[发明专利]大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板及其制备方法

权利要求书

1.一种大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板，其特征在于：陶瓷基板边长为150～350mm、厚度为0.2～10mm，陶瓷基板配料质量百分组成如下：95%～99.8%的氧化铝粉、0.2%～5%复合烧结助剂；外加占氧化铝粉与复合烧结助剂质量总和4～7%的有机功能助剂，占氧化铝粉与复合烧结助剂质量总和10～18%的溶剂。

2.根据权利要求1所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板，其特征在于：所述氧化铝粉为平均粒度1～4μm微观晶型呈片状或短柱状高温煅烧α-氧化铝粉、平均粒度0.1～1μm微观晶型呈球状或短柱状高纯α-氧化铝粉中的一种或多种任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板，其特征在于：所述复合烧结助剂为滑石、菱镁矿、碳酸镁、碳化硅、高岭土、纳米铝粉、碳酸钙、氧化镧、氮化铝、氧化钇或硝酸铷中的两种或多种任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板，其特征在于：所述有机功能助剂为柠檬酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、安息香二甲醚或丙酮中的多种任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板，其特征在于：所述溶剂为去离子水。

6.一种权利要求1所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料、研磨、浆料处理：

准确称量配方量的氧化铝粉、烧结助剂、有机功能助剂和溶剂，按照工艺要求的时间顺序依次加入各种原料进行湿法球磨制成可凝胶陶瓷浆料，将浆料进行真空搅拌除泡；

（2）注模：

采取稳定压力源，将步骤（1）制得的浆料由模具底部压入模具中，控制注入压力，保持模具中浆料液面线水平直至注满模具；

（3）液模分离与凝胶：

采用关闭模具注入口阀门或引发局部凝胶的方式完成浆料与模具的分离操作，自然放置或采用激发源方式，完成凝胶过程；

（4）脱模、干燥、成型：

凝胶过程完成后，打开模具取出陶瓷坯片完成脱模过程，对陶瓷坯片进行干燥处理后冲压或激光刻划成所需形状的陶瓷基板坯体，继续进行干燥直至水分低于0.5%；

（5）烧成、抛砂、整型：

将陶瓷基板坯体垫粉叠层后进行高温烧结，烧成结束后自然降温，进行抛砂操作去除基板表面粘粉，然后于80～120℃烘干后进行热压整型；

（6）切割、检验、包装：

对步骤（5）产品切割、检验、包装。

7.根据权利要求6所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述稳定压力源为0.01～0.3MPa范围内可调压力的液压、气压、机械传动压力中的一种或两种的组合。

8.根据权利要求6所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板的制备方法，其特征在于：模具材质为不锈钢、塑料、玻璃、陶瓷中的一种或两种，激发源为热源、红外线、紫外线、微波中的一种或两种。

9.根据权利要求6所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述干燥过程分为两个阶段：

第一阶段：脱模后首先在温度20～35℃、湿度75～90%下保持20～40h，然后进行冲压或激光刻划成所需形状的陶瓷基板坯体；

第二阶段：继续在60～95℃下进行干燥2～32h，直至水分低于0.5%，所使用干燥设备为红外干燥、微波干燥或电加热热风干燥设备中的一种。

10.根据权利要求6所述的大尺寸片式绝缘散热陶瓷基板的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述高温烧结的温度为1460～1670℃，高温烧结的时间为1～7小时，热压整形是在0.05～20MPa、1270～1560℃下保持0.5～2小时。