[发明专利]一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷板及其制备方法，涉及陶瓷材料技术领域。该陶瓷板由以下重量份组分组成：氧化铝粉体50～99.5份，氧化锆0～45份、烧结助剂0～20份，有机溶剂30～60份；分散剂0.5～5份，粘结剂与增塑剂的混合物0.5～20份。本发明通过控制叠层陶瓷复合材料由不同掺量的氧化锆增强的氧化铝及其叠层组成方式，提高陶瓷基板抗弯强度和热导率，同时使基板能够和亲电路工作层具有良好的相容性能；进一步地，通过流延叠层的方法，将工作层设计为亲电路的材料层，改善基板与电路之间的附着性，提高陶瓷基板与覆铜层电路结合强度，减少了传统基板在覆铜前要做一个过渡层处理工艺，提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷板及其制备方法。

背景技术

陶瓷基板作为电路板基材，在使用过程中对电子元器件进行承载与保护，同时电路运行产生的热量在放热冷却的过程中会产生一定的热应力，这就使得基板材料需要有一定的强度和热导率，才能保证在使用过程中不会因为热应力的存在缩短了整个电路板的使用寿命，提高电子元件的可靠性和稳定性。

一方面，即使是同一种材料，不同的层间结构也会受到应力的不同影响。层状陶瓷复合材料由晶须或颗粒增强的交替层组成。这种复合材料允许两种增强机制的结合，第一种作用于微观结构的尺度，在层间，通过颗粒结构诱导应力转变；第二种作用于宏观尺度，在层间的界面处，通过晶须结构诱导应力转变。在这些叠层结构中，由于不同成分层之间热膨胀的差异，在烧结温度冷却过程中产生残余应力，同时也容易造成陶瓷烧结板分层、鼓包、开裂等问题，影响陶瓷基板机械性能。

另一方面，铜线路在基板上的附着性目前也是一个问题，基于铜金属与氧化锆的润湿性比较差，粘附性比较差，这是由于氧化锆热膨胀系数(11.4x10^-6)，与铜金属膨胀系数容差大，导致线路难以覆上，覆上的电路经常会断开；此外，直接接触的基板工作层的热导率对电路散热有很大影响。

因此，如何改善陶瓷基板的力学性能、提高热导率，以提高基板的可靠性，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何改善陶瓷基板的力学性能、提高热导率，以提高基板的可靠性。

本发明的首要目的在于提供一种颗粒增韧层状结构补强的氧化锆增韧氧化铝(ZTA)复合陶瓷板。另一目的在于提供上述层状结构的ZTA复合陶瓷板的制备方法，该方法采用流延成型方法，可以完成不同氧化锆掺杂的氧化铝坯体制备，并利用流延坯体厚度以及堆叠方式，使得制备出的氧化锆增韧氧化铝基板具有更高的力学性能和热导率，同时可以降低烧结温度，提高基板可靠性。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷板，由以下重量份组分组成：

氧化铝粉体50～99.5份，氧化锆0～45份、烧结助剂0～20份，有机溶剂30～60份；分散剂0.5～5份，粘结剂与增塑剂的混合物0.5～20份。

其进一步地技术方案为，所述烧结助剂为Y₂O₃、MgO、CaO、SiO₂、CeO₂、La₂O₅、BaO、SrO、Sc₂O₃、Sm₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Dy₂O₃和Ho₂O₃中的至少一种。

其进一步地技术方案为，所述有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、无水乙醇中的至少一种。