国家标准《蓝宝石单晶用高纯氧化铝》编制说明(预审稿).docx

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1、国家标准蓝宝石单晶用高纯氧化铝编制说明（预审稿）一、工作简况1、立项目的和意义新材料是“强国之基”，是保障中国制造由大变强的物质基础。蓝宝石衬底用高纯氧化铝是传统氧化铝材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料，由于其技术迭代快，原GB/T 34213-2017产品标准已经不能表示现有产品质量的水平和尺度，因此修订此标准以确定其对用途的适应性，建立完善的产业标准作为产品质量监督检查的依据。为适应新一轮新材料技术和产业快速变革的发展，加快发展新材料，对推动技术创新，支撑产业升级，建设制造强国具有重要战略意义。高纯氧化铝作为蓝宝石晶体的原材料，其产品质量不断提高，特别是用作集成电路基板的蓝宝石材料对

2、高纯氧化铝质量要求更高。通过对该标准中相关的技术指标及相关条款的修订，可促使高纯氧化铝材料向低成本、高品质方向发展，可促进高纯氧化铝生产工艺标准化，让产品质量标准与市场结合，标准与生产结合，以市场有效需求引领技术研发方向，为人类作贡献。2、任务来源3、主要工作过程3.1起草阶段项目立项之后，成立了以山东恒晶新材料有限公司牵头的编制组单位，经调研国内生产企业的生产现状及技术发展趋势，考虑用户的当前使用要求及以后技术发展的潜在使用要求，于2020年12月形成了草稿。2020年12月15日，由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会组织，在山东省聊城市组织召开了国家标准蓝宝石单晶用高纯氧

3、化铝第一次工作会议（讨论会），与会专家对标准进行了逐条讨论，并对标准的具体修订内容提出了宝贵的意见。会后，编制组根据专家意见对标准稿件修改后，于2021年5月形成了讨论稿，并提交给全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会。21年6月在江苏如皋进行了讨论。4、主要起草单位和工作成员及其所作的工作本项目承担单位山东恒晶新材料有限公司，目前生产高纯99.999%氧化铝系列产品，替代进口产品。在电子元器件，氧化铝陶瓷基板、电阻器用陶瓷基体，LED芯片等行业获得认可。产品广泛用于：触控模组及高端视窗触控防护面板,LED芯片衬底，锂电池隔膜等产品。目前主要合作客户是：蓝思科技股份有限公司，天通

4、控股股份有限公司，三安光电股份有限公司，潮州三环（集团）股份有限公司。这些公司的下游客户是：苹果公司，华为公司，三星公司等。所以山东恒晶新材料有限公司有良好的市场供应链同时该公司也有一定的研发设备及研发试验基础。本文件的主要起草单位为山东恒晶新材料有限公司、苏州恒嘉晶体材料有限公司、四川鑫通新材料有限责任公司、青海圣诺光电科技有限公司，其中山东恒晶新材料有限公司为牵头单位，组织了标准起草和调研工作，苏州恒嘉晶体材料有限公司、四川鑫通新材料有限责任公司、青海圣诺光电科技有限公司参与了标准起草，在标准研制过程中积极反馈意见，为标准文本的完善做出了贡献。二、标准主要内容和确定主要内容的依据1、编制原

5、则本标准起草单位自接受起草任务后，成立了标准编制组负责收集生产统计、检验数据、市场需求及客户要求等信息，初步确定了蓝宝石单晶用高纯氧化铝标准起草所遵循的基本原则和编制依据：1）查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求；2）根据国内高纯氧化铝生产企业的具体情况，力求做到标准的合理性和实用性；3）根据技术发展水平及测试数据确定技术取值范围；4）按照GB/T 1.1、产品标准编写示例的要求进行格式和结构编写。2、标准主要内容的确定依据本标准代替GB/T 34213-2017蓝宝石衬底用高纯氧化铝。相比于GB/T34213-2017,除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下:1、标准的适用范围（见第1

6、章，2017年版的第1章）；原标准蓝宝石衬底用高纯氧化铝限定了蓝宝石的适用范围，而蓝宝石晶体除衬底外还可以用作窗口材料、集成电路基板等。本次修订，扩大标准的适用范围为“本文件适用于蓝宝石单晶用高纯氧化铝”，标准名称也由蓝宝石衬底用高纯氧化铝修改为蓝宝石单晶用高纯氧化铝。2、规范性引用文件（见第2章，2017年版的第2章）；氧化铝产品应用于蓝宝石长晶时，物料填充于单晶炉内，此时物料处于松散填装状态。填装物料的堆积密度直接影响单炉装填重量，影响产出的单晶重量，进而造成生产成本的偏差。所以增加对物料的体积、堆积密度的要求是非常有必要的，故增加了规范性引用文件GB/T 2997致密定型耐火制品体积密度

