[发明专利]导热的低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导热的低温共烧陶瓷材料及其制备方法。材料的组分及含量为：Bi基玻璃100重量份，氧化铝陶瓷粉80‑150重量份，碳化物≤3重量份，其中的氧化铝陶瓷粉的粒径为1‑2μm；方法为先将三氧化二铋、氧化硼、氧化硅、氧化锌和氧化铝混合后熔融、水冷淬火，再将得到的Bi基玻璃渣球磨成粉后与氧化铝陶瓷粉混合，之后，先依次将得到的混合粉末与溶剂和分散剂以及粘结剂、塑化剂和均化剂进行共同球磨，再将得到的稳定均一的浆料于模具上流延成型、干燥后，将得到的生瓷片依次置于300‑600℃下排除有机添加剂、800‑950℃下烧结成型，制得目的产物。它的导热性能明显提高、介电性能明显改善，极易于广泛地商业化应用于电子封装领域。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料及制备方法，尤其是一种导热的低温共烧陶瓷(LTCC)材料及其制备方法。

背景技术

随着信息化产业的高速发展，人们对电子产品的小型化、集成化和便携性提出了越来越高的要求。为了将电子元件和电路模块化和高度集成化，需要进一步地提高电路的组装密度和系统的稳定性。低温共烧陶瓷是一种在未烧结的流延陶瓷材料上印刷互联导体、元件和电路后，将其叠层压制在一起，然后烧结成一个集成式陶瓷多层材料的技术，它为实现以上的目标提供了切实可行的解决方案。近期，人们为了获得低温共烧陶瓷材料，做出了不懈的努力，如中国发明专利申请CN 110156455 A于2019年8月23日公布的一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法。该专利申请中提及的LTCC基板材料由Bi₂O₃-Nb₂O₅陶瓷粉料、ZnO-B₂O₃-SiO₂系微晶玻璃和CuO-V₂O₅烧结助剂组成；制备方法先分别对构成陶瓷粉料、微晶玻璃和烧结助剂的原料进行配料、球磨、筛网并干燥、粉碎均匀、煅烧或熔炼与破碎球磨成粉的过程，再将其按比例混合后，经流延、叠层热压和烧结处理，获得产物。这种产物虽降低了生坯的烧结温度，缩短了烧结时长，却和其制备方法都存在着不足之处，首先，产物的导热性欠佳，制约了应用的范围，尤为将其用于较大功率的电路封装时；其次，制备方法不仅过于繁杂，还不能获得具有较高导热性能的产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种导热性能较高的导热的低温共烧陶瓷材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述导热的低温共烧陶瓷材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，导热的低温共烧陶瓷材料的组分及含量为：

Bi基玻璃 100重量份，

氧化铝(Al₂O₃)陶瓷粉 80-150重量份，

碳化物 ≤3重量份；

其中，氧化铝陶瓷粉的粒径为1-2μm。

作为导热的低温共烧陶瓷材料的进一步改进：

优选地，Bi基玻璃由三氧化二铋(Bi₂O₃)、氧化硼(B₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)和氧化铝(Al₂O₃)的摩尔比为1：0.1-1：0.05-0.2：0.5-1：0-0.2的比例组成。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为，上述导热的低温共烧陶瓷材料的制备方法包括流延成型法，特别是完成步骤如下：