中国粉体网讯 2026年7月17日，由中国粉体网主办的“第二届高性能陶瓷基板关键材料技术大会暨电子陶瓷技术创新峰会”在江苏无锡成功举办！大会期间，中国粉体网邀请到多位业内专家学者做客“对话”栏目，就陶瓷基板/电子陶瓷材料设计、制备工艺、性能检测、应用场景等核心议题进行了访谈交流。本期为您分享的是浙江能鹏半导体材料有限责任公司研发工程师袁名旺的专访。
浙江能鹏半导体材料有限责任公司 研发工程师 袁名旺
粉体网：袁工您好，请您介绍一下浙江能鹏半导体材料有限责任公司。
袁工：公司是2021年5月成立的，是株洲科能新材料股份有限公司的全资子公司。株洲科能是国内高纯稀有金属材料领域的龙头企业，深耕行业二十余年，在电子级到半导体级高纯稀有金属材料及其化合物的研发生产方面积累了深厚的技术底蕴，这为公司的发展提供了坚实的技术与市场基础。
在产品布局方面，公司引进国外先进装备和工艺的同时坚持自主创新，成功开发出具有自主知识产权的氮化硅粉体、氮化铝和氮化硅基板、氮化铝填料粉等系列产品。目前，公司已建成年产120万片高导热氮化物电子陶瓷生产线，广泛应用于光电、新能源、IT、医疗、半导体等行业。此外，公司技术团队由行业领军人才牵头，专业技术人员比例高达50%以上，为持续持续创新提供了强有力的人才支撑。
粉体网：相比其它材料，氮化铝陶瓷用作基板材料有何优势？
袁工：首先是优异的热导率。AlN的实际热导率能达到170-250 W/(m·K)，是氧化铝陶瓷的8-10倍，能够有效解决大功率LED、IGBT模块等器件因热量积聚导致的性能衰减和寿命缩短问题。其次是与半导体硅热膨胀系数相匹配性。AlN与半导体硅的热膨胀系数高度匹配，在温度变化时热应力较小，能够显著提升器件的焊接可靠性和长期服役稳定性。第三、AlN具有宽禁带（6.2 eV）和高绝缘耐压特性，应用于功率器件时无需额外绝缘处理，可简化封装工艺。第四、相比氧化铍陶瓷，AlN是完全无毒无害的材料，在环保法规日益严格的今天具有明显优势。综合来看，AlN陶瓷基板在高导热、热匹配、绝缘性和环保性等方面实现了良好的性能平衡，是大功率模块、大规模集成电路以及LED封装等领域理想的散热和封装材料。
粉体网：您在报告中提到了ZrO2及含锆化合物掺杂的“不确定性”。这种不确定性主要来自哪里？体现在哪些方面？
袁工：这种不确定性首先体现在掺杂后相组成的不可预测性。ZrO2本身存在多晶型转变——约1170 ℃时从单斜相向四方相转变，降温至约1000 ℃时又逆向转变。同时，在AlN陶瓷的高温烧结过程中，ZrO2及含锆化合物可能与AlN基体发生化学反应，生成不稳定的ZrN等相。其次是掺杂含量对性能调控的矛盾性：添加过少，四方相难以保留，无法利用相变增韧；添加量过多则可能形成全稳定立方相，丧失相变增韧能力，同时过量添加还会引入过多晶界相，反而损害热导率。此外，ZrO2及含锆化合物可能与AlN基体或Y2O3等烧结助剂发生界面反应，生成第二相，形成热阻。
我们团队通过精准控制ZrO2及含锆化合物的含量及其在基体中的分散性，有效解决了相组成不确定、增韧效果与热导率之间的矛盾，并避免了与其他烧结助剂产生不利交互作用，从而提升了AlN陶瓷基板的性能稳定性和可靠性。
粉体网：两步烧结法比传统工艺好在哪？量产推广的障碍是什么？
袁工：该工艺的核心优势在于晶粒细化与性能提升，两步烧结法可获得更加细小、均匀的晶粒，抗弯强度显著提升；同时，该方法能优化晶界相分布，减少第二相含量并促进其向晶界三角区偏聚，从而有效提高热导率。不过，目前量产推广的主要障碍在于标准化验证。作为一种相对较新的工艺路线，两步烧结法在汽车电子、轨道交通等高可靠性应用领域的长期服役数据尚不充分，需通过严格的热冲击、功率循环等测试，才能获得客户认可和准入。
粉体网：AlN陶瓷基板在AMB/DBC封装中主要应用场景有哪些？客户比较关心哪些性能指标？
袁工：目前，主要面向功率半导体模块、LED封装与大功率照明、多芯片组件与MEMS封装、光通信与射频器件等领域。客户关注的核心指标集中在六个方面：热导率（通常要求≥170 W/(m·K)）、结合强度（AMB-AlN要求≥9 N/mm，DBC-AlN要求≥4 N/mm）、热冲击寿命（-40℃~150℃循环，AMB-AlN通常要求≥500次）、空洞率（高压IGBT模块要求＜1%）、电性能（局部放电量＜10 pC@AC 5.5kV）以及板型与尺寸精度。
（中国粉体网编辑整理/山林）
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