[发明专利]一种采用石墨炉烧结的氮化铝陶瓷基板的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷基板的制备领域，提供一种采用石墨炉烧结的氮化铝陶瓷基板的制备方法，解决现有技术的氮化铝基板热导率低、表面不平整及生产效率不高的缺陷，包括以下制备步骤：1)准备原材料：以氮化铝粉体为主原料，以Y₂O₃、CaF₂为烧结助剂；2)球磨；3)脱泡；4)流延；5)冲片：送入冲片机进行冲片分切；6)等静压：将分切后的坯体送入等静压机进行等静压处理，所述等静压的压力为10－14MPa，温度为80－90℃；7)电动敷粉；8)调解挡板位置；9)排胶；10)石墨炉烧结；11)研磨、激光、清洗处理。

技术领域

本发明涉及陶瓷基板的制备领域，尤其涉及一种采用石墨炉烧结的氮化铝陶瓷基板的制备方法。

背景技术

氮化铝陶瓷基板是电子信息行业中大规模集成电路封装、散热基板用关键材料，在国计民生的各行各业拥有广泛的应用领域，如国家鼓励实施的集成电路升级、LED照明、电子及微电子封装、功率封装，如晶闸管、整流管等；包括大功率器件、电力电子器件；汽车电子的IGBT及MOSFET功率模块封装等。作为新型功能材料，氮化铝广泛应用于军事和空间技术通讯、计算机、仪器仪表工业、电子设备、汽车、日用家电、办公自动化等各个领域。氮化铝陶瓷基板在烧结过程中，会受到生坯中含有的氧杂质影响，热导率不能稳定控制在170W/m·K以上，而且会产生不同程度的变形，表面不平整，通常平整度合格率低于90％。要得到表面平整的陶瓷基板，需要采用打磨或研磨的方式进行加工，这不仅需要去除0.2－0.3mm厚度的表面，而且容易造成基板破碎，降低成品率。

现有的陶瓷基板在制备过程中通常需要进行敷粉，即在坯体的表面敷一层隔离粉，使烧结使陶瓷基板不会黏在一起，但是传统的敷粉方式通常是采用人工上料，使生产效率不高。

在材料热压烧结技术中，两种固体材料烧结在一起或粉体材料烧结成块体时，需要对被烧结的材料进行压制，同时还需要对其进行加热烧制。为了保证热压烧制材料的性能，必须保证压力精准恒定、温度均匀。现有技术中，为了提高陶瓷基板表面的平整度，在烧结后通常需要再进行复平处理，工序较为复杂。

中国专利号201610507018.X公开了一种氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：(1)配制流延浆料；(2)流延成型：步骤(1)配制的流延浆料经过真空脱泡后进入流延机，经流延得到流延坯体；(3)冲压：将流延坯体冲压成单片坯体；(4)溶剂涂覆：在单片坯体的正反两面均涂覆有机溶剂；(5) 叠层：将步骤(4)中已涂覆有机溶剂的单片坯体叠在一起后进行真空封装；(6) 等静压压制；(7)排胶；(8)烧结，得到氮化铝陶瓷基板。该发明没有采用敷粉而是用涂覆溶剂的方式提升产品的均匀性和致密性，溶剂的含量较高，对产品的热导率产生影响。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明一种采用石墨炉烧结的氮化铝陶瓷基板的制备方法，解决现有技术的氮化铝基板热导率低、表面不平整及生产效率不高的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种采用石墨炉烧结的氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下制备步骤：

1)准备原材料：以氮化铝粉体为主原料，以Y₂O₃、CaF₂为烧结助剂；

2)球磨：将氮化铝粉体与烧结助剂混合，加入溶剂及分散剂后球磨23－24h，再加入粘结剂及塑化剂后再次球磨分散处理20－24h；

3)脱泡：送入脱泡罐进行脱泡处理3－4h，得到浆料；

4)流延：将浆料送入流延机进行流延成型，得到流延生坯；

5)冲片：送入冲片机进行冲片分切；

6)等静压：将分切后的坯体送入等静压机进行等静压处理，所述等静压的压力为10－14MPa，温度为80－90℃；