[發明專利]鋁碳化硅熱沉基板制備方法及鋁碳化硅熱沉基板

有效

• 申請號: 202110354276.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113097153B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 何嵐;景文甲;劉磊;汪震;何娟
• 申請（專利權）人: 珠海億特立新材料有限公司
• 主分類號: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/373;B22D23/04;C04B35/565;C04B35/634;C04B35/636
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 牛麗霞

1.一種鋁碳化硅熱沉基板制備方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1：分別制備碳化硅粉料和膠體，將碳化硅粉料加至膠體中進行造粒，得到造粒粉；

步驟S2：采用熱等靜壓方式，將造粒粉放入成型模具中，并施加設定壓力和溫度，經過設定保壓燒結時間后得到碳化硅陶瓷預制體；其中，設定成型模具外界的壓力為15~20MPa，溫度為850~1150℃，保壓燒結時間為5~8小時；

步驟S3：采用真空壓力溶滲法，將碳化硅陶瓷預制體放入浸滲爐中，在真空環境下施加高壓惰性氣體，在碳化硅陶瓷預制體表面浸滲鋁合金溶液，得到鋁碳化硅鑄件；

步驟S4：通過超聲波振動切削技術對鋁碳化硅鑄件進行機加修型，再通過表面金屬化鍍覆處理，得到鋁碳化硅熱沉基板；

其中，在步驟S1中，將聚乙烯醇PVA、羧甲基纖維素鈉CMC和水按質量比例為8%：2%：90%混合后加入攪拌罐中，加熱至100℃并保持5小時，充分攪拌溶解后制成膠體，碳化硅粉料和膠體按質量比例為13%~16%：100%進行混合，經過人工造粒，得到造粒粉；將造粒粉放至烘箱，在50~80℃下烘焙1.5~7小時，全部過30目篩，干燥至水分5%；向烘干后的造粉粒中再加入15%膠體，經過人工造粒，在50~80℃下烘焙2.5小時，全部過30目篩，干燥至水分3%，最后冷卻造粒粉；

所述鋁合金溶液中包括質量分數為0.3~0.6%的鎂；

在步驟S3中，將鋁合金溶液加熱至660~750℃并對碳化硅陶瓷預制體表面進行浸滲，浸滲爐壓力不大于30MPa，保壓時間為50~150min；

在步驟S3后，對鋁碳化硅鑄件進行熱處理，以50~100℃/小時的升溫速度將鋁碳化硅鑄件升溫至430~550℃，保溫4~6小時，經水浴淬火后冷卻至室溫，以10~50℃/小時的升溫速度將鋁碳化硅鑄件升溫至180~190℃，保溫2.5~3.5小時，在空氣中自然冷卻至室溫。

2.如權利要求1所述的一種鋁碳化硅熱沉基板制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述碳化硅粉料由200目、80目、5目的碳化硅原材料按質量比例為13：5：2的比例混合后經球磨而成，其中在球磨時，在碳化硅原材料中加入按質量比例為1：2：2混合的直徑為10cm、5cm、2cm的球磨珠，碳化硅原材料與球磨珠的質量比例為1：3，球磨時間5~10小時。

3.如權利要求2所述的一種鋁碳化硅熱沉基板制備方法，其特征在于，在步驟S4中，對機加修型后的鋁碳化硅鑄件進行去應力熱處理，以10~30℃/小時的升溫速度將鋁碳化硅鑄件升溫至160~200℃，保溫2~4小時，在空氣中自然冷卻至室溫。

4.一種鋁碳化硅熱沉基板，其特征在于，所述鋁碳化硅熱沉基板由權利要求1至3任一項所述的鋁碳化硅熱沉基板制備方法制得。