[發明專利]黑色氧化鋁陶瓷粉末、由其制備的黑色氧化鋁陶瓷體及制備該黑色氧化鋁陶瓷體的方法

在審

• 申請號: 201580077947.5
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN107406328A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 于軒;秦旺洋;謝廣超;陳波;賈路方;錢瑩
• 申請（專利權）人: 衡所華威電子有限公司
• 主分類號: C04B35/111
• 分類號: C04B35/111
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司11376
• 代理人: 欒星明,程大軍

技術領域

本發明涉及一種氧化鋁陶瓷粉末、由其制備的黑色氧化鋁陶瓷體及制備該黑色氧化鋁陶瓷體的方法。

背景技術

氧化鋁(Al₂O₃)陶瓷可以用作混合集成電路(HIC)和多芯片模塊(MCM)的基底和封裝材料，因為其具有良好的電氣和機械性質以及高化學穩定性。因為一些電子元件不能暴露于光下，所以開發了這樣類型的黑色Al₂O₃陶瓷，其相對于通用的Al₂O₃陶瓷具有額外的優勢，例如較低的燒結溫度。其是有前途的封裝材料，在可靠性、熱穩定性和密封性方面具有理想的性能。

隨著集成電路工業的快速發展，電子元件的趨勢是更薄、更短和具有更高的性能。集成電路的趨勢還在于具有更高的集成度、高頻率、非常高的I/O引腳方向(pin count direction)。而且，特別是基底材料的封裝材料應當滿足元件在電氣性質、物理性質、化學性質方面的要求。

為了獲得較低溫度下燒結的黑色氧化鋁陶瓷，通常添加MgO、SiO₂、CaO等作為添加劑。然而，添加這樣的添加劑會導致獲得低密度陶瓷，且由此降低其性質。

CN 101483417A公開了一種黑色氧化鋁陶瓷，其在1310-1330℃的低溫下燒結。然而，黑色氧化鋁陶瓷含有含Cr組分，其對于工人健康和環境是有害的。而且，也沒有詳細公開黑色氧化鋁陶瓷的性質。

因此，仍然亟需新的黑色氧化鋁陶瓷，其具有優異的電氣性質、物理性質和化學性質。

發明內容

本發明的目的是提供一種黑色氧化鋁陶瓷粉末和由其制備的黑色氧化鋁陶瓷體，其是在低溫下燒結且環境友好的，并且具有高堆積密度、優異的電氣性質、物理性質和化學性質。

在一方面，本發明提供一種黑色氧化鋁陶瓷粉末，其包含：

i)Al₂O₃；

ii)顏料，其包含Fe₂O₃、NiO、MnO₂和Co₂O₃；和

iii)添加劑，其選自SiO₂、TiO₂和La₂O₃及其組合。

在另一方面，本發明提供一種制備本發明的黑色氧化鋁陶瓷粉末的方法，其包括以下步驟：

1)稱取并混合Fe₂O₃、NiO、MnO₂和Co₂O₃

2)將所述混合物在1050℃～1250℃下焙燒1～4h，并將干燥的材料冷卻以獲得黑色顏料

3)稱取并混合Al₂O₃、所述黑色顏料、SiO₂、TiO₂和La₂O₃以獲得黑色氧化鋁陶瓷粉末。

在另一方面，本發明提供一種制備黑色氧化鋁陶瓷體的方法，其包括以下步驟：

1)稱取本發明的黑色氧化鋁陶瓷粉末；添加溶劑、分散劑、粘合劑和增塑劑；研磨；以及在真空處理后流延成型以形成生坯，

2)將所述生坯在1250-1350℃下燒結1～4小時以制備所述黑色氧化鋁陶瓷體。

在又一方面，本發明提供一種制備黑色氧化鋁陶瓷體的方法，其包括以下步驟：

1)將本發明的黑色氧化鋁陶瓷粉末用粘合劑造粒以形成生坯，和

2)將所述生坯在1250-1350℃下燒結1-4小時以制備所述黑色氧化鋁陶瓷體。

本發明的黑色氧化鋁陶瓷粉末或陶瓷體具有優異的性質，例如高介電性質、高體積電阻率、高機械強度；并且可以在低溫下燒結。而且，與現有的黑色氧化鋁陶瓷粉末不同，本發明的制備黑色氧化鋁陶瓷粉末或陶瓷體的方法不使用任何含Cr組分，且因此對工人的健康和環境是友好的。因此，本發明的黑色氧化鋁陶瓷粉末或陶瓷體適合于工業應用，特別是集成電路工業。

具體實施方式

本領域技術人員應當理解，本說明書討論的內容僅僅是示例性實施方案，并不意圖限制本發明的更寬泛的方面。

在本發明的語境中，除非上下文指明，所用的術語根據以下定義解釋。

除非上下文明確指明，本文所用的單數形式“一個”、“一種”和“這個”包括單數和復數指代。