[發(fā)明專利]一種隔離粉及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910070012.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109678530B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭軍;黨軍杰;張浩;田晨光;孫登瓊;李建青;史常東;崔嵩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十三研究所
• 主分類號(hào): C04B35/64
• 分類號(hào): C04B35/64
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發(fā)明公開了一種隔離粉及其制作方法，通過將高溫去活的氮化鋁粉體和氮化硼粉體混合制得了二元混合隔離粉，使得其同時(shí)滿足低溫氧化氣氛下和高溫惰性氣氛下使用要求，具有產(chǎn)品隔離潤(rùn)滑的效果且不會(huì)發(fā)生滑移，同時(shí)可有效防止燒結(jié)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與氮化鋁基板發(fā)生粘結(jié)，利于大尺寸基板的翹曲度控制，90%以上的基板翹曲度控制在5‰之內(nèi)，無需陶瓷整平工藝就滿足產(chǎn)品應(yīng)用需求，達(dá)到本行業(yè)對(duì)隔離粉在不同氣氛下以及高溫隔離潤(rùn)滑要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子陶瓷封裝領(lǐng)域，具體涉及一種用于氮化鋁陶瓷基板排膠工藝的隔離粉及所述隔離粉的制作方法。

背景技術(shù)

隨著電子信息、電力電子、半導(dǎo)體激光等行業(yè)裝備的多功能化和自動(dòng)化程度日益提高，要求電子線路系統(tǒng)必需具有功能完整、體積小、質(zhì)量輕、高效率、高功率密度等特點(diǎn)，因而促進(jìn)了相關(guān)的電子器件朝著大功率、高集成化和微型化方向迅速發(fā)展，與之相適應(yīng)的承載電子線路的基板在質(zhì)量上提出了更高的要求，尤其是基板材料的穩(wěn)定性和熱導(dǎo)率。傳統(tǒng)的承載基板主要有氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鈹(BeO)，其中Al₂O₃基板因熱導(dǎo)率(20～30W/m·K)低，其散熱性能達(dá)不到要求，BeO因其加工過程產(chǎn)生粉末毒害而逐漸被淘汰，而氮化鋁(AlN)以160～230W/m·K的高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、無毒害、熱穩(wěn)定性能良好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在功率器件領(lǐng)域取代傳統(tǒng)的Al₂O₃、BeO基板。目前，AlN基板已經(jīng)在大功率模塊電路、半導(dǎo)體激光器和LED等領(lǐng)域顯示巨大優(yōu)越性，具有廣泛市場(chǎng)前景。

AlN基板常見的成型方法有干壓成型、注塑成型及流延成型(tape casting)等，基板的制作工藝流程主要有生坯成型、排膠、燒結(jié)、后處理等。為了提高生產(chǎn)效率，一般排膠、燒結(jié)工藝都采取多片疊層的方式，兩片生坯之間采用隔離粉隔離。其中氮化鋁生坯排膠大部分在600℃以下的氧化氣氛進(jìn)行，而燒結(jié)則在1850℃左右惰性或者還原氣氛下進(jìn)行。因此，氮化鋁陶瓷領(lǐng)域及相關(guān)類似領(lǐng)域?qū)Ω綦x粉的要求較高，既要滿足潤(rùn)滑隔離效果，又要滿足低溫(700℃以下)氧化氣氛下以及高溫環(huán)境(惰性或者還原性氣氛)下的使用要求，同時(shí)要求隔離粉不能太光滑以防轉(zhuǎn)移過程發(fā)生滑移等要求。一般的常用的隔離粉(氧化鋁、氧化鋯、石墨粉、石英粉等)不能滿足低溫抗氧化和高溫防粘要求，如石墨粉體為優(yōu)良的隔離粉，但其最大的缺點(diǎn)是抗低溫(600℃以下)氧化性能差，在空氣中當(dāng)溫度超過300℃即發(fā)生明顯的氧化；氧化鋁、氧化鋯、石墨粉和石英粉不能夠在1600℃以上使用，同時(shí)氮化鋁與這些粉體在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成鋁鹽復(fù)合物。目前，大部分氮化鋁基板生產(chǎn)廠家一般采用特制的大顆粒氮化鋁粉體，該粉體經(jīng)過多次高溫處理去活性，再通過粉碎篩分制取，該隔離粉主要存在粉體的顆粒偏大，燒結(jié)時(shí)基板易產(chǎn)生翹曲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成基板開裂；同時(shí)，處理后的氮化鋁粉體不能直接判斷是否具有活性，存在燒結(jié)粘片的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供了一種隔離粉，采取高溫去除活性的氮化鋁粉體和氮化硼粉體的二元混合隔離粉，使得其同時(shí)滿足低溫氧化氣氛下和高溫惰性氣氛下使用要求，具有產(chǎn)品隔離潤(rùn)滑的效果且不會(huì)發(fā)生滑移，同時(shí)可有效防止燒結(jié)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與氮化鋁基板發(fā)生粘結(jié)，從而達(dá)到本行業(yè)對(duì)隔離粉在不同氣氛下以及高溫隔離潤(rùn)滑要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種隔離粉，所述隔離粉由均經(jīng)過高溫去活的氮化鋁粉體和氮化硼粉體混合而成。

優(yōu)選的，所述隔離粉中氮化硼粉體和氮化鋁粉體的質(zhì)量比為(5～8):(5～2)。

進(jìn)一步的，所述氮化鋁粉體的平均粒度D50為0.5～1.6μm，比表面積為2.8～5m²/g，氧含量小于1.5％；

所述氮化硼粉體的平均粒度D50為0.5～10μm，比表面積為4～10m²/g，氧含量小于0.9％。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述隔離粉的制作方法，包括以下步驟：