[发明专利]一种半导体级挤出成型高纯氧化铝陶瓷产品的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷领域，为解决传统陶瓷挤出成型工艺生产的氧化铝陶瓷不适用于半导体制品的问题，本发明提出了一种半导体级挤出成型高纯氧化铝陶瓷产品的制备方法：将高纯度氧化铝粉料、粘结剂、表面活性剂、溶剂、润滑剂、分散剂搅拌制成泥料；将搅拌好的泥料放入真空炼泥机中搅拌炼泥；真空炼泥后的泥料放置于恒定的温湿度，陈腐；将陈腐后的泥料挤出成型，再经过后处理，作为成品入库。提高了氧化铝陶瓷的纯度，满足了产品符合半导体行业的标准。

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，主要是涉及一种半导体级挤出成型高纯氧化铝陶瓷产品的制备方法。

背景技术

氧化铝陶瓷(alumina ceramics)是一种以α-Al2O3为主晶的陶瓷材料。其Al2O3含量一般在75～99.99％之间。通常习惯以配料中Al2O3的含量来分类。高纯氧化铝陶瓷具有广泛的应用领域，在半导体行业，医疗行业，液晶显示屏行业，新能源行业，集成电路行业等高科技行业中发挥着重要的作用。因为应用场景的不同，陶瓷件的形状结构尺寸大小各异，种类非常的多。既有结构复杂的涡轮，槽板，也有结构相对简单的直管，直棒。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

挤出成型工艺特别适合生产形状规则的产品(管类，棒类)，在生产成本及生产效率上相比冷等静压、热等静压、浇注法等成型工艺有较大优势。传统的陶瓷挤出成型工艺中，一般使用粘土等无机材料作为粘结剂增强泥料的塑性，利于成型。

氧化铝陶瓷应用在半导体产品上时对纯度要求非常高，半导体行业标准中产品纯度须大于99.5％，但是传统的陶瓷挤出成型工艺中黏土(硅铝酸盐)的杂质较多，不适用于氧化铝陶瓷在半导体制品上的应用。

发明内容

为解决传统陶瓷挤出成型工艺生产的氧化铝陶瓷不适用于半导体制品的问题，本发明提出了一种半导体级挤出成型高纯氧化铝陶瓷产品的制备方法，提高了氧化铝陶瓷的纯度，满足了产品符合半导体行业的标准。

本发明是通过一下技术方案实现的：一种半导体级挤出成型高纯氧化铝陶瓷产品的制备方法为以下步骤：

(1)将高纯度氧化铝粉料、粘结剂、表面活性剂先混合搅拌10～15分钟，再依次倒入溶剂、润滑剂、分散剂搅拌20～30分钟制成泥料；

挤压成型工艺对浆料应高度均匀，否则挤压形成的坯体质量不好。

作为优选，所述的高纯度氧化铝粉料的纯度为99.7％～99.999％。高纯氧化铝陶瓷制品除纯度要求外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀，粉体粒度在1μm以下。

作为优选，所述氧化铝粉料按照不同粒径的重量组分为：粒径大于0.6um的5％～15％，粒径为0.2um～0.6um的60％～80％，；粒径小于0.2um的15％～25％；不同粒径的组合增加了高纯度氧化铝粉料的流动性，粉料越细，泥料的塑性会更好，但是流动性会变差，按不同粒径混合后混料达到平衡。

作为优选，以重量份计，高纯度氧化铝粉料70～80，粘结剂1～5，表面活性剂0.1～2，溶剂10～18，润滑剂1～8，分散剂0.1～2。挤压浆料的制备挤压成型对浆料的要求较高；

其中，所述的粘结剂选自甲基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种。本发明选择水基粘结剂易于去除，脱脂速度快，同时对环境的污染也小，由于黏结剂和各种添加剂与粉体的相互作用能够影响浆料的流变行为和粉体表面的胶态特性，井最终影响烧结制品的物理性能，本发明以有机粘结剂代替常规的无机粘结剂，保证了高纯氧化铝陶瓷的纯度。有机粘结剂可以在后期的干燥及烧结工序中挥发掉，不会影响产品的材料纯度。而无机粘结剂中的金属离子是无法挥发掉的，会降低产品的材料纯度。作为优选，所述的粘结剂的粘度为5000～7000mPa.s。

所述的表面活性剂选自硬脂酸、月桂酸、棕榈酸中的一种或几种。表面活性剂减少颗粒间的张力，使得泥料搅拌的阻力减少，混料更容易均匀。