中國粉體網訊 由中國粉體網主辦的“2025第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”在江蘇蘇州合景萬怡酒店成功舉辦!展會期間,我們邀請到河南飛孟金剛石股份有限公司李波總監做客“對話”欄目,就金剛石導熱材料的應用進展以及技術現狀進行了訪談交流。
中國粉體網:您好李總監,您能從主營產品,服務領域等方面介紹一下河南飛孟金剛石股份有限公司嗎?
李總監:我們公司主要是做超硬材料的廠家,產品包括多晶樹脂金剛石磨料、立方氮化硼磨料、超硬材料微粉及CVD金剛石厚膜等4大系列100多個品種。
多晶樹脂金剛石磨料:砂輪用多晶樹脂金剛石磨料生產廠家之一,有多晶樹脂結合劑金剛石等產品,可用于砂輪制造等領域。
立方氮化硼磨料:包括立方氮化硼(CBN)、立方氮化硼微晶、亮黑色高強度立方氮化硼等,具有高硬度、高耐磨性等特點,適用于加工鑄鐵、合金鋼等材料。
超硬材料微粉:如多晶金剛石微粉、單晶金剛石微粉、單晶細粒度金剛石等,廣泛應用于研磨、拋光、切割等工藝,可滿足不同精度要求的加工需求。
CVD金剛石厚膜及相關制品:如CVD金剛石熱沉級材料,具有超高的熱導率,在高功率半導體熱管理等電子領域有重要應用,此外還有金剛石自支撐膜、金剛石復合片等產品。
中國粉體網:金剛石在導熱散熱領域的具體應用方向有哪些?
李總監:目前金剛石在導熱領域屬于新型產業,其在電子領域上主要用于高端電子設備如電腦CPU、GPU等芯片的封裝,能快速傳導熱量,防止熱積累,延長芯片壽命,提高設備可靠性;在激光領域上,由于金剛石具有優異的導熱性能和光學透明性,可作為激光設備的關鍵散熱部件,用于工業激光加工、激光通信等領域的激光器中,有助于提高激光器的輸出功率和穩定性,同時延長其使用壽命;在航空航天領域可用于航天器的熱管理系統,能夠在極端溫度變化下保持穩定,有效管理航天器內部設備的溫度,確保其正常運行;在交通領域,金剛石可應用于高速列車制動系統的制動盤,可提高散熱效率,減少熱衰退現象,提升制動系統的可靠性和使用壽命,保障列車運行安全;在工業領域,可作為高溫爐膛中的爐襯材料,不僅能承受極高溫度,還能有效傳導熱量,提高爐膛熱效率,降低能源消耗,提高生產效率和產品質量;在照明和顯示領域,可用于制造LED照明和顯示產品的散熱基板,有效降低LED芯片的工作溫度,提高發光效率和穩定性,延長產品使用壽命。
中國粉體網:貴公司CVD金剛石產品主要有哪些?市場反饋如何?
李總監:我們公司的CVD金剛石產品主要有CVD金剛石熱沉片、金剛石銅導熱片和金剛石粉末。CVD金剛石熱沉片可用于替代氮化鋁、銅、鋁碳化硅等材料,可用于光通訊、航天航空、新能源汽車、5G基站、電子封裝等領域;金剛石銅導熱片可用于半導體激光器芯片、衛星通信、移動通信、導航、電子對抗、雷達系統等電子設備,適用于微波功率器件、功放器件和高功率半導體照明等的散熱熱沉;金剛石粉末適用于導熱膠、導熱墊等導熱材料中,能夠提高這些材料的導熱性能,加快熱量傳遞速度。
市場反饋上,我們公司在超硬材料工業磨削領域處于全球領先地位,CVD金剛石產品也憑借公司的技術優勢和質量控制體系,在市場上具有一定的競爭力。不過,目前金剛石產品成本相對較高,在一定程度上限制了其市場推廣。
中國粉體網:貴公司作為國內知名的金剛石企業,技術優勢體現在什么地方?
李總監:我們的技術優勢主要體現在四個方面。在研發能力上,公司擁有河南省博士后創新實踐基地、河南省院士工作站和河南省科技創新團隊,具備強大的研發實力,承擔過火炬計劃項目、國家重點新產品項目等;在專利技術上,我們公司已申請專利196項,展示了公司在金剛石應用技術方面的持續創新能力;在產品技術上,“細粒度含硼金剛石”和“亮黑色高強度立方氮化硼”被認定為國家高新技術產品,公司在CVD金剛石領域技術成熟,4英寸直流電弧等離子體噴射化學氣相沉積多晶金剛石規模化生產技術水平達到國際領先水平,相關CVD金剛石產品在高熱導率、高硬度、良好的化學穩定性等方面表現出色;在質量控制嚴格上,采用先進的技術工藝、精密檢測儀器及嚴格的質量管理,通過了ISO9001、ISO14001和ISO45001國際認證,從源頭把控質量,保證產品品質一致性。
中國粉體網:您認為,目前制約金剛石在導熱領域應用的瓶頸有哪些?
李總監:我認為金剛石在導熱領域應用的瓶頸也包括了四個方面。
成本高昂:CVD法等制備大尺寸高質量單晶金剛石的成本極高,例如一片拇指大小的半導體級人造金剛石價格超萬元,這使得大規模應用面臨較大的成本壓力。
制備工藝難度大:金剛石硬度極高,加工和制造需要特殊工藝和設備。制備金剛石基板時,需精確控制晶體結構和尺寸以保證性能,且現有硅基半導體制造設備與金剛石加工工藝不兼容,需重新開發光刻膠與蝕刻方法。
摻雜技術瓶頸:n型金剛石的摻雜技術尚未成熟,電阻率難以達到器件要求,限制了其在一些對電學性能有要求的導熱應用場景中的使用。
界面結合問題:金剛石與常見的封裝材料如金屬、塑料等之間的兼容性還有待深入研究和優化,界面結合力不足會影響封裝結構的整體穩定性和可靠性。
中國粉體網:采訪到此結束,感謝李總監接受我們的采訪。
李總監:好,謝謝大家。