[發(fā)明專利]一種含內(nèi)置電極的陶瓷體的熱壓燒結(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710084249.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106882967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀智勇;千粉玲;張啟富;王峰;王曉波;史曉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鋼研新冶精特科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/581
• 分類號(hào): C04B35/581;C04B35/582;C04B35/622;C04B41/88;H01L21/683;H01L21/687
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;王一

本發(fā)明提供了一種含內(nèi)置電極的陶瓷體的熱壓燒結(jié)方法，包括以下步驟：步驟一、將陶瓷粉體和分散劑加入溶劑中，制成混合漿料，初次球磨后加入增塑劑和粘結(jié)劑，進(jìn)行二次球磨，制備成陶瓷漿料；步驟二、真空條件下對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行除泡，并流延成陶瓷生片；步驟三、陶瓷生片干燥后，在陶瓷生片表面印刷電極漿料；步驟四、印刷電極漿料的陶瓷生片烘干后，置于熱壓燒結(jié)模具中，進(jìn)行排膠處理；步驟五、排膠后，在陶瓷生片表面鋪灑陶瓷粉體；步驟六、對(duì)陶瓷生片熱壓燒結(jié)處理。本發(fā)明簡(jiǎn)化了含內(nèi)置電極層的陶瓷體的制備工藝，省去了印刷電極后的層壓等工藝，保證了電極層與陶瓷體上下表面的平行度，適用于小批量、多尺寸的含內(nèi)置電極層陶瓷體的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷體制備領(lǐng)域，尤其是一種工序簡(jiǎn)單、適于小批量、多尺寸的陶瓷體熱壓燒結(jié)方法。

背景技術(shù)

AlN陶瓷由于具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，可以作為加工晶圓的靜電卡盤(pán)。靜電卡盤(pán)通常含有內(nèi)置電極層，為保證其在一定的電流電壓下對(duì)晶圓的吸附脫附能力均勻穩(wěn)定，因此電極層與陶瓷體上下表面的平行度須達(dá)到20μm左右。

含內(nèi)置電極層的陶瓷體中，電極層本身十分平整，與陶瓷體的上下表面平行度較高(一般在20μm范圍內(nèi))。制備含內(nèi)置電極的陶瓷體，一般需要一體化燒結(jié)內(nèi)置電極與陶瓷體。無(wú)壓燒結(jié)過(guò)程中陶瓷體會(huì)發(fā)生徑向收縮和橫向收縮，對(duì)于電極漿料與陶瓷生坯燒結(jié)收縮的一致性要求較高；另一方面無(wú)壓燒結(jié)過(guò)程中無(wú)外加壓力，更易出現(xiàn)電極層與陶瓷體的分層，因此無(wú)壓燒結(jié)工藝燒結(jié)前需對(duì)電極層和陶瓷坯體進(jìn)行層壓以保證電極層與陶瓷體之間結(jié)合緊密無(wú)分層現(xiàn)象。相比而言，熱壓燒結(jié)過(guò)程中徑向壓力使得其僅有徑向收縮，因此電極層與陶瓷體的結(jié)合更緊密不易分層，更重要的是，采用熱壓燒結(jié)工藝不需溫水靜壓機(jī)等層壓設(shè)備，可省去層壓工序，大大簡(jiǎn)化了工藝。因此含內(nèi)置電極的陶瓷體燒結(jié)優(yōu)選熱壓燒結(jié)。

而熱壓燒結(jié)過(guò)程中如何保證電極層與陶瓷的平行度是難以解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種含內(nèi)置電極的陶瓷體的層壓與燒結(jié)一體化工藝，解決內(nèi)置電極層陶瓷體易分層、不能保證電極層與上下陶瓷表面的平行度的問(wèn)題。

一種含內(nèi)置電極的陶瓷體的熱壓燒結(jié)方法，包括以下步驟：

步驟一、將陶瓷粉體和分散劑加入溶劑中，制成混合漿料，初次球磨后加入增塑劑和粘結(jié)劑，進(jìn)行二次球磨，制備成陶瓷漿料；

步驟二、真空條件下對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行除泡，并流延成陶瓷生片；

步驟三、陶瓷生片干燥后，在陶瓷生片表面印刷電極漿料；

步驟四、印刷電極漿料的陶瓷生片烘干后，置于熱壓燒結(jié)模具中，進(jìn)行排膠處理；

步驟五、排膠后，在陶瓷生片表面鋪灑陶瓷粉體；

步驟六、對(duì)陶瓷生片熱壓燒結(jié)處理。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，陶瓷粉體為AlN或AlN與Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂、CaO、CaF₂的一種或幾種組成的復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，分散劑為磷酸三乙酯，分散劑質(zhì)量為陶瓷粉體質(zhì)量的0.5％～2％；

粘結(jié)劑為PVB，粘結(jié)劑質(zhì)量為陶瓷粉質(zhì)量的3％～7％；

增塑劑為DBP，粘結(jié)劑與增塑劑加入量質(zhì)量比為0.6:1～1.6:1。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，溶劑為無(wú)水乙醇與異丙酮或丁酮或甲苯的混合溶液，混合質(zhì)量比為1:1～2:1。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，初次球磨過(guò)程為：向混合漿料中加入磨球，磨球與陶瓷粉體的質(zhì)量比為1:1～3:1，球磨時(shí)間為2～10h；二次球磨時(shí)間為2～10h。