添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法.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(10)申请公布号CNCN103819195103819195A(43)申请公布日2014.05.28(21)申请号201310741143.3(22)申请日2013.12.30(71)申请人莱鼎电子材料科技有限公司地址226500江苏省南通市如皋高新技术开发区海阳南路268号(72)发明人马立斌何竟宇陶建兵谢小荣(74)专利代理机构北京一格知识产权代理事务所(普通合伙)11316代理人滑春生(51)Int.Cl.C04B35/582(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法(57)摘要本发明公开了一种添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法，其创新点在于：包括如下步骤：1）配料：将氮化铝粉末和CaO-AL2O3-Y2O3三元复合烧结剂混合；2）球磨：向粉体中加入溶剂和分散剂，然后在球模室内进行球磨；3）混磨：加入粘结剂和增塑剂进行二次球磨；4）真空除泡：向混磨后的浆料中加入除泡剂，然后放入真空室真空除泡；5）流延成型：用流延机对处理好的浆料进行流延成型；6）排胶：将生坯置入空气烧结炉中排出氮化铝坯体中的有机物；7）烧结：控制烧结温度为1500-1700℃。本发明通过在氮化铝粉末中添加三元复合烧结剂，能够得到热导率高的氮化铝陶瓷基片，不需要采用高温烧结，降低了能耗，节约生产成本。CN103819195ACN103895ACN103819195A权利要求书1/1页1.添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配料：称取102-108重量份氮化铝粉末和5-10份CaO-AL2O3-Y2O3三元复合烧结剂进行混合；（2）球磨：向步骤（1）的分体中加入粉体重量35-42%的乙醇、正丙醇和丁酮的混合溶剂和粉体重量1.7-1.9﹪的分散剂，然后在球磨室内进行球磨，时间为18-30小时；（3）混磨：加入粉体重量0.9-1.1%的粘结剂和粉体重量0.4-0.6%的增塑剂进行二次球磨，时间为20-32小时；（4）真空除泡：向混磨后的浆料中加入粉体重量0.6-1.2%的除泡剂，然后放入真空室真空除泡，真空度23英寸水银柱,控制粘度在4500-7500cps；（5）流延成型：用流延机对处理好的浆料进行流延成型，粘性浆料通过浆料刮刀，控制刮刀高度为0.5mm，流延带速为0.1-0.3m/min，流延出的浆料膜经过干燥从基板上剥落下来，干燥温度为一区温度为30-50℃，干燥二区温度为60-100℃；（6）排胶：将生坯片一层一层的放在承烧板上，然后将其放入空气烧结炉中，以0.5℃/min的速度从室温缓慢升温到450℃，再以2℃/min的速度升温至600℃，并在该温度下保温5小时，使氮化铝坯体中的有机物充分排出；（7）烧结：排胶后的产品放入烧结炉中，控制烧结温度为1500-1700℃进行烧结。2.根据权利要求1所述的添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法，其特征在于：所述CaO-AL2O3-Y2O3三元复合烧结剂中氧化铝、氧化钙和氧化钇的质量比为5:3:4。3.根据权利要求1所述的添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法，其特征在于：所述乙醇、正丙醇和丁酮的混合溶剂中乙醇、正丙醇和丁酮的质量比为1:1:2。4.根据权利要求1所述的添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法，其特征在于：所述的分散剂为蓖麻油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述除泡剂为硅氧烷类除泡剂。2CN103819195A说明书1/3页添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法技术领域[0001]本发明涉及一种氮化铝陶瓷基片的制备方法，具体涉及一种添加三元复合烧结剂制备高导热氮化铝陶瓷基片的方法。背景技术[0002]氮化铝是一种综合性能优良新型陶瓷材料，具有优良的热传导性，可靠的电绝缘性，低的介电常数和介电损耗，无毒以及与硅相匹配的热膨胀系数等一系列优良特性，被认为是新一代高集程度半导体基片和电子器件封装的理想材料。氮化铝基片可用于混合集成电路、半导体功率器件、电力电子器件、光电器件、半导体制冷堆、微波器件等领域，作为基板和封装材料。氮化铝基片克服了氧化铍、氧化铝基片由于线膨胀系数与Si不匹配而造成的基片与Si片之间的热失配现象，这一优点在组装大尺寸芯片时十分重要。用氮化铝基片取代热导率高但有毒的氧化铍基片已是进来的发展趋势。[0003]传统的氮化铝陶瓷主要是采用氮化铝粉为原料，成型技术主要有干压法、热等静压法、轧膜法、有机流延法等。烧结致密化主要采用热压法、烧结法两种。由于氮化铝粉末制备工艺复杂