[发明专利]用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件及其制备方法，该制备方法主要工序有生瓷成型，即将氧化铝生瓷片按预先设计制成所需的生瓷；共烧，将所述生瓷进行高温共烧，从室温以0.75‑2.75℃/min升至500‑600℃，保温2‑4h，此工作段全程通入氮气；再以1‑3℃/min升温至1500‑1650℃，保温1.5‑3h后随炉自然冷却，此工作段全程通入氮气与带水蒸气的湿氢的混合气体。经过该制备方法使得多层钨金属化氧化铝异形件的碳残留得到了明显的改善，保证了最终材料的性能。

技术领域

本发明属于HTCC制造技术领域，特别涉及一种用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件的制备方法，还涉及由该制备方法制备得到的用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件。

背景技术

在集成电路的电子封装中常使用到钨金属化高温共烧氧化铝陶瓷(Hightemperature co-fired ceramic，HTCC)，由于其具有耐高温、高绝缘、高强度的等优异的特性，被广泛的应用于手机、汽车电子、军工等领域。

多层钨金属化氧化铝陶瓷的制备工序主要包括机械加工、印刷、层压、切片和高温共烧等，其中，多层钨金属化氧化铝陶瓷的高温共烧主要包括以下几个阶段：一是烧结前期也是主要的排胶期，在这个阶段主要是氧化铝生瓷与钨浆中的有机物如增塑剂、粘接剂、溶剂等有机载体的分解排除；二是烧结后期，主要包括了在烧结助剂的作用下部分液相的生成，和高温段氧化铝与钨持续收缩致密的过程。

在高温共烧这个过程中，如果烧结曲线、烧结气氛不合适，会造成相应的缺陷，其中就包含碳残留问题，特别是氧化铝多层的层数越多，结构越复杂的异形件，其排胶难度越大，碳残留的几率越高。而高的碳残留量会影响到产品的烧结状态，程度较轻微的可能只影响了材料的部分性能，比如体积电阻率、抗折强度等，严重的会造成瓷体鼓包、裂纹等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件的制备方法，经过该制备方法使得多层钨金属化氧化铝异形件的碳残留得到了明显的改善，保证了最终材料的性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件的制备方法，包括以下工序：

生瓷成型：将氧化铝生瓷片按预先设计制成所需的生瓷；

共烧：将所述生瓷进行高温共烧，从室温以0.75-2.75℃/min升至500-600℃，保温2-4h，此工作段全程通入氮气；再以1-3℃/min升温至1500-1650℃，保温1.5-3h后随炉自然冷却，此工作段全程通入氮气与带水蒸气的湿氢的混合气体。

进一步方案，所述生瓷成型的工艺，包括以下步骤：

打空腔：将氧化铝生瓷片按照预先设置的程序打出相应的空腔；

印刷：将钨浆在打完空腔的生瓷片上印刷出相应的图形；

等静压：将印刷后的生瓷片按照设计顺序层叠后，进行叠压；

生切：将等静压后的生瓷进行生切。

进一步方案，所述等静压的工艺条件为温度50-70℃，压力1500-3500psi。

进一步方案，所述混合气体中，氮气与湿氢的体积比在1:1-1:4之间。

进一步方案，所述湿氢采用的湿氢罐内纯水的温度为20℃-50℃之间。

本发明进一步公开了一种用于HTCC的多层钨金属化氧化铝异形件，其采用如前所述的制备方法制得。

进一步方案，所述多层钨金属化氧化铝异形件的碳残留量＜450ppm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：