[发明专利]一种高导热氮化硅陶瓷流延膜的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及氮化硅陶瓷流延技术领域，尤其涉及一种高导热氮化硅陶瓷流延膜的制备方法及其应用。本发明通过控制第二浆料的组成、固含量和粘度，使其仅通过均质搅拌+一次球磨便能够起到与现有技术中二次球磨相同的分散效果，时间短，效率高，同时省略了在所述高导热氮化硅陶瓷流延膜制备陶瓷基片时的流延素坯叠层工艺，符合批量化生产要求。

技术领域

本发明涉及氮化硅陶瓷流延成型技术领域，尤其涉及一种高导热氮化硅陶瓷流延膜的制备方法及其应用。

背景技术

相对于干压、轧膜、和切割等成型方式，采用流延成型技术制备氮化硅陶瓷基片不仅可以实现连续化生产，满足对产品规格的需求，其工艺特点也会同时实现氮化硅晶粒定向排列，提高产品导热性能，是目前已知最适于高导热氮化硅陶瓷基片批量化制备的成型方式。但是目前大多流延成型工艺基本采用二次球磨方式进行浆料的制备，例如张景贤等(张景贤，段于森，江东亮等，高导热氮化硅陶瓷的低温烧结和性能研究，真空电子技术，2017-05,16～19)采用三油酸甘油酯作为分散剂，乙醇/丁酮共沸组成作为溶剂，PVB作为粘结剂，DBP作为塑性剂。首先将陶瓷粉体、烧结助剂添加剂加到分散剂溶液中，球磨24～48h后加入粘结剂和塑性性，再次球磨24～72h制备出结构均匀的流延成型浆料，将流延成型浆料脱泡后，进行脱胶和烧结。

由此可见，二次球磨的传统流延成型工艺需要的时间长，无法提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热氮化硅陶瓷流延膜的制备方法及其应用，所述制备方法采用均质+一次球磨的方式，大大缩短了制备时间，提高了生产效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高导热氮化硅陶瓷流延膜的制备方法及其应用，包括以下步骤：

将氮化硅和Y-Mg系烧结助剂混合，得到混合料；

将分散剂、稳定剂、乙醇和所述混合料进行均质搅拌，得到第一浆料；所述均质搅拌的转速为2000～4000r/min，时间为2h；

将聚乙烯醇和有机溶剂混合，得到粘结剂；所述有机溶剂包括乙醇，还包括丁酮或乙酸乙酯；

将所述第一浆料、粘结剂和增塑剂混合，进行一次球磨，得到第二浆料；所述第二浆料的粘度为2500～4000cps，pH值为8.0～9.0，固含量为48.5～54.1％；所述一次球磨的转速为150r/min，时间为24h；

将所述第二浆料依次进行流延成型，得到高导热氮化硅陶瓷流延膜；

当所述第二浆料的固含量为48.5～50％时，所述流延速度为0.3m/min；当所述第二浆料的固含量为50～52％时，所述流延速度为0.2m/min；当所述第二浆料的固含量为52～54.1％时，所述流延速度为0.1m/min。

优选的，所述高导热氮化硅陶瓷流延膜的厚度≤0.6mm。

优选的，所述Y-Mg系烧结助剂包括含钇化合物和含镁化合物；

所述含钇化合物包括Y₂O₃，所述含镁化合物包括MgO或MgSiN₂；

所述含钇化合物和含镁化合物的质量比为(6～10)：(4～7)。

优选的，所述氮化硅和Y-Mg系烧结助剂的质量比为(84～90)：(10～17)。

优选的，所述分散剂包括磷酸三乙酯、聚丙烯酸、蓖麻油或聚乙烯吡咯烷酮；

所述稳定剂包括乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯；