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泰州高港:国际首创!服务北斗卫星

2024-11-05 10:10:02 来源:泰州新闻网

      在航空航天科技不断发展的今天,北斗卫星系统作为中国自主研发的全球导航系统,正为全球用户提供精准导航定位服务,其中的微波组件在信号发射、接收和处理过程中起着关键作用。为了保障这些组件在极端环境下的可靠性,选用高性能的电子封装材料至关重要。

      在泰州市高港区化学新材料产业园,有一家深耕高性能电子封装材料研发和生产近十年的企业,正是全国为数不多的北斗卫星微波组件封装材料的供应商之一。

      120台套cnc数控机床、8条现代化生产线、三坐标测量机、x射线荧光光谱仪.......这里是泰州铸鼎新材料制造有限公司。走进生产车间,一派热火朝天的现代化生产图景,更满溢着精益求精的工匠精神。

      据了解,长期以来,我国高端电子封装材料依赖进口。随着《瓦森纳协定》《巴黎协定》等西方国家针对我国科技创新和高新技术产业发展的层层围堵,攻克先进材料与结构领域的“卡脖子”难题、实现关键科技自主可控已成为国际竞争的焦点。

      “目前,国外主流的电子封装材料是第三代硅铝均质材料。”铸鼎新材料制造有限公司董事长邢大伟告诉记者,这种材料主要由硅和铝等元素构成,具有良好的物理性能及力学性能,广泛应用于航空航天、汽车电子、高功率电子设备等领域,但应用灵活性及适应性不足,材料性能不够全面,更重要的是,它难以满足高功率电子器件对可焊性、应用场景适应性及热稳定性的要求。

      “电子封装材料与芯片共同构成了电子器件,不同用途的芯片对封装材料的结构、热导率、热膨胀系数匹配等性能提出了不同要求。”邢大伟说,基于此,公司聚焦新型硅铝材料研发,于2019年在行业内首次推出产品级梯度硅铝电子封装材料,引领了国内大尺寸复杂多功能封装壳体的应用,有力推动了该领域的技术进步。

      “梯度并非一个物理概念,而指的是在一块材料的不同区域实现不同的性能特征。”常务副总经理李飞宇向记者介绍说,“打个比方,就像把一杯水倒入一杯牛奶中,我们希望牛奶和水在同一个容器里‘渭泾分明’,牛奶要发挥牛奶的特性,水要保持水的特性;同时也要‘和平共处’,互不干扰,协同发力。”

      邢大伟团队沿用了目前主流的硅、铝等原材料,但在加工工艺上进行了颠覆性创新。

      “铝具有良好的机械强度和导热性能,重量较轻,非常适合作为封装的主结构。但是热稳定性较差,当环境温度过高时,封装材料有可能发生变形漏气,导致芯片的工作环境失效。”李飞宇解释说,封装材料的使命是承载多个不同功能的芯片,芯片之间有可能产生电磁干扰导致信号失真。目前,国外的凯发平台开户的解决方案是采用多层封装的工艺,也就是第三代硅铝均质材料。所谓“均质”,本质上是用更大的布局空间为芯片稳定性让步,管壳体积较大。“芯片多的情况下,要两到三倍的体积才能达到同等工作性能,不仅材料成本增加了,加工工艺还会影响整体封装的密封性和稳定性。”

      镶嵌式结构解决了这一难题,眼前这块巴掌大的封装材料,厚度仅几毫米,却雕刻出十几种形状各异而精细规整的分区,这里是未来镶嵌芯片的地方。

      不同功率的芯片如何和平共处、各司其职?“我们创新研发出一种镶嵌式加工工艺,以铝合金为主体,根据芯片需要内嵌其他碳基材料,例如连接器部分用异质材料过渡,解决导热问题的同时很好地保证了密封性;芯片部分用异质材料镶嵌实现个性化匹配,满足不同功率芯片的散热需求,还有用以匹配ltcc的铜铝、碳化硅铝热沉材料等等,一款封装材料中最多能镶嵌十几种异质材料。”

      李飞宇介绍说,硅在1000摄氏度的高温下仍具有良好的热稳定性,把硅铝复合成型,能够将电子封装领域长期难以解决的导热性、密度、气密性、热膨胀系数匹配、可加工成型性、机械性能等一次性全部解决。“可以说,我们是通过材料端的创新解决了制造端的难题,从而更好为各种作业环境下的国产顶尖芯片保驾护航。”

      从坯料制备、cnc精加工、表面处理到真空除氢、精密检测测试,梯度电子封装材料的每一步生产过程都要求精准保质,可将误差精确到0.001毫米。2017年,企业正式通过我国质量管理体系中最高等级的“gjb9001c-2017”国军标质量体系认证。

      “技术安全是国家安全的重要组成部分。”邢大伟说,“惟有把关键核心技术命脉牢牢掌握在自己手中,才能在国际竞争的‘马拉松’中赢得比较优势和战略主动。”

      作为一名哈工大博士出身的60后企业家,邢大伟历经东北老工业基地的辉煌历史,又与改革开放同频成长,早早将人生观、价值观定位在“扎根东北、艰苦奋斗、实业报国”,如今,哈尔滨总公司和泰州分公司已经成为中电科旗下多个国家重点研究所的配套产品供应商之一,并在高端顶尖军事及民用装备领域占有约50%的市场份额。

      “是企业家,更是新时代的奋斗者。不管市场环境、条件如何变化,我们将自觉跟随国家科技发展的步伐,艰苦奋斗,勇于创新,努力用前沿技术为科技强国目标贡献一份力量。”邢大伟说。


编辑:姜景旸  王晶

(泰州市高港区融媒体中心供稿)


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