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中国高导热氮化硅陶瓷基板突破“卡脖子”难题(2)

时间:2022-10-08 20:16:33来源:互联网

  为了研制生产高导热氮化硅陶瓷基板的粉体材料配方,威海圆环采购了国内多个厂家的氮化硅粉体进行对比试验。当时为了氮化硅陶瓷导热率这一个参数,威海圆环几乎买遍了国内的所有稀元素品种,就这样“日复一日,年复一年”,做实验样品—烧结—测试,这样的过程进行了上千次的重复,经过相当长时间的努力,威海圆环氮化硅试块的导热率稳定的达到了80W/(k.m)以上,解决了高导热氮化硅陶瓷基板的配方问题。

  自主研发氮化硅陶瓷基板专用装备最重要的是气压烧结炉,由于是盲跑,国内烧结炉生产厂家无法提供填炉、烧结工艺的支持,从原材料的甄选,备品备件等,所有的环节都需要自主研发。高导热氮化硅陶瓷基板的平整度指标,是影响良品率的重要因素,受烧结设备、烧结工艺参数和装钵工艺等综合因素的影响,在整炉基板平整度合格率方面威海圆环就经历了无数次的失败,基板的合格率总是达不到理想的水平。最终威海圆环发现是由于烧结位置的不同,基板气压烧结炉内温度场的不均匀等,是造成基板平整度合格率低的重要原因。于是威海圆环与投资人一起,融易新媒体,聘请专业窑炉设计人员参与对气压烧结炉进行针对性的热场优化和控制优化设计,成功制造出高导热氮化硅陶瓷基板专用的气氛气压烧结炉。正所谓“工欲善其事,必先利其器”,新型的专用窑炉作为“母机”使高导热氮化硅陶瓷基板的烧结过程变得稳定而可控,又完成了一次基础专业设备的自主设计制造的跨越。

  艰难创新路盼勇者先行

  由于氮化硅陶瓷基板具有的优良性能,研制高导热氮化硅陶瓷基板技术难度大,生产成本高,市场小,国内科研院所研究氮化硅陶瓷基板科技人员极少,引进专业人才都是一个难以解决的问题。这也是很多陶瓷新材料企业对于高导热氮化硅陶瓷基板技术研发的自主创新之路观望,不敢下定决心加大投入的原因。

  圆环的研发团队自从决心攻克这个世界难题,埋头苦干,用7年的时间克服研发资金短缺的难题,从研发到量产,一路攻克氮化硅粉体研磨、配方、制浆和流延,脱脂与烧结等所遇到的种种工艺难题和技术困难。如今七个春秋已过,威海圆环先进陶瓷股份有限公司的研发团队已经画出了完整的圆环,威海圆环生产的行业标准规格0.32mmX139.7mmX190.5mm的高导热氮化硅陶瓷基板已经达到量产的水平,突破了西方先进国家在高导热氮化硅陶瓷基板的技术保护和应用产品对我国“卡脖子”难题。还参照国际相关工艺标准制定了威海圆环企业标准,保证了高导热氮化硅陶瓷基板各项理化指标稳定,实现了产品稳定、批量、规模化的生产,并达到了国际上行业领军的质量水平。

  拥核心技术,创行业先锋。

  7年的艰难探索,威海圆环突破氮化硅系列产品“卡脖子”核心技术,成功开发出了具有完全自主知识产权的工艺和设备平台,达到行业领军水平,真正成为了全球行业的“领跑者”。

  七年中,威海圆环培养出了自己的科研和生产团队;

  七年中,威海圆环成功研制氮化硅基板专用气压烧结炉等专业设备;

  七年中,威海圆环还生产了氮化硅微珠,氮化硅晶须,氮化硅医用刀片、精磨氮化硅轴承球等一系列氮化硅产品;

  七年中,威海圆环还给国内外众多企业用户量身定制了各种异形氮化硅陶瓷结构件。

  随着5G、AI、物联网、高铁、自动驾驶等智能化产业的快速发展,从发电端、输变电端到用电端,作为智能信息时代大功率第三代半导体器件的重要的配套材料,高导热氮化硅陶瓷基板市场需求有望出现井喷式增长。把握住高导热氮化硅陶瓷基板的研发技术,自然就等于把握住了智能化产业中的重要命门。在日渐紧张的国际形势下,掌握核心技术,突破“卡脖子”难题,不受制于人,以技术创新引导产品开发,勇当行业先锋,是中国高导热氮化硅陶瓷基板生产企业增强自身竞争力的必由之路,也是圆环企业的发展之路。(颜辉)

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