[發明專利]一種改性氮化鋁陶瓷基片及其生產方法

有效

• 申請號: 201310742139.9
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103819196A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 顏建軍;陳建國;張志濤;朱衛兵
• 申請（專利權）人: 萊鼎電子材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/582
• 分類號: C04B35/582;C04B35/622
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及一種氮化鋁陶瓷基片，具體涉及一種添加氧化鋁納米粉進行改性的氮化鋁陶瓷基片，還涉及該氮化鋁陶瓷基片的生產方法。

背景技術

隨著大功率模塊電路集成度的提高以及大功率?LED?的發展，對所用絕緣基板材料提出了更高的要求，氮化鋁陶瓷材料由于具有較高的熱導率，已廣泛應用于各種大功率電子原件的絕緣基板材料。然而，在一些小型化應用領域，除了具有較高的熱導率外，還要求氮化鋁陶瓷基板具有較高的機械性能，尤其是在厚度小于?0.38mm?的薄板中，要求氮化鋁陶瓷基板具有較高的抗彎強度。在一些功率組件的散熱基板或半導體器件的托架應用中，為了獲得較好的機械性能和抗熱震性能，人們往往采用控制晶粒生長的方法來獲得細晶顯微結構。通過控制晶粒生長的方法來獲得細晶顯微結構來提高機械性能和抗熱震性能，缺陷在于氮化鋁陶瓷基片的熱導率降低了。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有高熱導率、高強度的改性氮化鋁陶瓷基片。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種改性氮化鋁陶瓷基片，其創新點在于：由氮化鋁、α-Al₂O₃納米粉末、助燒劑、無苯三元溶劑體系、分散劑、粘結劑和增塑劑制備得到的。

進一步的，所述α-Al₂O₃納米粉末的平均粒徑為15-25nm，比表面積≥240m²/g；所述的助燒劑由CaO、Y₂O₃、CaF、BN和CaC中任意兩種或兩種以上組成；所述的無苯三元溶劑體系為乙醇、異丙醇和丁酮的混合溶劑；所述的分散劑為魚油、甘油或蓖麻油中的一種；所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。

進一步的，所述α-Al₂O₃納米粉末的質量為氮化鋁質量的1-3%；所述助燒劑的質量為氮化鋁質量的2-10%；所述無苯三元溶劑體系的質量為氮化鋁質量的1-8%；所述分散劑的質量為氮化鋁質量的2-4%；所述粘結劑的質量為氮化鋁質量的10-13%；所述增塑劑的質量為氮化鋁質量的4-9%。

本發明的另一目的是提供一種改性氮化鋁陶瓷基片的生產方法，采用流延成型的方法進行制備，具體如下：將氮化鋁、α-Al₂O₃納米粉末和助燒劑按比例混合；將混合后的粉末溶于無苯三元溶劑體系中，再加入分散劑，在球磨機上進行一次球磨，球磨時間為24-26小時，然后再加入粘結劑和增塑劑研磨24-28小時；在負壓環境下真空除泡；用流延機對處理好的漿料進行流延成型，控制刮刀高度為0.5mm，流延帶速為0.1-0.3m/min，干燥溫度為20-90℃；流延胚體在連續式排膠爐內連續排膠18-20h，溫度為580℃；將流延生坯放入燒結爐中，在氮氣保護下燒結，燒結溫度為1550-1680℃。

本發明的有益效果：

1）本發明采用的α-Al₂O₃納米粉末粒度分布均勻、純度高、具有極好分散，其比表面高，具有耐高溫的惰性，高活性，多孔性，硬度高、尺寸穩定性好，改善了成型與燒結性能，提高產品強度。

2）流延成型工藝，大大提高生產效率，氮化鋁粉體中加入三元燒結劑，使得在中低溫條件下燒結達到高的熱導率，節約能耗，降低生產成本。

3）本發明采用無苯三元溶劑體系，分散性好，且無毒無害。

具體實施方式

下面具體實施例對本發明的技術方案作詳細說明。

實施例1

一種改性氮化鋁陶瓷基片，由氮化鋁、平均粒徑為15nm的α-Al₂O₃納米粉末、Y₂O₃-CaF助燒劑、乙醇、異丙醇和丁酮的混合溶劑、甘油、聚乙烯醇縮丁醛和鄰苯二甲酸二丁酯制備得到的；氧化鋁納米粉末的比表面積≥240m²/g。