氮化铝陶瓷基板的烧结方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109809823A(43)申请公布日2019.05.28(21)申请号201910138598.3(22)申请日2019.02.25(71)申请人银川艾森达新材料发展有限公司地址750021宁夏回族自治区银川市银川经济技术开发区西区战略新材料加工区1号厂房(72)发明人汪文涛胡娟李大海(74)专利代理机构宁夏合天律师事务所64103代理人周晓梅(51)Int.Cl.C04B35/581(2006.01)C04B35/638(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称氮化铝陶瓷基板的烧结方法(57)摘要一种氮化铝陶瓷基板的烧结方法，在基板烧结过程中，使用惰性气体对石墨烧结炉炉膛内的气氛进行置换，本发明的烧结方法采用可控的氮气保护气氛，并定期置换炉内气氛，调整石墨烧结炉的炉膛压力和炉内化学物质气氛，排出杂质气氛，控制氮化铝陶瓷基板的热导率和提升基板的平整度。采用本发明方法生产的基板的热导率可以稳定控制在170W/m·K以上，基板平整度合格率为95%以上。CN109809823ACN109809823A权利要求书1/1页1.一种氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：在基板烧结过程中，使用惰性气体对炉膛内的气氛进行置换。2.如权利要求1所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。3.如权利要求2所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述“基板烧结过程”至少包括升温、保温阶段，所述惰性气体置换设置在升温和/或保温阶段。4.如权利要求3所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述升温阶段的烧结过程为：先对炉膛内抽真空，至微负压，然后向炉膛内回填惰性气体，至炉膛内恒压，炉体开始加热升温，升温过程中定时打开放气阀，泄压后再通过回填阀向炉膛内回填惰性气体，至恒压。5.如权利要求3所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述恒温阶段的烧结过程为：当升温温度达到恒温温度开始，定时打开放气阀，泄压后再通过回填阀向炉膛内回填惰性气体，至恒压。6.如权利要求5所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述放气阀和回填阀分别位于炉膛的前端和后端。7.如权利要求5所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述放气阀和回填阀均位于炉膛的最底端。8.如权利要求3所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述“基板烧结过程”还包括降温阶段，每个烧结阶段的工艺为：升温时间为400min，升温速度为5-10℃/h，保温时间为240min，保温温度为1800-1830℃，降温速度为240min，降温速度为7-10℃/h。9.如权利要求3所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：通过回填阀向炉膛内回填惰性气体的速度为1-4m3/h。10.如权利要求3所述的氮化铝陶瓷基板的烧结方法，其特征在于：所述烧结方法还包括在烧结过程完成后除去基板表面隔层粉的步骤，进而测量基板平整度和热导率。2CN109809823A说明书1/4页氮化铝陶瓷基板的烧结方法技术领域[0001]本发明涉及氮化铝制备技术领域，尤其涉及一种氮化铝陶瓷基板的烧结方法。背景技术[0002]氮化铝陶瓷基板是电子信息行业中大规模集成电路封装、散热基板用关键材料，在国计民生的各行各业拥有广泛的应用领域，如国家鼓励实施的集成电路升级、LED照明、电子及微电子封装、功率封装，如晶闸管、整流管等；包括大功率器件、电力电子器件；汽车电子的IGBT及MOSFET功率模块封装等。作为新型功能材料，氮化铝广泛应用于军事和空间技术通讯、计算机、仪器仪表工业、电子设备、汽车、日用家电、办公自动化等各个领域。[0003]氮化铝陶瓷基板在烧结过程中，会受到生坯中含有的氧杂质影响，热导率不能稳定控制在170W/m·K以上，而且会产生不同程度的变形，表面不平整，通常平整度合格率低于90%。要得到表面平整的陶瓷基板，需要采用打磨或研磨的方式进行加工，这不仅需要去除0.2-0.3mm厚度的表面，而且容易造成基板破碎，降低成品率。[0004]授权号为CN103121848B所述其特征是将排胶后的氮化铝生坯产品放入烧结炉内烧结，烧结温度为1820℃，用除尘设备除去烧结后的氮化铝基板表面的隔粘粉。该方法是常规的烧结方法，其产品的平整度合格率很难控制，通常低于90%。[0005]授权号为CN102933520B所述其特征是将含有氮化铝粉末的原料在压力150Pa以下加热到1500℃，再利用非氧化性气体，在压力为0.4MPa以上的加压气氛下升温到1700～1900℃并进行保持，然后以10℃/分钟以下的冷却速度冷却到1600℃。单纯加压气氛下烧结的氮化铝陶瓷基板的热导率，很难稳定控制在