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破解氧化難題:氮化鋁陶瓷粉末噴霧干燥機讓新型基板材料熱導(dǎo)率提升

破解氧化難題:氮化鋁陶瓷粉末噴霧干燥機讓新型基板材料熱導(dǎo)率提升
龍鑫  2025-07-10  |  閱讀:31

     在半導(dǎo)體封裝材料領(lǐng)域,高導(dǎo)熱氮化鋁被譽為“散熱材料之王”,其熱導(dǎo)率是氧化鋁的6倍、氧化鈹?shù)?倍,且無毒性,成為前沿集成電路基板的核心材料。隨著國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,2025年我國高導(dǎo)熱氮化鋁市場規(guī)模預(yù)計突破80億元,但高duan產(chǎn)品長期被日本、德國企業(yè)壟斷。龍鑫干燥憑借閉式循環(huán)噴霧干燥技術(shù)的突破,正推動這一“卡脖子”材料實現(xiàn)從原料到裝備的全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化。

2025-07-02 電路基板封裝材料.jpg

氮化鋁粉體生產(chǎn)的“Z后一公里”:干燥工藝決定品質(zhì)上限

    氮化鋁陶瓷的制備如同“金字塔”,粉體質(zhì)量是塔基:
    (1) 純度要求嚴(yán)苛:粉體中Fe、Si等雜質(zhì)含量需<0.1%,否則形成低熔點相,燒結(jié)時產(chǎn)生氣孔,熱導(dǎo)率下降;
    (2) 氧含量是生命線:氧以Al-O-N鍵形式存在,每增加0.1%,熱導(dǎo)率降低5W/m·K,高duan應(yīng)用要求氧含量<1.0%;
    (3) 粒徑分布是關(guān)鍵:D50需控制在10-30μm,且分布均勻,否則燒結(jié)時致密化不一致,導(dǎo)致熱導(dǎo)率離散。
    傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中,干燥環(huán)節(jié)的技術(shù)缺陷成為突破品質(zhì)上限的Z大障礙:開式干燥導(dǎo)致氧含量飆升至1.5%以上,粒徑分布標(biāo)準(zhǔn)差>15%,嚴(yán)重制約氮化鋁陶瓷的性能提升。

2025-07-02 電路基板封裝材料1.jpg

龍鑫閉式循環(huán)噴霧干燥機:三大技術(shù)模塊破解行業(yè)痛點

    江蘇龍鑫基于多年干燥技術(shù)積累,結(jié)合氮化鋁粉體特性,開發(fā)出“惰性保護-精準(zhǔn)霧化-智能調(diào)控”三位一體的解決方案:
    (1) 惰性氣體保護模塊:采用純度99.9%的氮氣作為干燥介質(zhì),通過壓差自動變送技術(shù)維持塔內(nèi)正壓,隔絕氧氣。在線氧含量監(jiān)測顯示,干燥過程中氧濃度始終<0.5%,較傳統(tǒng)開式系統(tǒng)降低75%,粉體氧含量穩(wěn)定控制,燒結(jié)后陶瓷熱導(dǎo)率達250W/m·K以上。
    (2) 精準(zhǔn)霧化控制模塊:創(chuàng)新設(shè)計高速離心霧化器,通過PLC矢量控制算法實現(xiàn)啟動/停機時轉(zhuǎn)速線性過渡,避免壓力沖擊。某催化劑企業(yè)測試表明,粉體粒徑分布均一,較傳統(tǒng)工藝大幅改善,燒結(jié)致密度提升。
    (3) 智能工藝調(diào)控模塊:集成西門子PLC控制系統(tǒng),實時采集進風(fēng)溫度、霧化轉(zhuǎn)速等多個參數(shù),實現(xiàn)工藝追溯。設(shè)備支持“一鍵切換”不同鋁源(氧化鋁/勃姆石)、碳源(葡萄糖/蔗糖)的干燥參數(shù),多品種生產(chǎn)切換時間短。

國產(chǎn)替代深水區(qū):從技術(shù)突破到生態(tài)構(gòu)建

    龍鑫干燥的技術(shù)創(chuàng)新不僅是設(shè)備升級,更推動了氮化鋁產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu):
    (1) 材料性能對標(biāo)國際:采用龍鑫設(shè)備生產(chǎn)的氮化鋁粉體,球形度高,平均粒徑可調(diào),熱導(dǎo)率(硅橡膠復(fù)合材料)、關(guān)鍵指標(biāo)媲美前沿水平,而成本降低。
    (2) 工藝成本顯著優(yōu)化:氮氣循環(huán)系統(tǒng)配合納米隔熱層,熱利用率提升,年節(jié)約能耗成本數(shù)萬元;溶劑回收率≥95%,年節(jié)約溶劑成本可觀,綜合生產(chǎn)成本下降。
    (3) 安全標(biāo)準(zhǔn)帶領(lǐng)行業(yè):設(shè)備采用四重防爆設(shè)計(氮氣防爆+工控防爆+防爆片+整機防爆),氧含量>3%時自動啟動SIL3級安全聯(lián)鎖,塔內(nèi)壓力>3000Pa時泄壓閥自動開啟,安全性能達到要求。
    目前,龍鑫閉式循環(huán)噴霧干燥機已在多家先進材料頭部客戶。隨著設(shè)備在第三代半導(dǎo)體、新能源汽車電驅(qū)模塊等領(lǐng)域的應(yīng)用拓展,龍鑫干燥正以“智能裝備”賦能“先進材料”,推動高導(dǎo)熱氮化鋁國產(chǎn)替代從“跟跑”向“并列”乃至“前沿”跨越,為國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈安全筑牢根基。

2025-07-02 電路基板封裝材料4.jpg

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