[發明專利]多孔碳化硅陶瓷及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710562427.4
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107324809B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 黎海華;向其軍;譚毅成
• 申請（專利權）人: 深圳市商德先進陶瓷股份有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/64;C04B38/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 單驍越

本發明涉及一種多孔碳化硅陶瓷及其制備方法和應用。該多孔碳化硅陶瓷的制備方法包括如下步驟：稱取原料，按照質量百分含量計，所述原料包括如下組分：80％～95％的碳化硅、2％～15％的助燒劑和1％～15％的添加劑，其中，添加劑選自鈦酸鋁、鋰輝石及鋰霞石中的至少一種；將原料混合形成混合料；將混合料成型形成生坯，再將生坯在1300℃～1550℃下燒結，得到多孔碳化硅陶瓷。上述多孔碳化硅陶瓷的制備方法制備到的多孔碳化硅陶瓷兼具較高的氣孔率高和較低的熱膨脹系數。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，特別是涉及一種多孔碳化硅陶瓷及其制備方法和應用。

背景技術

多孔陶瓷真空吸盤是晶圓減薄機、晶圓劃片機、晶圓清洗機等晶圓制造設備上的工作平臺，其通過以真空方式來固定晶圓，以對晶圓進行加工、檢測或清洗。由于多孔碳化硅陶瓷具有化學穩定性好、耐酸堿腐蝕、耐高溫、耐磨、硬度大等特點，而被廣泛用作晶圓制造設備上的真空吸附平臺。

目前，多孔碳化硅陶瓷通常需要在較高的溫度下進行燒結，在燒結過程中，多孔碳化硅陶瓷內部會形成較多的液相，不僅會填充氣孔，降低氣孔率，而且液相經冷卻后形成的玻璃相還會提高多孔碳化硅陶瓷的熱膨脹系數，使得多孔碳化硅陶瓷在晶圓加工過程中容易受周圍環境溫度變化的影響，導致多孔碳化硅陶瓷的平面度發生變化，而導致加工出來的晶圓發生變形，影響晶圓的質量。

發明內容

基于此，有必要提供一種熱膨脹系數較低且氣孔率較高的多孔碳化硅陶瓷的制備方法。

此外，還提供一種多孔碳化硅陶瓷及其應用。

一種多孔碳化硅陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

稱取原料，按照質量百分含量計，所述原料包括如下組分：80％～95％的碳化硅、2％～15％的助燒劑和1％～15％的添加劑，其中，所述添加劑選自鈦酸鋁、鋰輝石及鋰霞石中的至少一種；

將所述原料混合形成混合料；及

將所述混合料成型形成生坯，再將所述生坯在1300℃～1550℃下燒結，得到多孔碳化硅陶瓷。

上述多孔碳化硅陶瓷通過按照上述比例加入助燒劑，以在助燒劑的作用下使生坯能夠在1300℃～1550℃燒結，減少液相的生成，從而不僅能夠避免過多的液相而導致大量氣孔被填充，有利于提高陶瓷的氣孔率，而且冷卻后形成的玻璃相也相應減少，能夠降低多孔碳化硅陶瓷的熱膨脹系數；且由于鈦酸鋁、鋰輝石和鋰霞石均具有遠遠低于碳化硅的熱膨脹系數，將鈦酸鋁、鋰輝石和鋰霞石中的至少一種作為添加劑，能夠進一步地降低碳化硅的熱膨脹系數，因此，上述方法制備得到的多孔碳化硅陶瓷的熱膨脹系數較低且氣孔率較高。

在其中一個實施例中，所述碳化硅的中位粒徑D₅₀為10微米～75微米。

在其中一個實施例中，所述助燒劑選自氧化鋁、二氧化硅、氧化鉀、氧化鈉及氧化鎂中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述助燒劑包括氧化鋁和二氧化硅。

在其中一個實施例中，所述將所述原料混合形成混合料的步驟為：將分散劑、粘結劑和水混合，形成預混液；將所述原料和所述預混液混合球磨，得到所述漿料；將所述漿料干燥，得到所述混合料。

在其中一個實施例中，所述將所述混合料成型形成生坯的步驟之前，還包括將所述混合料粉碎，再過80目篩～150目篩的步驟。

在其中一個實施例中，所述將所述生坯在1300℃～1550℃下燒結的步驟為：將所述生坯置于匣缽中，并用石墨和炭粉中的至少一種覆蓋在所述生坯，再密封所述匣缽，然后將所述匣缽在1300℃～1550℃下進行燒結。