[发明专利]一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法

说明书

本发明公开了一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法，属于陶瓷基板制备技术领域。本发明将二氧化碳通入铝酸钠溶液后会形成超细氢氧化铝晶粒，掺入莫来石粉末，起到粘结增韧作用，从而避免氧化铝陶瓷基片烧结成型时发生开裂变形，并且更为致密；本发明利用聚酯树脂优良的热变形能，将其作为覆铜载体，通过树脂与陶瓷基片的高应力贴合，进而产生可靠结合，通过扩散结合使热熔涂层中氧化亚铜还原得到的铜与陶瓷基板原子间相互扩散形成结合层，使得铜表面与陶瓷基板紧密键合形成复合板，形成烧蚀后的金属导热层，而流延生料带微型穿孔内部的铜金属则会在陶瓷基板内部形成导热网络，从而使陶瓷基板的导热性能增强，应用前景广阔。

技术领域

本发明公开了一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法，属于陶瓷基板制备技术领域。

背景技术

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。因此，陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。

氧化铝陶瓷基板的制备，现有技术大都采用流延工艺制备生坯，然后通过排胶、高温烧结而成，而烧结过程中一般采用固相烧结方式，固相烧结时需要温度达到固相反应的相应温度才能保证粉料之间发生固相反应进而使粉料烧结致密，较高的固相烧结温度（1650℃～1800℃）提高了陶瓷基板的制备成本，而且对烧结设备的要求高。为了获得较低的烧结温度，现有技术中也有采用液相烧结的方式，现有技术中的液相烧结采用直接加入配方粉料的方式，配方粉料与主相陶瓷粉在烧结温度下作用形成液相，从而进行液相体系烧结，这样将导致一部分主相陶瓷粉与配方粉形成共烧相，破坏陶瓷的相关组成，从而影响陶瓷的性能。

随着大规模集成电路、大功率模块和LED的发展，对所用绝缘基板材料提出了更高的要求，为了进一步提高封装效率、降低成本、扩大适用面，希望在传统4英寸基板的基础上制备出更大尺寸的氮化铝陶瓷基板，比如6英寸、8英寸、甚至10英寸等。氮化铝陶瓷基板在制备中往往采用后期打磨的工艺来消除部分的表面不平整现象。在制备大尺寸氮化铝陶瓷基板时，由于其变形更容易发生，因此，对炉膛工作区尺寸、温度均匀性等均提出了更高的要求。本发明申请者基于对氮化铝陶瓷液相烧结的理解，认为制备大尺寸氮化铝陶瓷基板的关键是控制其烧结的液相，即在保证液相传质的情况下，尽可能降低液相在高温下的形成过程及液相的数量，同时增加成型体的密度，这样可以最大可能地减少成型体在烧结过程中的变形，从而获得表面平整的大尺寸氮化铝陶瓷基板。

因此，发明一种致密型高导热陶瓷基板对陶瓷基板制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的陶瓷基板易产生裂纹、高温液相烧结会导致陶瓷在烧结过程中产生较大的变形，尤其在采用流延成型制备较薄的基板材料时，这一缺陷更为明显，使陶瓷基板体积密度小，另外陶瓷基板作为电路封装板散热性能差的缺陷，提供了一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，将30～40份间苯二甲酸、20～25份新戊二醇、5～10份三羟甲基丙烷、1～3份单丁基氧化锡混合，放入装有冷凝装置的四口烧瓶中，启动搅拌器搅拌，加热升温，在氮气保护下，保温反应后加入10～15份1，4-环己烷二甲酸，酸解反应，降温至室温，掺入20～30份粒度为400目石英砂，继续反应后冷却至室温得到高导热聚酯树脂；

（2）将50～60g五水合硫酸铜和75～80g酒石酸钠分别溶解于200～300mL常温水中，得到二价铜溶液和酒石酸钠溶液，另将75g氢氧化钠溶解在200mL水中，配制得到碱溶液，将二价铜溶液和酒石酸钠溶液混合得到混合液；