隨著5G通訊逐步邁向商用化,日本在散熱片技術上的開發也日漸趨於活潑化。日本Super Nano Design公司著手開發的是同時具有絕緣性與熱傳導性的氮化硼(Boron Nitride)薄片,透過超臨界有機修飾技術,提高了氮化硼與聚合物的親和性,氮化硼可以高度充填到體積比約8成為其特徵。Daicel則是計畫以異向性熱傳導薄片進行提案,由於填料的凝集部位是以膜厚方向形成,因此提高了膜厚方向的散熱性。此外,全球最大半導體矽晶圓暨聚氯乙烯(PVC)製造商-信越化學工業,以及從事電子元件、粘接材料及光學材料製造與銷售的Dexerials也都紛紛投入新製品,散熱片市場的競爭也顯得更加激烈。
Super Nano Design是在2018年成立的東北大學衍生新創企業,其技術強項在於超臨界水熱合成與有機修飾合成的融合技術。利用奈米粒子合成與有機修飾同時進行的技術,在氮化硼表面予以有機修飾,提高了與樹脂片的親和性。一般來說,氮化硼與樹脂的密著性差,難以達成高充填化,但是Super Nano Design開發的氮化硼薄片「Super Hybrid BN」則是將氮化硼在薄片的體積比提高至7~8成,實現了高充填化。
「Super Hybrid BN」與一般散熱片相比,具有約10倍的熱傳導性,且絕緣性也極佳。除了薄片形狀之外,也可以做為散熱用膏封裝材料進行利用。目前「Super Hybrid BN」也已對5G用途、功率裝置等領域展開商用評估。此外,該公司下一階段則是推動經過有機修飾之氮化鋁散熱片的開發。
Daicel公司則是計畫推出具有異向性的熱傳導薄片,主要是在薄片內部的特定部分將散熱填料以厚度方向進行高密度充填,以提高膜厚方向的熱傳導性。由於將平面方向予以斷熱,因此即使發熱裝置與不耐熱裝置相鄰,也不會產生熱影響。此外,填料凝集的高熱傳導部分的熱傳導率或配置場所可以自由進行設計。今後,Daicel也將著手進行更多熱傳導部分的形成,以進一步提高整體的熱傳導性能。
另一方面,多家企業也相繼在散熱片市場投入差別化製品。例如信越化學工業推出多款新產品,包括熱傳導性介於5~100 W/mK的散熱矽膠片。Dexerials與積水Polymatech兩家公司則是著手將碳纖維以厚度方向進行定向,提高膜厚方向的散熱性。Dexerials也將磁性粉與碳纖維斜向定向,開發了具有抑制雜訊功能的新產品。
此外,大日本印刷也於日前發表將以熱導板(Vapor Chamber)正式展開5G手機用散熱零組件事業,預計在今年秋天展開以中空構造金屬板、厚度0.25mm之超薄型品的量產。