[发明专利]一种高强度陶瓷封装基座材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料及其制备方法，尤其是一种用于高强度陶瓷封装 基座的陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

半导体元件、晶体振子等电子部件的封装基座起着保护、支撑、电路导通 等功能，为使封装基座具有较好的机械强度及优良的气密性，陶瓷材料成为了 首选。多层陶瓷封装基座制作领域主要分为LTCC(低温共烧陶瓷)和HTCC(高 温共烧陶瓷)技术。

LTCC可使用金、银、铜等低电阻导体，但该材料加入了大量玻璃成分，从 而导致其抗弯强度不足200MPa。HTCC烧结温度在1500℃～1600℃，抗弯强度 一般在400MPa，可采用W、Mo等高熔点导体金属，有利于制备较高机械强度 的陶瓷封装基座。在各类电子设备不断追求小型化、薄型化合高性能化的趋势 下、在半导体技术飞速发展的带动下，电子元器件不断向小型化、高可靠性方 向发展，用于收纳电子部件的陶瓷封装基座也同时要求实现进一步小型化和薄 型化。因此，研发高强度的陶瓷封装基座材料势在必行。

LTCC低的抗弯强度也限制了封装基座的厚度，不利于超薄封装基座的应 用，从而限制了封装的进一步小型化。

中国专利CN102503377B，公开了一种高强度半导体封装陶瓷材料及其制作 方法。该材料涉及高可靠多层陶瓷封装外壳制作领域，所制作陶瓷封装材料可 以使用铜-钨作为配套的导体材料，用该材料制作的外壳可用于大微波大功率器 件和电路及多芯片组件(MCM)的封装，较LTCC机械强度有了明显优势，但 由于采用了较多量的玻璃粉(15％～25％)，机械强度仍不能满足向小型化、薄型 化方向发展的陶瓷封装基座材料的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种机械强度高、 可与W、Mo等共烧、用于制备进一步小型化和薄型化的陶瓷封装基座材料。同 时，本发明还提供了所述陶瓷封装基座材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高强度陶瓷封装基座材 料，由助熔剂、着色剂和氧化铝组成，所述氧化铝在所述高强度陶瓷封装基座 材料的质量百分含量不低于94％。

作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的优选实施方式，所述高强度陶 瓷封装基座材料中各物质的质量百分含量分别为：助熔剂1.5％～4.5％、着色剂 0.5％～1.5％，余量为氧化铝。

作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的优选实施方式，所述氧化铝为 α相，纯度大于99.9％，粉体粒度小于1.5μm，比表面积为3～8m²/g。

作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的优选实施方式，所述助熔剂包 含Mn₂O₃、SiO₂和MgO。作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的更优选实 施方式，所述助熔剂中，Mn₂O₃在所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含 量为1％～2％，SiO₂在所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含量为 0.5％～2％，MgO在所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含量为0％～0.5％。

作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的优选实施方式，所述着色剂包 含MoO₃、Cr₂O₃和TiO₂。作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的更优选实 施方式，所述着色剂中在MoO₃所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含量 为0.3％～0.5％，Cr₂O₃在所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含量为 0.1％～0.5％，TiO₂在所述高强度陶瓷封装基座材料中的质量百分含量为 0.1％～0.5％。作为本发明所述高强度陶瓷封装基座材料的优选实施方式，所述着 色剂中Cr₂O₃和TiO₂的质量比为1～2:1。

另外，本发明还提供一种操作简便、易于实现的上述所述高强度陶瓷封装 基座材料的制备方法，为实现此目的，本发明采取的技术方案为：一种如上所 述高强度陶瓷封装基座材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别将助熔剂、着色剂和氧化铝制成0.5μm～1.5μm的粉状，然后混合 均匀；