[发明专利]用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷、其制备方法及生瓷带

说明书

本发明提供了一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷，包括陶瓷原料、有机溶剂、粘合剂、增塑剂和添加剂；陶瓷原料包括以下重量份材料：100‑120份氧化铝，0.2‑3份碳酸钙，0.5‑5份粘土，0.2‑3份滑石粉，0.1‑1份三氧化二铬，0.3‑3份二氧化钛，其具有良好的遮光性。还提供了一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷的制备方法，将上述用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷的浆料进行球磨。还提供了一种用于半导体集成电路封装的生瓷带，由上述用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷的制备方法所制备的瓷浆料流延得到。适用于制作半导体集成电路封装外壳。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体而言，涉及一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷、其制备方法及生瓷带。

背景技术

半导体集成电路封装管壳是承载电子元器件及两者集成的模块、组件的包封体。管壳其机械支撑和环境保护的作用，实现芯片与外部的电、光信号连接，为芯片的提供散热通道和电磁辐射屏蔽。因此，管壳的各种性能对器件及电路的性能具有至关重要的影响作用。陶瓷作为常见的管壳材料之一，具有气密性好、可多层布线、绝缘性能好、热膨胀系数与芯片接近等优点，可用于军用电子领域。Al₂O₃陶瓷具有良好的电气性能、高强度、高导热率、气密性及耐热冲击性能等，是比较理想的封装材料。有些特殊用途的半导体集成电路有明显的光敏性，因此需要开发具有良好遮光性的黑色Al₂O₃陶瓷。

物质呈现出特定的颜色是光的一种特征，物体对可见光选择性吸收引起的。光是一种电磁波，可见光是波长处于393-770nm范围内的电磁波，处于这一范围内的不同波段的电磁波，使人眼呈现着不同的颜色。吸收波长在可见光范围内的光，物质呈色，呈现的颜色为其所吸收的光波的补色。因此，若物质对可见光范围内所有波长的光全部吸收时，物质呈现为黑色。调整Al₂O₃陶瓷配方中着色氧化物的比例，在一定条件下可获得陶瓷样品，吸收全部可见光而呈现黑色。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷，透光度低，适合制作半导体集成电路封装材料；

本发明的第二个目的在于提供一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷的制备方法，能够制备出上述用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷；

本发明的第三个目的在于提供一种用于半导体集成电路封装的生瓷带，透光度低，适合制作半导体集成电路封装材料。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于半导体集成电路封装的黑色氧化铝陶瓷，包括陶瓷原料、有机溶剂、粘合剂、增塑剂和添加剂；陶瓷原料包括以下重量份材料：100-120份氧化铝，0.2-3份碳酸钙，0.5-5份粘土，0.2-3份滑石粉，0.1-1份三氧化二铬，0.3-3份二氧化钛。

过渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、V等最外层或(和)次外层电子是不饱和的，在白光下发生转移，相应的对白光中某一特征波段光选择性吸收，呈现出该波段光颜色的补色。对可见光范围内各色光波均匀地大幅度地吸收则呈现出黑色。因此，添加过渡元素(Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、V等)氧化物与氧化铝形成固溶体，利用对可见光的吸收作用获得黑色Al₂O₃陶瓷。

作为优选的，本申请选择了在氧化铝原料中加入三氧化二铬和二氧化钛，这两种过渡金属氧化物较为常见，可以降低生产成本，并且能取得良好的生产效果。二氧化钛是一种很好的添加剂。不仅有利于黑色氧化铝陶瓷的着色，降低黑色氧化铝陶瓷的烧成温度，而且能提高黑色氧化铝陶瓷的体积电阻率。三氧化二铬也能够起到降低烧结温度的作用。

作为优选的，包括112-124份原料、58-62份有机溶剂、9-9.6份粘合剂、4.4-5.2份增塑剂、0.2-1.8份添加剂。