3月11日，權威期刊《表面科學應用》（Applied Surface Science）在線發布了汕頭大學工學院王雙喜教授項目團隊關于改性納米氧化鋁應用于流延陶瓷基板制造的技術成果，有效提升大尺寸陶瓷基板的性能和平整度。

論文地址：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.156963

而上述成果其實只是王雙喜教授團隊攻堅低成本制備集成電路用高純陶瓷基板項目中的第一步，結合超薄高純氧化鋁高導熱基板高效穩定制備等工藝，該團隊攻克了大尺寸陶瓷基板的技術瓶頸，正在謀求項目產業化以緩解甚至解決相關產品依賴進口的卡脖子問題。

陶瓷基板應用領域廣泛

項目背景

5G技術的出現，陶瓷基板已經成為未來大功率集成電路、新能源汽車IGBT、醫療器械、航空航天等領域的關鍵戰略材料，是現代電子信息產品中不可或缺的電子元器件。2021年，全球PCB基板市場規模接近400億美元，陶瓷基板未來將成為大功率器件的首選基板材料。在眾多陶瓷材料中，氧化鋁基板又以其性能穩定和高性價比等優勢得到最廣泛的應用。陶瓷基板很薄，而且尺寸越大在燒結過程中越容易產生變形等問題。目前，國內小尺寸的陶瓷基板比較成熟，大尺寸高純氧化鋁陶瓷基板仍主要從日本、美國等進口。

項目技術特色

1、獨創的高純氧化鋁陶瓷生帶制備工藝

氧化鋁流延生帶宏觀圖

（a）添加未改性納米氧化鋁粉體；（b）添加改性納米氧化鋁粉體

文章開頭提及剛剛發表的成果正是該工藝的一部分——它利用納米粉溫壓生帶時的可遷移性，采用流延-溫壓獨創工藝制備出具有大顆粒做骨架、納米粉做填充的顯微排布結構，項目組的疊壓發明專利更是實現了陶瓷生帶的厚度可預定。

2、超薄高純氧化鋁陶瓷基板制備工藝

項目團隊對氧化鋁基板制備進行了大量的基礎研究，構建了晶須對導熱性能的橋接強化機理模型，創新性采用微納跨尺度陶瓷顆粒，形成類似一維材料的導熱通道，提高陶瓷基板導熱性能，實現了高導熱基板的高效穩定批量制備；采用表面改性技術，實現微納跨尺度漿料的穩定貯存，形成高固含量的漿料專有技術。

總而言之，該項目采用微納跨尺度顆粒制備大尺寸陶瓷基板，與國際同行燒結的基板相比，其燒結溫度降低50-100℃，可以實現99.6%的高純度氧化鋁基板燒結；采用流延-溫壓工藝，大尺寸陶瓷基板的厚度可按需調整，疊層溫壓工藝可彌補生帶固有的氣孔、厚度不均勻等缺陷，基板耐電擊穿能力顯著增強，批量生產的質量穩定；項目團隊解決了常規瓷基板強化韌性的同時，導熱性下降的難題（與普通氧化鋁基板相比，ZTA陶瓷基板的斷裂韌性提高了1.4MPa·m^1/2，熱導率提高了0.4W/mK。

項目團隊

王雙喜教授博士畢業于清華大學，長期從事大功率陶瓷基板材料和輕工裝備的研究與應用，先后獲得廣東省科技進步二等獎和一等獎。在淄博舉辦的“2021年全國氧化鋁粉體與制品創新發展論壇”做過與本次項目相關的研究報告，是粉體圈的老朋友。

據悉，項目團隊已經研發出一系列陶瓷生帶、超薄高純陶瓷片、復合陶瓷基板、導熱電磁屏蔽基板、陶瓷基板制備設備流延機等，制備工藝成熟。項目已具有納米粉體改性——高純漿料配方——流延生帶制備——陶瓷基板燒結—基板表面處理的全套自主技術和知識產權的等全生產周期的全套自主技術和知識產權，其中授權發明專利17件、實用新型3件，發表相關高水平論文12篇。

合作共贏

目前高純陶瓷基板項目已經在佛山進行了小規模中試，產品也已經在航2院供應商福建宏煒、集成電路基板供應商東莞銘錦陶瓷等企業試用，正大步奔走在融資擴產的豐收之路上。對項目感興趣的風投基金、集成電路公司及工業陶瓷龍頭企業、日用陶瓷龍頭企業來說，現在正是參與產業孵化的最佳時機！

粉體圈 郜白

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