3月11日，权威期刊《表面科学应用》（Applied Surface Science）在线发布了汕头大学工学院王双喜教授项目团队关于改性纳米氧化铝应用于流延陶瓷基板制造的技术成果，有效提升大尺寸陶瓷基板的性能和平整度。

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

而上述成果其实只是王双喜教授团队攻坚低成本制备集成电路用高纯陶瓷基板项目中的第一步，结合超薄高纯氧化铝高导热基板高效稳定制备等工艺，该团队攻克了大尺寸陶瓷基板的技术瓶颈，正在谋求项目产业化以缓解甚至解决相关产品依赖进口的卡脖子问题。

陶瓷基板应用领域广泛

项目背景

5G技术的出现，陶瓷基板已经成为未来大功率集成电路、新能源汽车IGBT、医疗器械、航空航天等领域的关键战略材料，是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件。2021年，全球PCB基板市场规模接近400亿美元，陶瓷基板未来将成为大功率器件的首选基板材料。在众多陶瓷材料中，氧化铝基板又以其性能稳定和高性价比等优势得到最广泛的应用。陶瓷基板很薄，而且尺寸越大在烧结过程中越容易产生变形等问题。目前，国内小尺寸的陶瓷基板比较成熟，大尺寸高纯氧化铝陶瓷基板仍主要从日本、美国等进口。

项目技术特色

1、独创的高纯氧化铝陶瓷生带制备工艺

氧化铝流延生带宏观图

（a）添加未改性纳米氧化铝粉体；（b）添加改性纳米氧化铝粉体

文章开头提及刚刚发表的成果正是该工艺的一部分——它利用纳米粉温压生带时的可迁移性，采用流延-温压独创工艺制备出具有大颗粒做骨架、纳米粉做填充的显微排布结构，项目组的叠压发明专利更是实现了陶瓷生带的厚度可预定。

2、超薄高纯氧化铝陶瓷基板制备工艺

项目团队对氧化铝基板制备进行了大量的基础研究，构建了晶须对导热性能的桥接强化机理模型，创新性采用微纳跨尺度陶瓷颗粒，形成类似一维材料的导热通道，提高陶瓷基板导热性能，实现了高导热基板的高效稳定批量制备；采用表面改性技术，实现微纳跨尺度浆料的稳定贮存，形成高固含量的浆料专有技术。

总而言之，该项目采用微纳跨尺度颗粒制备大尺寸陶瓷基板，与国际同行烧结的基板相比，其烧结温度降低50-100℃，可以实现99.6%的高纯度氧化铝基板烧结；采用流延-温压工艺，大尺寸陶瓷基板的厚度可按需调整，叠层温压工艺可弥补生带固有的气孔、厚度不均匀等缺陷，基板耐电击穿能力显著增强，批量生产的质量稳定；项目团队解决了常规瓷基板强化韧性的同时，导热性下降的难题（与普通氧化铝基板相比，ZTA陶瓷基板的断裂韧性提高了1.4MPa·m^1/2，热导率提高了0.4W/mK。

项目团队

王双喜教授博士毕业于清华大学，长期从事大功率陶瓷基板材料和轻工装备的研究与应用，先后获得广东省科技进步二等奖和一等奖。在淄博举办的“2021年全国氧化铝粉体与制品创新发展论坛”做过与本次项目相关的研究报告，是粉体圈的老朋友。

据悉，项目团队已经研发出一系列陶瓷生带、超薄高纯陶瓷片、复合陶瓷基板、导热电磁屏蔽基板、陶瓷基板制备设备流延机等，制备工艺成熟。项目已具有纳米粉体改性——高纯浆料配方——流延生带制备——陶瓷基板烧结—基板表面处理的全套自主技术和知识产权的等全生产周期的全套自主技术和知识产权，其中授权发明专利17件、实用新型3件，发表相关高水平论文12篇。

合作共赢

目前高纯陶瓷基板项目已经在佛山进行了小规模中试，产品也已经在航2院供应商福建宏炜、集成电路基板供应商东莞铭锦陶瓷等企业试用，正大步奔走在融资扩产的丰收之路上。对项目感兴趣的风投基金、集成电路公司及工业陶瓷龙头企业、日用陶瓷龙头企业来说，现在正是参与产业孵化的最佳时机！

粉体圈 郜白

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