[发明专利]一种共烧氮化铝陶瓷基板的制备方法

说明书

本发明涉及电子陶瓷基板领域，提供一种共烧氮化铝陶瓷基板的方法，解决现有技术的共烧氮化铝陶瓷热导率不高、烧结温度过高导致能耗大的缺陷。包括以下制备步骤：(1)配料球磨：将氮化铝粉体、烧结助剂送入球磨机中球磨处理；(2)脱泡：将球磨好的浆料陈腐2－3h后送入脱泡机进行脱泡至浆料粘度达到20000～23000mPa·s；(3)流延成型：将步骤(2)处理后的浆料送入流延机进行流延成型，并静置6－8h；(4)冲片；(5)叠压：根据厚度需求对经过印刷后的生坯片进行解压；(6)排胶：将经过步骤(5)处理后的生坯片放入氮气保护排胶炉中，在氮气气氛下进行排胶至碳含量到2000ppm以下；(7)烧结。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷基板领域，尤其涉及一种共烧氮化铝陶瓷基板的制备方法。

背景技术

目前市场上的高温共烧陶瓷(HTCC)主要分为三类：分别是以氧化铝、莫来石和氮化铝为主要成分的陶瓷。以氧化铝为主要成分的陶瓷是目前比较成熟的微电子封装技术，它由92～96％氧化铝，外加4～8％的烧结助剂在1500～1700℃下烧结而成，其导线为钨、钼、钼－猛等难熔金属。该基板技术成熟，介质成本低，热导率和抗弯强度较高。但是氧化铝多层陶瓷基板的缺点也比较显著如下：介电常数高，影响信号传输速度的提高；导体电阻率高，信号传输损耗较大；热膨胀系数与硅相差较大，从而限制了它在巨型计算机上的应用。

以莫来石为主要成分的陶瓷其(7.3－7.5)介电常数要比氧化铝(9.4)低，由此其传输延迟时间可比氧化铝小17％左右，由于莫来石的热膨胀系数与硅很接近，所以目前得到了很快的发展。但是此基板只能采用钨、镍、钼等，电阻率较大而且热导率低于氧化铝基板。

以氮化铝为主要成分的陶瓷由于其热导率高，热膨胀系数与Si、SiC和GaAs等半导体材料相匹配，其介电常数与介质损耗均优于氧化铝，并且氮化铝是较硬陶瓷，在严酷的环境条件下仍能很好地工作，由此在国内外都取得了广泛的研究。而目前对于氮化铝的高温共烧陶瓷技术任然存在很多的问题需要解决。例如：(1)氮化铝基板与钨、钼等导体共烧后，其热导率会有所下降；(2)常用的外层导体原料钨浆料容易被氧化；(3)烧结温度高，能耗较大；(4)丝网印刷的电阻器与其他无源元件不能并入高温共烧工艺。

中国专利申请号201611115067.5公开了一种高温共烧氮化铝陶瓷的烧结方法，该方法包括以下步骤：(1)使用氮化铝生瓷和金属化浆料按照多层陶瓷生产工艺制作氮化铝生瓷件；(2)将氮化铝生瓷件在排胶炉中排胶；(3)排胶后的生瓷件放入双重密闭承烧装置中；(4)将装有氮化铝生瓷件产品的承烧装置放入高温气氛烧结炉中烧结。该发明的优点：1)可以制备高温共烧氮化铝陶瓷，应用于MCM基板和封装、大功率器件的基板、外壳、大功率LED封装外壳等领域；2)使用该发明的方法烧结，可以避免氮化铝陶瓷中第二相的过度挥发，得到的共烧氮化铝陶瓷的热导率、抗折强度和金属化强度满足电子陶瓷的使用要求.该发明主要借助双重密闭承烧装置来避免氮化铝陶瓷中第二相的过度挥发，进而减少热导率的降低，但是其产品最终的热导率178.5－193.8，热导率并不高。且其烧结温度高达1900℃，能耗大。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提供一种共烧氮化铝陶瓷基板的方法，解决现有技术的共烧氮化铝陶瓷热导率不高、烧结温度过高导致能耗大的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种共烧氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下制备步骤：(1)配料球磨：将氮化铝粉体、烧结助剂送入球磨机中球磨处理；

(2)脱泡：将球磨好的浆料陈腐2－3h后送入脱泡机进行脱泡至浆料粘度达到20000～23000mPa·s；

(3)流延成型：将步骤(2)处理后的浆料送入流延机进行流延成型，并静置6－8h；