[發明專利]一種高強度陶瓷封裝基座材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610099318.9
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105777080A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李喜宏
• 申請（專利權）人: 潮州三環（集團）股份有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/64
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;宋靜娜

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材料及其制備方法，尤其是一種用于高強度陶瓷封裝 基座的陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

半導體元件、晶體振子等電子部件的封裝基座起著保護、支撐、電路導通 等功能，為使封裝基座具有較好的機械強度及優良的氣密性，陶瓷材料成為了 首選。多層陶瓷封裝基座制作領域主要分為LTCC(低溫共燒陶瓷)和HTCC(高 溫共燒陶瓷)技術。

LTCC可使用金、銀、銅等低電阻導體，但該材料加入了大量玻璃成分，從 而導致其抗彎強度不足200MPa。HTCC燒結溫度在1500℃～1600℃，抗彎強度 一般在400MPa，可采用W、Mo等高熔點導體金屬，有利于制備較高機械強度 的陶瓷封裝基座。在各類電子設備不斷追求小型化、薄型化合高性能化的趨勢 下、在半導體技術飛速發展的帶動下，電子元器件不斷向小型化、高可靠性方 向發展，用于收納電子部件的陶瓷封裝基座也同時要求實現進一步小型化和薄 型化。因此，研發高強度的陶瓷封裝基座材料勢在必行。

LTCC低的抗彎強度也限制了封裝基座的厚度，不利于超薄封裝基座的應 用，從而限制了封裝的進一步小型化。

中國專利CN102503377B，公開了一種高強度半導體封裝陶瓷材料及其制作 方法。該材料涉及高可靠多層陶瓷封裝外殼制作領域，所制作陶瓷封裝材料可 以使用銅-鎢作為配套的導體材料，用該材料制作的外殼可用于大微波大功率器 件和電路及多芯片組件(MCM)的封裝，較LTCC機械強度有了明顯優勢，但 由于采用了較多量的玻璃粉(15％～25％)，機械強度仍不能滿足向小型化、薄型 化方向發展的陶瓷封裝基座材料的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種機械強度高、 可與W、Mo等共燒、用于制備進一步小型化和薄型化的陶瓷封裝基座材料。同 時，本發明還提供了所述陶瓷封裝基座材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種高強度陶瓷封裝基座材 料，由助熔劑、著色劑和氧化鋁組成，所述氧化鋁在所述高強度陶瓷封裝基座 材料的質量百分含量不低于94％。

作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的優選實施方式，所述高強度陶 瓷封裝基座材料中各物質的質量百分含量分別為：助熔劑1.5％～4.5％、著色劑 0.5％～1.5％，余量為氧化鋁。

作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的優選實施方式，所述氧化鋁為 α相，純度大于99.9％，粉體粒度小于1.5μm，比表面積為3～8m²/g。

作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的優選實施方式，所述助熔劑包 含Mn₂O₃、SiO₂和MgO。作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的更優選實 施方式，所述助熔劑中，Mn₂O₃在所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含 量為1％～2％，SiO₂在所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含量為 0.5％～2％，MgO在所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含量為0％～0.5％。

作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的優選實施方式，所述著色劑包 含MoO₃、Cr₂O₃和TiO₂。作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的更優選實 施方式，所述著色劑中在MoO₃所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含量 為0.3％～0.5％，Cr₂O₃在所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含量為 0.1％～0.5％，TiO₂在所述高強度陶瓷封裝基座材料中的質量百分含量為 0.1％～0.5％。作為本發明所述高強度陶瓷封裝基座材料的優選實施方式，所述著 色劑中Cr₂O₃和TiO₂的質量比為1～2:1。

另外，本發明還提供一種操作簡便、易于實現的上述所述高強度陶瓷封裝 基座材料的制備方法，為實現此目的，本發明采取的技術方案為：一種如上所 述高強度陶瓷封裝基座材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)分別將助熔劑、著色劑和氧化鋁制成0.5μm～1.5μm的粉狀，然后混合 均勻；