[发明专利]一种致密型氮化铝陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种致密型氮化铝陶瓷的制备方法，步骤1，将氯化铝加入去离子水中，加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌均匀，得到铝分散液；步骤2，将尿素加入至铝分散液中，搅拌均匀后通入氨气直至沉淀不再产生，得到悬浊分散液；步骤3，将无水乙醇加入至悬浊分散液中进行超声加压反应2‑5h，得到氮化铝分散液；步骤4，将氮化铝分散液加入模具中进行微波加热反应4‑7h，恒温加压反应5‑8h，得到致密型氮化铝陶瓷。本发明解决了现有技术中氮化铝陶瓷的致密性差，热导率低的问题，具有良好的致密性，抗压能力高。

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种致密型氮化铝陶瓷的制备方法。

背景技术

氮化铝(AlN)以其优异的高热导率、低介电常数、与Si相匹配的热膨胀系数及其它优良的物理化学性能受到了国内外学术界和生产厂家的广泛关注，被誉为新一代高密度封装的理想基板材料。其热导率在160-230W/mk，已经在大功率模块电路、开关电源以及其他需要既绝缘又高散热的大功率器件上，以及作为手提电话微电路芯片承载基板而被广泛应用。目前陶瓷基板的成型主要有流延、干压和冷等静压等成型方法。

目前用的较多的成型方法是流延成型，如一项现有技术中公开了一种用流延法制造高热导率即成电路氮化铝陶瓷基片的方法，该技术中氮化铝片的制备方法主要有以下几个步骤：1)在氮化铝粉中按比例加入烧结助剂，搅拌均匀；2)在1得到的粉体中按比例加入增塑剂、悬浮剂、粘结剂和溶剂后，经振磨，制成混合均匀的浆料；3)将上述浆料通过流延成型机制成陶瓷坯带，并烘干成固体坯带，将坯带裁制成坯片；4)将坯片送入烧结炉内烧结；5)烧结后的基片冷却后得到陶瓷片。

流延法成型生产效率最高，且易于实现生产的连续化和自动化，可改善产品质量，实现大批量生产，但是流延法制备陶瓷基板对工艺要求非常严格，并且，通过流涎法获得的产品密度较低。

有人想到用干压的方法制备氮化铝陶瓷基板，如一项现有技术中公开了一种采用干压的方法制备氮化铝陶瓷的方法，该方法包括：1)将氮化铝粉末、混合烧结助剂混合均匀得到原料粉末；2)在上述得到的粉末中加入粘结剂后造粒；3)将上述得到的粉体在压力机上成型；4)对坯片进行排胶；5)烧结及后续处理得到氮化铝陶瓷零部件。

干压成型具有操作方便，生产周期短，效率高，易于实现自动化生产的特点。但干压成形用于大面积(如5cm*5cm)的制品的生产时，产品的致密度不均匀，热导率较低。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种致密型氮化铝陶瓷的制备方法，解决了现有技术中氮化铝陶瓷的致密性差，热导率低的问题，具有良好的致密性，抗压能力高。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种致密型氮化铝陶瓷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1，将氯化铝加入去离子水中，加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌均匀，得到铝分散液；

步骤2，将尿素加入至铝分散液中，搅拌均匀后通入氨气直至沉淀不再产生，得到悬浊分散液；

步骤3，将无水乙醇加入至悬浊分散液中进行超声加压反应2-5h，得到氮化铝分散液；

步骤4，将氮化铝分散液加入模具中进行微波加热反应4-7h，恒温加压反应5-8h，得到致密型氮化铝陶瓷。

所述步骤1中的氯化铝在去离子水中的摩尔浓度为0.1-0.2mol/L，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入摩尔量是氯化铝摩尔量的70-80％。

所述步骤1中的搅拌速度为3000-5000r/min。

所述步骤2中的尿素加入摩尔量是氯化铝摩尔量的1-2倍，所述氨气的加入摩尔量是氯化铝摩尔量的3-5倍。

所述步骤3中的无水乙醇的加入体积是去离子水体积的80-120％。