汕頭大學工學院王雙喜教授長期從事大功率陶瓷基板材料、超硬工具以及自蔓延高溫合成技術的研究與應用。他率領的技術團隊針對普通流延工藝的技術短板,率先開發出流延-壓延復合成型工藝制備大尺寸超薄基板技術,200x200mm大尺寸基板可實現厚度從0.20mm到2mm可調。
當前大尺寸精密氧化鋁陶瓷基板進口依賴度較高,給下游企業帶來了很大的成本壓力。這也是王雙喜教授帶領團隊開發相關技術工藝的基礎動力。常見的陶瓷基板成型技術主要有注射成型、干壓成型和流延成型等。其中,注射成型效率高,但做大尺寸薄板比較困難;干壓成型產品密度高、基板平整度容易保證,但生產效率低、成本高,制備超薄基板比較困難;流延成型是、兼具高生產效率、超薄的雙重優點,但由于坯體致密度較低,燒結時容易變形,制備大尺寸基板優等品率低,因而提高導熱性、控制良品率是其面臨的主要問題。
應用于不同領域的陶瓷基板
王雙喜教授技術團隊認為要從兩個方向同時著手解決問題。一個是用微納米級配混合粒徑粉體替代納米或微米單一粒徑粉體;一個是對流延成型增加“溫壓”工序。所謂流延?溫壓工藝是先利用流延法制備陶瓷生帶,待干燥之后,剪裁成規則形狀,疊放入特制模具內,在一定溫度下利用溫壓機進行壓制,從而使得陶瓷生帶中的微米粉體顆粒在垂直壓力方向連續貫通作為骨架,納米粉體顆粒填充在微米粉體顆粒骨架間隙中。采用微納跨尺度混合粒徑的氧化鋁粉體制備陶瓷漿料,既降低了燒結溫度,也保證了較高的導熱性。開發的流延-溫壓復合成型專利技術,實現了采用流延工藝生產大尺寸氧化鋁陶瓷基板的可控變形收縮,優等品率高。
左:150×150mm大尺寸陶瓷流延基片 右:高透性超薄陶瓷流延基片
“就集成電路而言,想要滿足大功率、高密度的技術需求,只有陶瓷電路板可以做得到,在5G技術時代,陶瓷基板行業搭乘5G快車,必將迎來新的發展機遇。”王教授介紹,目前該專利技術已通過佛山市百瑞新材料技術有限公司完成產業化。
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作者:粉體圈
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