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“千锤百炼” 打造芯片高端“陶瓷外衣” | 单项冠军

来源:     作者:张洁     发布时间:2023年04月23日     浏览次数:         

  为进一步贯彻落实集团公司“十四五”数字经济(民品产业)专项规划战略布局,加快集团公司民品产业领域优势产品、解决方案推广,推动产业高质量发展,中国电科分两期举办民品产业“单项冠军”活动,现对第二期“单项冠军”(整机与器件类)产品进行报道。

  “千锤百炼” 打造芯片高端“陶瓷外衣”

  中瓷电子研发中心会议室里,电子陶瓷外壳科研人员眉头紧锁,在纸上不停写写画画。“这里改进一下,要满足新的指标要求。再试一下!”时钟滴滴答答,交织着脑中飞速闪现的思路,技术人员们开展试验的情绪高涨昂扬。

  这次电子陶瓷外壳技术迭代,源于不久前用户提出的重大改版需求。“原先产品已经定型5年,然而随着芯片技术不断迭代,用户对配套的电子陶瓷外壳,也提出了更严格的要求。”科研人员打了一个比方,“这就相当于对一个不到指甲盖大小的陶瓷外壳进行重新‘精装修’”,这次迭代涉及4处重大结构修改,增加17条关键技术指标,加严36处技术指标参数,无疑是一次巨大挑战。

  科研人员上面所说的电子陶瓷外壳,就好比芯片的“高定陶瓷外衣”,将制造、切割好的一片片“小而薄”裸片,精准无误地安放到定制导线底座上,再密不透风地包裹上坚硬的陶瓷外壳,细致高效地装好“螃蟹腿”似的电流引线,将封装后的芯片牢牢地嵌合到电路板上,确保最终发挥出强大运算功能。

  “越是高端半导体元器件,越需要陶瓷外壳的精细保护。”在对陶瓷材料进行纳米级分析的间隙,科研人员笑着说。电子陶瓷外壳采用氧化铝、氮化铝等特定粉末原料,通过特殊的结构设计、合适的成型方法和烧结工艺,达到耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻等“硬核”性能,被广泛应用于光通信、无线通信、汽车电子等领域。由于技术难度大,高端电子陶瓷外壳生产制造长期被外国企业垄断。

  创新研发的道路上没有捷径,要想实现“弯道超车”,必须付出更大的努力。“虽然用户新需求标准苛刻,但这是客户重点研发产品,如果我们能通过这次考验,一定会实现更大发展!”在研发中心主任的鼓励下,技术攻关团队从基础工艺入手,统筹分工设计、细化分解问题,一步步提高关键技术指标,力求在最短时间内试验更多工艺方案。

  一遍遍进行方案论证、试验策划、数据分析、方案优化,虽然过程异常艰难,但放弃的念头却从未在他们的脑海中出现。“这次的线条宽度已经达到要求,而且外观满足要求!”“记录下几个关键参数,还有现在产品状态,我们再重复几次!”功夫不负有心人,经过数百小时的工作,上千次验证试验后,技术团队像打磨“艺术品”一样精心推敲,攻克了全部技术难点,交付产品满足所有指标要求,有力推动用户产品升级换代。成功实现了消费类产品的稳定批量交付……

  走进中瓷电子展厅,12大类1000多种陶瓷产品让人目不暇接,凝结了科技人员无数日夜的奋斗,也印刻着矢志创新的文化。

  随着智能手机、无线耳机、AR/VR等各类消费电子“爆款”出现,高端小型化消费电子陶瓷产品需求激增。在中瓷电子生产线上,一位位身穿白色净化服的科研人员正对不同材料的流延带料进行分拣。“我们掌握了陶瓷材料的核心技术和自主知识产权,拥有先进的陶瓷外壳设计手段和设计软件平台”,科研人员骄傲地说。经过十余年的持续研发,他们完全掌握与陶瓷匹配的金属化材料体系,建立了完善的多层陶瓷高温共烧制造工艺平台,搭建的自动化和智能化产线,具备国内规模最大的高端电子陶瓷外壳批量生产能力。

  “国家需要、市场需求,驱使我们不断奔跑前进。”面向未来,中瓷电子将持续开发新材料、新产品和新工艺,不断提升在电子陶瓷外壳领域的创新能力,努力建设成为世界一流的电子陶瓷供应商,为集成电路产业发展贡献更大力量。

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