兼具熱傳導性與低熱膨脹係數的散熱片材料

 

刊登日期:2010/9/2
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日本一家製造、銷售擴散接合(Diffusion Bonding)的企業WELCON利用其擴散接合技術,開發出具有高熱傳導性的散熱片材料「WEL-Therm」。此新產品是由不變鋼材(Invariable Steel)與銅所組合而成的複合材料。該公司預計朝閘極絕緣雙極性電機體(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)之類的電源模組、高熱容量半導體、高功率發光二極體(LED)等使用之散熱片進行用途開發。此外,不只是散熱片本身,該公司也同時進行與水冷薄型夾套(jacket)、絕緣電路板接合的產品開發。

WELCON所開發「WEL-Therm」的熱傳導率為280W/mK、熱膨脹係數為5~10ppm/K,是一個同時具備高熱傳導率與低熱膨脹係數特性之產品。該公司將熱傳導Core貫穿過低熱膨脹係數的Core Plate,並於其表面覆上經擴散接合的銅板構造,其中Core Plate材質為熱膨脹係數趨近於0ppm/K的不變鋼材(鐵與鎳之合金)、而熱傳導Core則使用高熱傳導材料的銅金屬。

擴散接合是將接合材加熱、加壓並利用原子擴散加以接合之技術;可用於面與面的接合、薄板層積接合、相異材質接合等,利用此技術可成功地同時達到優異的熱傳導性與低熱膨脹係數目標。

散熱片是設置於機器或電器用品等發熱體上,藉由散熱、熱傳導等方式降低發熱體之溫度。以往是以鋁、銅等金屬材料或陶瓷材料等製作散熱片,但在與矽基板接合時,便存在著發生碎裂的問題。

這次開發的全新散熱片不同於以往,完全不使用鎢、鉬等稀有金屬,所以能夠達到低成本、穩定供給之目標。散熱片設計部分,熱傳導Core直徑、配置密度、總厚度等,全部都能夠依照客戶需求自由設計;此外,由於新產品是以全金屬製成,所以確保了高度的韌性。該公司預計預計朝電子、高熱容量半導體、雷射、LED等光學設備擴張市場規模。

資料來源:化學工業日報/材料世界網編譯


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