200℃ 高溫穩(wěn)定工作，我國半導(dǎo)體“盔甲”實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破

IT之家 11 月 5 日消息，西安建筑科技大學(xué)于 10 月 31 日發(fā)布博文，其機(jī)電工程學(xué)院“新能源電工材料與儲能技術(shù)培育團(tuán)隊(duì)”創(chuàng)新提出“分子有序設(shè)計(jì)”策略，研制出兼具超高導(dǎo)熱與卓越絕緣性能的新型環(huán)氧灌封材料。

該成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》，這種材料既能高效導(dǎo)熱，又有出色的絕緣性能，為解決功率器件在極端環(huán)境下的可靠性難題提供了全新方案。

示意圖，圖源：西安建筑科技大學(xué)

在新能源汽車電機(jī)控制器、智能電網(wǎng)高壓設(shè)備中，功率半導(dǎo)體器件如同“電力大腦”，精準(zhǔn)調(diào)控著能量流轉(zhuǎn)。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代，器件朝著更小巧、功率更強(qiáng)勁的方向發(fā)展，“熱管理”與“電安全”卻逐漸成為一對難以調(diào)和的矛盾。

有專家指出，當(dāng)前功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心痛點(diǎn)就是封裝材料性能瓶頸。性能“短板”使得部分高端封裝材料依賴進(jìn)口，成為產(chǎn)業(yè)鏈的“薄弱環(huán)節(jié)”，市場迫切需要兼具高導(dǎo)熱與高絕緣性能的高端產(chǎn)品。

西安建筑科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)面對產(chǎn)業(yè)發(fā)展之需，另辟蹊徑，以“分子有序設(shè)計(jì)”為核心思路，成功研發(fā)出新型分子有序環(huán)氧灌封材料。

該團(tuán)隊(duì)巧妙選用有機(jī)分子作為“模板”，誘導(dǎo)環(huán)氧樹脂體系形成高度有序的分子結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)如同為熱量傳遞修建了“高速路”，顯著提升了導(dǎo)熱率；同時(shí)，致密的分子堆疊與深能級陷阱能有效“束縛”高能電子，從而在高溫下仍保持強(qiáng)大的絕緣能力，尤其在 200℃這樣的高溫工況仍然可靠。

論文通訊作者王爭東副教授表示：“我們通過極微量的分子設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了宏觀性能的飛躍。這讓封裝材料在導(dǎo)熱與絕緣之間不再‘取舍’，而是‘共贏’。”該研究有望推動(dòng)功率電子設(shè)備向更輕薄、更可靠的方向發(fā)展。

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