2026年8月25日,同和控股(集团)有限公司 (DOWA HOLDINGS CO., LTD.)宣布其子公司同和金属技术有限公司(DOWA METALTECH CO., LTD.)的全资子公司DOWA POWER DEVICE CO., LTD.与大阪大学接合科学研究所激光工艺学领域的塚本雅裕教授以及株式会社岛津制作所的共同开发,利用蓝色半导体激光器的多光束增材制造法,确立了散热用绝缘基板——氮化铝覆铜基板(Cu-AlN)的实用化技术,并开始样品出货。
该技术是一种通过采用蓝色半导体激光器的多光束增材制造法,可将任意形状的铜电路与陶瓷进行接合,且无需使用可能导致绝缘不良的银的技术。由此,与传统的活性金属钎焊(AMB)基板相比,热循环耐久性提高了3倍以上,同时兼具高绝缘可靠性和细线图案形成能力,有助于功率模块的高性能化。
近年来,随着电动汽车、可再生能源设备的普及以及AI服务器和数据中心的增加,用于高效控制电力的功率半导体需求不断扩大。搭载功率半导体的功率模块要求更高效率和更高可靠性,而支撑其性能的散热用绝缘基板的重要性日益凸显。Cu-AlN具备高导热性和绝缘性,主要用于功率半导体的散热用绝缘基板。另一方面,随着功率模块的高输出化、高集成化发展,为进一步提升性能,面临以下课题:
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热循环耐久性:氮化铝虽然导热性优异,但强度和韧性低于氮化硅,因此在热循环耐久性方面存在改进空间。
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绝缘可靠性:在现有的接合技术之一的活性金属钎焊中,用于接合铜电路与陶瓷的钎料中的银,在高电压环境和残余应力影响下可能产生迁移,有时会降低陶瓷基板的绝缘可靠性。
DOWA致力于开发通过采用蓝色半导体激光器的多光束增材制造法,在AlN陶瓷上熔融并积层铜粉末的技术,并一直努力解决上述课题。此次,DOWA实现了任意形状铜电路与陶瓷的牢固接合与低残余应力化的兼顾,达成了无银接合。由此,不仅消除了银迁移的顾虑,还将热循环耐久性提高到了AMB基板的3倍以上。
此外,通过采用蓝色半导体激光器多光束增材制造法的3D打印技术,以往难以实现的细线图案铜电路形成也成为可能。这使得产品更易应用于需要高密度布线和小型化的领域,除了IGBT等功率半导体外,我们还预期其在光通信、卫星通信、AI服务器、数据中心、医疗用激光等广泛领域得到应用。
该产品的特点包括:通过无银接合提高绝缘可靠性、通过低残余应力化提高热循环耐久性、以及通过增材制造实现高自由度的电路设计和细线图案形成。产品样品的出货将通过DOWA Power Device的母公司DOWA Metaltech的热器件事业部进行。今后,DOWA 将在推进客户评估的同时,推动量产化工作,力争扩大作为功率半导体用散热绝缘基板的采用。
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