[发明专利]氧化铝陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法和应用。该氧化铝陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将原料混合，得到混合料，其中，按照质量百分含量计，原料包括如下组分：40％～65％的氧化铝、5％～10％的氮化硼、5％～10％的氮化铝、5％～10％的碳化钛、5％～10％的碳化硼、5％～10％的碳化锆及10％～20％的助烧剂，助烧剂选自三氧化二铁、氧化钠、氧化钾、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锂及碳化硅中的至少两种；将混合料成型，得到坯体；将坯体烧结，得到氧化铝陶瓷。上述制备方法制备得到的氧化铝陶瓷兼具较高的硬度和较高的热超声键合效率。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

陶瓷劈刀，又名瓷嘴，毛细管，它作为邦定机的焊接针头，适用于二极管、三极管、可控硅、LED、声表面波、IC芯片等线路的封装。用陶瓷作为焊接针头，它具有硬度高、强度高、耐磨性好、产品外表光洁度高、精度高等特点。

目前市场上封装领域应用的陶瓷劈刀的材料主要有氧化铝、增韧氧化铝、红宝石、碳化钨。这些陶瓷因其具有硬度高、耐磨性好、耐化学腐蚀性能好，而被选作焊接针头，但是其热超声键合效率仍然不太理想，其中，使用最为广泛的增韧氧化铝，然而增韧氧化铝陶瓷劈刀的热超声键合效率不到85％，硬度也不够好，极大的影响了邦定机的封装焊接效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种热超声键合效率较高且硬度较高的氧化铝陶瓷的制备方法。

此外，还提供一种氧化铝陶瓷及其应用。

一种氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将原料混合，得到混合料，其中，按照质量百分含量计，所述原料包括如下组分：40％～65％的氧化铝、5％～10％的氮化硼、5％～10％的氮化铝、5％～10％的碳化钛、5％～10％的碳化硼、5％～10％的碳化锆及10％～20％的助烧剂，所述助烧剂选自三氧化二铁、氧化钠、氧化钾、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化锂及碳化硅中的至少两种；

将所述混合料成型，得到坯体；及

将所述坯体烧结，得到氧化铝陶瓷。

在其中一个实施例中，所述助烧剂包括所述三氧化二铁、所述氧化钠、所述氧化钾、所述二氧化硅、所述氧化钙、所述二氧化钛、所述氧化镁、所述氧化锌、所述氧化锂及所述碳化硅。

在其中一个实施例中，按照质量百分含量计，所述助烧剂包括：5％～15％的所述三氧化二铁、5％～15％的所述氧化钠、5％～15％的所述氧化钾、5％～15％的所述二氧化硅、5％～15％的所述氧化钙、5％～15％的所述二氧化钛、5％～15％的所述氧化镁、5％～15％的所述氧化锌、5％～15％的所述氧化锂及5％～15％的所述碳化硅。

在其中一个实施例中，所述氮化硼、所述氮化铝、所述碳化钛、所述碳化硼及所述碳化锆的晶相均为立方相。

在其中一个实施例中，所述氧化铝的粒径为100纳米～500纳米，中位粒径为150纳米～250纳米；及/或，所述氮化硼的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米；及/或，所述氮化铝的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米；及/或，所述碳化钛的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米；及/或，所述碳化硼的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米；及/或，所述碳化锆的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米；及/或，所述助烧剂的粒径为150纳米～300纳米，中位粒径为175纳米～275纳米。

在其中一个实施例中，所述将所述混合料成型的方法为注射成型。