2025 年市场报告显示，热导率 170W/(m·K) 的氮化铝（AlN）AMB 基板占据全球 89% 的市场份额。虽然AlN 陶瓷的理论热导率可达 319W/(m・K)，但在实际应用中长期徘徊在 170W/(m・K) 左右，造成这一问题的原因在于传统工艺无法解决界面热阻的问题。当 IGBT 模块功率密度提升至 200-300W/cm² 时，这种热阻瓶颈直接导致芯片结温升高 15-20℃，严重影响器件可靠性。

为此，哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）提出通过精准调控界面微观结构的技术方案，实现了 265W/(m`K) 的突破，提升幅度达 63%。该方案公开在一项《一种提高氮化铝AMB覆铜基板导热能力的方法》发明专利（申请号202510657491.5）中。

技术突破的细节

哈工大方案由三个核心工艺环节构成，每个环节都针对传统工艺的痛点进行了创新优化。

一是氢氧化钠热化学腐蚀。

采用 1:(1-4) 的 AlN 与 NaOH 质量比，在 300-800℃下腐蚀 5-20 分钟。这一工艺的关键在于利用熔融 NaOH 的选择性溶解特性，精准去除 AlN 表面的富氧杂质和低热导第二相，同时避免损伤基材本体。实验数据显示，500℃下腐蚀 10 分钟可获得最佳表面状态，这一温度远低于 AlN 的烧结温度（＞1800℃），确保基材性能不受影响。

二是钎焊体系优化。

采用 Ag 58.2-60.2%、Cu 22-24%、In 13-15%、Ti 2-5% 的 AgCuInTi 钎料，在 770-780℃下保温 3-5 分钟。该工艺的核心突破是形成了约 50nm 厚的连续纳米 TiN 层，通过 TEM 表征可见，该反应层无明显缺陷，较传统工艺的 TiN 层热导率提升 40% 以上。

指标验证与材料标准

实验中，采用相同批次 AlN 基材的传统工艺样品热导率为 162.5W/(m・K)，而经新方法处理的样品达到 265W/(m・K)，提升幅度确为 63%。钎焊接头剪切强度同步提升至 150MPa 以上。SEM 图像显示处理后的界面无明显孔隙和裂纹；XRD 分析表明表面第二相特征峰消失，结晶度显著提高。

TEM 观察证实了连续 TiN 反应层的形成，这一结构大幅延长了声子平均自由程，是热导率跃升的核心原因。

专利指出，该新技术的产业化优势在于其与现有 AMB 生产线的高度兼容性。腐蚀环节可利用现有马弗炉设备，仅需添加陶瓷舟等简易工装；清洗和钎焊环节无需特殊设备改造，工艺窗口宽，有利于保证量产一致性。从材料拓展性来看，通过调整腐蚀剂配比和工艺参数，该技术已在氮化硅（Si₃N₄）基板上实现验证，热导率提升幅度达 58%，显示出良好的材料适配性。这为高功率电子封装提供了多元化的解决方案。当然，实验室成果到量产应用仍需验证长期可靠性，但这一技术路径所展现的界面工程创新思路，可为突破 AMB 基板热导瓶颈提供了值得深入探索的方向。