的导热性能,同时降低填料在聚合物基体中的填充粘度。
百图高结晶性氧化铝通过近似单晶结构从源头消除了晶界对声子的阻隔,突破了传统多晶填料在导热路径上的关键瓶颈。同时,凭借精确的形貌控制与粒径分布调控,该系列产品在实现高热导率的基础上,兼顾了低填充粘度与优异的工艺适应性。在AI与微电子散热需求日益严苛的当下,DA系列为开发超低热阻、高可靠性的热界面材料提供了关键的材料解决方案。

