[發(fā)明專利]添加三元復合燒結劑制備高導熱氮化鋁陶瓷基片的方法在審

申請?zhí)枺?/td>	201510567625.0	申請日：	2015-09-08
公開（公告）號：	CN105236991A	公開（公告）日：	2016-01-13
發(fā)明（設計）人：	陳斌	申請（專利權）人：	陳斌
主分類號：	C04B35/581	分類號：	C04B35/581;C04B35/63
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摘要：
搜索關鍵詞：	添加三元復合燒結制備導熱氮化陶瓷方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及氮化鋁陶瓷基片的制備方法，具體涉及添加三元復合燒結劑制備高導熱氮化鋁陶瓷基片的方法。

背景技術

氮化鋁是綜合性能優(yōu)良新型陶瓷材料，具有優(yōu)良的熱傳導性，可靠的電絕緣性，低的介電常數和介電損耗，無毒以及與硅相匹配的熱膨脹系數等一系列優(yōu)良特性，被認為是新一代高集程度半導體基片和電子器件封裝的理想材料。氮化鋁基片可用于混合集成電路、半導體功率器件、電力電子器件、光電器件、半導體制冷堆、微波器件等領域，作為基板和封裝材料。氮化鋁基片克服了氧化鈹、氧化鋁基片由于線膨脹系數與Si不匹配而造成的基片與Si片之間的熱失配現象，這一優(yōu)點在組裝大尺寸芯片時十分重要。用氮化鋁基片取代熱導率高但有毒的氧化鈹基片已是進來的發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)的氮化鋁陶瓷主要是采用氮化鋁粉為原料，成型技術主要有干壓法、熱等靜壓法、軋膜法、有機流延法等。燒結致密化主要采用熱壓法、燒結法兩種。由于氮化鋁粉末制備工藝復雜，設備要求條件高，所以導致氧化鋁粉末價格昂貴，而且氮化鋁的燒結工藝比較苛刻，燒結或熱壓燒結溫度往往高達1800℃以上，由于原材料價格昂貴和工藝復雜這兩方面的因素，導致氮化鋁陶瓷材料的制備困難；而且利用有機漿料制備時，由于所采用的有機溶劑有很強的揮發(fā)性，對環(huán)境和人體造成不良影響，存在環(huán)境污染問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供添加三元復合燒結劑制備高導熱氮化鋁陶瓷基片的方法，節(jié)約能耗，降低成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

添加三元復合燒結劑制備高導熱氮化鋁陶瓷基片的方法，其創(chuàng)新點在于：包括如下步驟：

(1)配料：(1)配料：稱取102-108重量份氮化鋁粉末、稱取102-108重量份氮化鋁粉末和5-10份CaO-AL₂O₃-Y₂O₃三元復合燒結劑進行混合；

(2)球磨：向步驟(1)的分體中加入粉體重量35-42％的乙醇、正丙醇和丁酮的混合溶劑和粉體重量1.7-1.9％的分散劑，然后在球磨室內進行球磨，時間為18-30小時；

(3)混磨：加入粉體重量0.9-1.1％的粘結劑和粉體重量0.4-0.6％的增塑劑進行二次球磨，時間為20-32小時；

(4)真空除泡：向混磨后的漿料中加入粉體重量0.6-1.2％的除泡劑，然后放入真空室，在9×10⁴-9×10⁵Pa的負壓環(huán)境下真空除泡，控制粘度在9000-14000cps；

(5)流延成型：用流延機對處理好的漿料進行流延成型，粘性漿料通過漿料刮刀，控制刮刀高度為2.4-2.8mm，流延帶速為0.1-0.3m/分，流延出的漿料膜經過干燥從基板上剝落下來，干燥溫度為一區(qū)溫度為75-85℃，干燥二區(qū)溫度為130-140℃；

(6)排膠：將生坯片一層一層的放在承燒板上，然后將其放入空氣燒結爐中，以0.5℃/min的速度從室溫緩慢升溫到450℃，再以2℃/min的速度升溫至600℃，并在該溫度下保溫5小時，使氮化鋁坯體中的有機物充分排出；

(7)燒結：排膠后的產品放入燒結爐中，控制燒結溫度為1500-1700℃進行燒結。

進一步的，所述CaO-AL₂O₃-Y₂O₃三元復合燒結劑中氧化鋁、氧化鈣和氧化釔的質量比為5∶3∶4。