[發明專利]一種半導體級擠出成型高純氧化鋁陶瓷產品的制備方法

在審

• 申請號: 201811560925.6
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109574635A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 占克文;馬玉琦;高凱;楊盼東;姚相民
• 申請（專利權）人: 杭州大和江東新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及陶瓷領域，為解決傳統陶瓷擠出成型工藝生產的氧化鋁陶瓷不適用于半導體制品的問題，本發明提出了一種半導體級擠出成型高純氧化鋁陶瓷產品的制備方法：將高純度氧化鋁粉料、粘結劑、表面活性劑、溶劑、潤滑劑、分散劑攪拌制成泥料；將攪拌好的泥料放入真空煉泥機中攪拌煉泥；真空煉泥后的泥料放置于恒定的溫濕度，陳腐；將陳腐后的泥料擠出成型，再經過后處理，作為成品入庫。提高了氧化鋁陶瓷的純度，滿足了產品符合半導體行業的標準。

技術領域

本發明涉及陶瓷領域，主要是涉及一種半導體級擠出成型高純氧化鋁陶瓷產品的制備方法。

背景技術

氧化鋁陶瓷(alumina ceramics)是一種以α-Al2O3為主晶的陶瓷材料。其Al2O3含量一般在75～99.99％之間。通常習慣以配料中Al2O3的含量來分類。高純氧化鋁陶瓷具有廣泛的應用領域，在半導體行業，醫療行業，液晶顯示屏行業，新能源行業，集成電路行業等高科技行業中發揮著重要的作用。因為應用場景的不同，陶瓷件的形狀結構尺寸大小各異，種類非常的多。既有結構復雜的渦輪，槽板，也有結構相對簡單的直管，直棒。不同的產品形狀、尺寸、復雜造型與精度的產品需要不同的成型方法。

擠出成型工藝特別適合生產形狀規則的產品(管類，棒類)，在生產成本及生產效率上相比冷等靜壓、熱等靜壓、澆注法等成型工藝有較大優勢。傳統的陶瓷擠出成型工藝中，一般使用粘土等無機材料作為粘結劑增強泥料的塑性，利于成型。

氧化鋁陶瓷應用在半導體產品上時對純度要求非常高，半導體行業標準中產品純度須大于99.5％，但是傳統的陶瓷擠出成型工藝中黏土(硅鋁酸鹽)的雜質較多，不適用于氧化鋁陶瓷在半導體制品上的應用。

發明內容

為解決傳統陶瓷擠出成型工藝生產的氧化鋁陶瓷不適用于半導體制品的問題，本發明提出了一種半導體級擠出成型高純氧化鋁陶瓷產品的制備方法，提高了氧化鋁陶瓷的純度，滿足了產品符合半導體行業的標準。

本發明是通過一下技術方案實現的：一種半導體級擠出成型高純氧化鋁陶瓷產品的制備方法為以下步驟：

(1)將高純度氧化鋁粉料、粘結劑、表面活性劑先混合攪拌10～15分鐘，再依次倒入溶劑、潤滑劑、分散劑攪拌20～30分鐘制成泥料；

擠壓成型工藝對漿料應高度均勻，否則擠壓形成的坯體質量不好。

作為優選，所述的高純度氧化鋁粉料的純度為99.7％～99.999％。高純氧化鋁陶瓷制品除純度要求外，還需超細粉碎且使其粒徑分布均勻，粉體粒度在1μm以下。

作為優選，所述氧化鋁粉料按照不同粒徑的重量組分為：粒徑大于0.6um的5％～15％，粒徑為0.2um～0.6um的60％～80％，；粒徑小于0.2um的15％～25％；不同粒徑的組合增加了高純度氧化鋁粉料的流動性，粉料越細，泥料的塑性會更好，但是流動性會變差，按不同粒徑混合后混料達到平衡。

作為優選，以重量份計，高純度氧化鋁粉料70～80，粘結劑1～5，表面活性劑0.1～2，溶劑10～18，潤滑劑1～8，分散劑0.1～2。擠壓漿料的制備擠壓成型對漿料的要求較高；

其中，所述的粘結劑選自甲基纖維素、羥丙基纖維素中的一種或幾種。本發明選擇水基粘結劑易于去除，脫脂速度快，同時對環境的污染也小，由于黏結劑和各種添加劑與粉體的相互作用能夠影響漿料的流變行為和粉體表面的膠態特性，井最終影響燒結制品的物理性能，本發明以有機粘結劑代替常規的無機粘結劑，保證了高純氧化鋁陶瓷的純度。有機粘結劑可以在后期的干燥及燒結工序中揮發掉，不會影響產品的材料純度。而無機粘結劑中的金屬離子是無法揮發掉的，會降低產品的材料純度。作為優選，所述的粘結劑的粘度為5000～7000mPa.s。

所述的表面活性劑選自硬脂酸、月桂酸、棕櫚酸中的一種或幾種。表面活性劑減少顆粒間的張力，使得泥料攪拌的阻力減少，混料更容易均勻。