[發(fā)明專利]一種高溫共燒氧化鋁陶瓷的燒結(jié)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710505469.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107382284A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏慶水;陳寰貝;張智旻
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/65;C04B35/638
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司32215
• 代理人: 沈根水

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種高溫共燒氧化鋁（Al₂O₃）陶瓷的燒結(jié)方法，屬于電子陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，主要應用于高可靠、氣密器件封裝及多芯片組件（MCM）基板及外殼等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高溫共燒陶瓷（HTCC）最常用的材料體系是氧化鋁陶瓷體系。氧化鋁高溫共燒陶瓷的主要優(yōu)點是絕緣好、機械強度高、耐腐蝕及高頻特性好等，主要應用于高可靠、氣密器件封裝及MCM基板和外殼等領(lǐng)域。氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度較高，一般在1500℃～1650℃，因此與之共燒的金屬漿料必須耐高溫，一般采用金屬鎢用作氧化鋁共燒的金屬化漿料。

氧化鋁的高溫共燒燒結(jié)由于有金屬化鎢，必須在還原性氣氛下燒結(jié)，防止金屬高溫氧化，另外氧化鋁的共燒還需要一定的氧化氣氛實現(xiàn)陶瓷與金屬化的共燒，一般共燒的氣氛采用加濕的還原性氣氛，并控制在一定的露點范圍。純氧化鋁的燒結(jié)溫度很高，難以實現(xiàn)共燒。一般在氧化鋁中加入少量的燒結(jié)助劑來降低陶瓷的燒結(jié)溫度，同時實現(xiàn)陶瓷與金屬化的良好結(jié)合。高溫共燒氧化鋁陶瓷生瓷件的制作一般采用流延工藝生產(chǎn)生瓷帶，生瓷帶再使用生瓷加工工藝制作生瓷件。生瓷件含有一定量的粘結(jié)劑、增塑劑和少量溶劑，為保證燒結(jié)瓷件的質(zhì)量必須在燒結(jié)前將這些有機物去除干凈，這就是排膠工藝。排膠工藝可以在單獨的排膠爐中進行，也可以在燒結(jié)爐中完成，一般批量生產(chǎn)的高溫共燒工藝采用高溫氣氛推板燒結(jié)爐進行生瓷件的排膠和燒結(jié)。高溫共燒承燒裝置必須同時滿足排膠時的透氣性以保證排膠的充分，又能保證高溫燒結(jié)時承燒板平整不變形、裝置穩(wěn)固不易翻倒，是高溫共燒氧化鋁陶瓷燒結(jié)的一個關(guān)鍵裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的是一種高溫共燒氧化鋁陶瓷的燒結(jié)方法，其目的在于使用合理的高溫共燒氧化鋁陶瓷燒結(jié)裝置，保證排膠時有機物的充分揮發(fā)以及燒結(jié)時的瓷件平整和穩(wěn)定，從而使得燒結(jié)出的氧化鋁共燒陶瓷致密度、抗折強度和金屬化強度滿足陶瓷基板、封裝外殼等的使用要求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種高溫共燒氧化鋁陶瓷的燒結(jié)方法，包括以下步驟：

（1）使用氧化鋁生瓷和金屬化漿料按照多層陶瓷生產(chǎn)工藝制作氧化鋁生瓷件；

（2）將氧化鋁生瓷件放置在承燒裝置中；

（3）將承燒裝置中的氧化鋁生瓷件排膠；

（4）將排膠后承燒裝置中的氧化鋁生瓷件在高溫氣氛燒結(jié)爐中燒結(jié)。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1）該方法可以制備高溫共燒氧化鋁陶瓷，應用于高可靠、氣密器件封裝及多芯片組件（MCM）基板及外殼等領(lǐng)域；

2）使用本發(fā)明的方法燒結(jié)，可以保證生瓷件排膠充分及燒結(jié)瓷件平整度好，得到的共燒氧化鋁陶瓷的致密度、抗折強度和金屬化強度滿足電子陶瓷的使用要求。

附圖說明

圖1是本燒結(jié)方法承燒裝置裝料過程示意圖。

圖2-a和圖2-b是本燒結(jié)方法承燒板的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2-a是承燒板結(jié)構(gòu)主視圖，圖2-b是圖2-a的A-A剖面圖。

圖3-a和圖3-b是本燒結(jié)方法承燒支柱的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3-a是承燒支柱結(jié)構(gòu)主視圖，圖3-b是圖3-a的B-B剖面圖。

圖4是本燒結(jié)方法裝料后承燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種高溫共燒氧化鋁陶瓷的燒結(jié)方法，包括以下步驟：

（1）使用氧化鋁生瓷和金屬化漿料按照多層陶瓷生產(chǎn)工藝制作氧化鋁生瓷件；

（2）將氧化鋁生瓷件放置在承燒裝置中；

（3）將承燒裝置中的氧化鋁生瓷件排膠；

（4）將排膠后承燒裝置中的氧化鋁生瓷件在燒結(jié)爐中燒結(jié)。

所述多層陶瓷生產(chǎn)工藝包含以下步驟：流延生瓷片、生瓷片印刷金屬化漿料、生瓷片疊片層壓形成多層瓷片、多層生瓷片熱切成生瓷件。

所述的氧化鋁生瓷組份包括Al₂O₃粉、助燒劑、粘結(jié)劑和增塑劑，其中Al₂O₃粉的重量占總重量的80%~85%，助燒劑的重量占總重量的3%~6%，粘結(jié)劑的重量占總重量的3%~6%，溶劑的重量占總重量的9%~15%。

所述的金屬化漿料組成包括鎢粉、陶瓷粉、粘結(jié)劑和溶劑，其中鎢粉的重量占總重量的85%~90%，陶瓷粉的重量占總重量的2%~5%，粘結(jié)劑的重量占總重量的2%~5%，溶劑的重量占總重量的5%~10%。

所述的將氧化鋁生瓷件放置在承燒裝置中，具體方法如下：

1）將生瓷件放置在承燒板，承燒板采用鉬板，鉬板上有圓孔；