7、、显气孔率和真气孔率试验方法GB/T 23771无机化工产品中堆积密度的测定 堆积密度的测定以及GB/T2997致密定型耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法将技术标准JC/T2147高纯氧化铝的痕量金属元素等离子体发射光谱检测方法改为GB/T 37248高纯氧化铝痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法，增加了标准的权威性。3、删除了真密度和产品主要生产方式；增加了堆积密度、体积密度和尺寸的要求（见4.1）；真密度指材料在绝对密实状态下的体积内固体物质的实际重量，不包括内部孔隙或者颗粒间的空隙。高纯氧化铝材料的真密度是3.9-4.0g/cm3,并不会随物料状态不同而变化。而对蓝宝石

8、晶体用高纯氧化铝来说，对真密度并没有要求，但高纯氧化铝的堆积、体积密度对蓝宝石长晶影响巨大，因为蓝宝石长晶用的用期尺寸是一定的，原材料堆积密度的大小直接决定了同体积的地埸可以产出晶体的大小，故原标准4.1产品分类对真密度的概念理解存在错误。建议根据不同类型的高纯氧化铝增加对应的堆积密度或体积密度的要求。4、化学成分（见4.2, 2017年版的4.2）；原标准中“4.2化学成分”要求的杂质元素种类较少，而非金属元素对蓝宝石单晶的质量影响较大，直接影响到晶体的透明度，并产生色差。原标准中的化学成分要求已不能满足现阶段的实际需求，需要增加Mn、Ga、K、Zr、Cu、P、B、V、S元素的要求。同时，已

9、有更高纯度的高纯氧化铝用于生产蓝宝石单晶,所以增加产品的纯度分级。5、牌号（见4.2）；氧化铝产品有很多种类，按纯度等级从99%到99.9999%不等，各种生产工艺导致生产的产品纯度不一，所以需要确定一个标准来区分纯度等级，本文件将高纯氧化铝分为99.995%, 99.999%和99.9999%级别，增加了高纯氧化铝牌号的分类，使得后续氧化铝的实验、生产有了明确的等级划分。6、外观（见4.3, 2017年版的4.3）；原标准中“高纯氧化铝的外观可分为颗粒状、块状、饼状等，形态特征可为透明或半透明晶体、多晶体、陶瓷体等，具体要求可由供需双方在合同中约定”无明确检验方法，无法判定。将之修改为“高纯

10、氧化铝的外观形状为块料、饼料或颗粒料，外观颜色为白色、透明或半透明，无色差及可见异物。7、试验方法（见第5章，2017年版的第5章）；试验方法是供需双方对产品质量的检验依据，通过对各指标进行检测，确保产品达到客户需求。新标准根据客户实际需求情况将原标准中对真密度、化学成分、外观等方面的测定方法进行了完善或删除，并增加了产品堆积密度和体积密度的测定方法。8、取样（见6.4, 2017年版的6.4）；样品的选取是供需双方对产品认定的关键因素，是对产品质量评定一致性的基础，氧化铝产品的生产都是规模性的，样品只能选取其中一部分来进行检测，作为该批次产品的代表来评定该批产品的质量是否合格。取样应参照GB

11、/T6609.22规定的取样方式进行取样测定。9、产品包装（见72 2017年版的7.2）；产品包装是为了避免产品在运输及使用过程中的污染，将包装进行细化可以降低产品污染的可能性，确保产品能够顺利投入后续生产中。10、标志及随行文件（见第7章，2017年版的第7章）。产品标志是指表明产品的名称，产地，生产公司、厂址，产品的质量状况等信息情况的表述和指示，目的是用户提供有关产品的信息，阐明产品的成份、质量、所执行的标准。随性文件则更具体的表述了产品的质量及生产信息，是客户使用产品的依据。三、标准水平分析本标准起草过程中，参考了国内外主要生产企业和客户的技术要求，同时，结合了国内主要生产企业的技术水平。四、与我国有关的现行法律、法规和相关强制性标准的关系本标准与国家现行法律、法规和相关强制性标准不存在相违背和抵触的地方。五、重大分歧意见的处理经过和依据无六、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议本标准作为推荐性国家标准发布实施。七、代替或废止现行有关标准的建议本标准修订后，将代替GB/T 34213-2017蓝宝石衬底用高纯氧化铝八、其他需要说明的事项无。九、预期效果