Synteris获美国能源部(DOE)270万美元资助，开发用于电子模块的3D打印陶瓷封装

2022年初，美国能源部(DOE) 表示将向68个研发项目拨款1.75亿美元，以创造能够加强国家先进能源计划的颠覆性技术，包括电动汽车、海上风能、储能和核回收。这包括Matric子公司Synteris，该公司获得了270万美元，用于加速电子模块3D打印陶瓷封装的开发。



这笔资金是美国能源部高级研究计划署能源 (ARPA-E) OPEN 2021赠款计划的一部分。Synteris将与国家可再生能源实验室(NREL) 一起研提案，尝试改善电力电子模块陶瓷封装的热管理、功率密度、性能和寿命。



电子模块3D打印陶瓷封装
2021年，电力电子领域的市场价值高达266亿美元。电力电子设备能够处理高压和电流，可以提供满足广泛需求的电力，例如用于手机的 DC/DC 转换器或用于计算机和电视的 AC/DC 转换器。而大型电力电子设备可用于控制全国数百兆瓦的电力流动。比如，NREL的研究人员构建先进的电力电子系统，以控制电流推动大型和先进的电机的使用，包括用于飞机、火车和重型运输的电机。

然而，随着系统变得更小、更轻（如汽车），处理更高功率水平和高工作温度的需求也更大。技术方面的一大瓶颈是功率模块封装中使用的材料。在ARPA-E计划和 NREL研究人员的支持下，Synteris希望创造出能够显着改善电动汽车、飞机以及包括军事在内的相关应用中的电源模块的设计、可制造性和功能的技术。

基于此，Synteris提出使用增材制造工艺，将用增材制造的陶瓷封装取代传统的绝缘金属化基板、基板附件和底板/热交换器，该陶瓷封装既可用作电绝缘体，又可用作热交换器，将设备的大量热量传递出去，减少设备的工作温度，以实现更好的热控。

Synteris


Synteris总部位于马里兰州，专门研究用于高温陶瓷3D打印的材料。该项目的资金将支持其研发活动，以使用AM技术制造3D打印的陶瓷封装部件，该模块既可用作电绝缘体，也可用作介电流体的热交换器。具体而言，Synteris的项目小组将开发用于电力电子模块的3D打印的材料的加工，制造和测试模块，从而开发和测试电力电子模块的热交换系统。如果成功，该项目能够提高电动汽车电源模块的性能、寿命和外形尺寸。

Synteris母公司Materic的首席执行官Ken Malone指出，促成这一重要拨款的因素有很多，包括马里兰州技术开发公司 (TEDCO) 的马里兰创新计划在2021年提供的关键种子资金以及Synteris自身的发展。



ARPA-E资助
自 2009 年成立以来，ARPA-E已提供29.3亿美元的研发资金，用于将清洁能源技术商业化并创造可持续的清洁能源就业机会。以前的 ARPA-E 获奖者还在各种能源解决方案的商业化方面取得了突破，包括开发变革性的太阳能、地热、电池、生物燃料和先进的表面涂层技术。早期获奖者包括研究更高效照明技术的世界领导者Soraa和促进太阳能行业发展，实现成本和性能突破的公司Sunfolding 。

2022 年，除了Synteris之外，还有几个选定的项目提出了增材制造计划：
●斯坦福大学获得了190万美元，用于增材制造具有净形状、降低成本和减少材料浪费的非晶金属氧化物软磁复合材料 (SMC)。
●清洁能源技术制造商Precision Combustion等公司将使用美国能源部150万美元的奖金增材制造基于电化学芯片的可扩展固体氧化物燃料电池，从而实现适合交通应用的高功率、轻量化设计。
●化学公司Dimensional Energy获得了超过 300 万美元的资金，用于为可在低碳电源上运行的创新化学反应器打印陶瓷组件。

这些被资助的项目跨越22个州，包括大学、国家实验室和私营公司，相信这些项目能够推动清洁能源技术的创新和制造，以提供从可再生能源到聚变能源的能源解决方案，从而应对气候危机。美国能源部长也指出，能源部的投资可以帮助美国在2050年实现净零排放，创造清洁能源和高薪就业机会，同时加强其能源独立性。