西安建筑科技大學(xué)突破功率半導(dǎo)體封裝材料“瓶頸”

中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（通訊員 賀偉 記者 馮麗）近日，西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院“新能源電工材料與儲(chǔ)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》，為解決功率器件在極端工況下的可靠性難題提供了全新方案。

功率半導(dǎo)體器件日益小型化、高功率化，對(duì)其封裝材料同時(shí)管理好“熱”與“電”提出了嚴(yán)苛要求。傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂材料難以兼顧高導(dǎo)熱與高絕緣，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵短板。

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(jí)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。

“我們通過(guò)極微量的分子設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了宏觀性能的飛躍?！闭撐耐ㄓ嵶髡咄鯛?zhēng)東副教授表示，“這讓封裝材料在導(dǎo)熱與絕緣之間不再‘取舍’，而是‘共贏’?！痹撗芯坑型苿?dòng)功率電子設(shè)備向更輕薄、更可靠的方向發(fā)展。

據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步探索該策略在不同樹脂體系中的普適性，以推動(dòng)其在新能源、高壓電力裝備等領(lǐng)域的工程應(yīng)用，助力我國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級(jí)。