新材料助推电子设备更轻薄可靠

近日，西安建筑科技大学机电工程学院“新能源电工材料与储能技术培育团队”创新提出“分子有序设计”策略，研制出兼具超高导热与卓越绝缘性能的新型环氧灌封材料。该成果发表于《先进功能材料》，为解决功率器件在极端工况下的可靠性难题提供了全新方案。

功率半导体器件日益小型化、高功率化，对其封装材料同时管理好“热”与“电”提出了严苛要求。传统环氧树脂材料难以兼顾高导热与高绝缘，成为制约产业发展的关键短板。

团队巧妙选用有机分子作为“模板”，诱导环氧树脂体系形成高度有序的分子结构。这种结构如同为热量传递修建了“高速路”，显著提升了导热率；同时，致密的分子堆叠与深能级陷阱能有效“束缚”高能电子，从而在高温下仍保持强大的绝缘能力，尤其在200℃这样的高温工况仍然可靠。

示意图。西安建筑科技大学供图

“我们通过极微量的分子设计，实现了宏观性能的飞跃。”论文通讯作者、西安建筑科技大学副教授王争东表示，该研究让封装材料在导热与绝缘之间不再“取舍”，而是“共赢”，有望推动功率电子设备向更轻薄、更可靠的方向发展。

据悉，团队正进一步探索该策略在不同树脂体系中的普适性，以推动其在新能源、高压电力装备等领域的工程应用，助力我国功率半导体产业升级。