[发明专利]一种硅粉流延制备氮化硅陶瓷基板的方法

摘要

本发明公开了一种硅粉流延制备氮化硅陶瓷基板的方法，属于绝缘基板技术领域。本发明以硅粉和无机助烧添加剂为原料，以蓖麻油为分散剂，以聚乙烯醇缩丁醛为粘接剂，根据硅粉表面的化学状态和颗粒尺寸，加入有利于硅粉流延成型的增塑剂，制备出厚度可调、表面光滑、无裂纹以及无气孔的大面积生坯，将生坯经排胶后，通过高温烧结制备出热导率大于50W·m‑1·K‑1，抗弯强度大于600MPa，断裂韧性大于8MPa·m1/2的氮化硅陶瓷基板。

主权项

1.一种硅粉流延制备氮化硅陶瓷基板的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)流延浆料的制备：①按配比称量硅粉、无机烧结助剂和分散剂，添加重量为硅粉、无机烧结助剂和分散剂混合物1.2‑1.5倍的无水乙醇‑丁酮共沸物，以氮化硅球为球磨介质进行第一次球磨；②往第一次球磨后的浆料中加入粘接剂和增塑剂，进行第二次球磨；③将第二次球磨后得到的浆料在真空度为0.1Pa的条件下脱泡，得到粘度合适的浆料；(2)生坯的制备：将脱泡的浆料采用流延方法进行素坯成型，经过干燥后获得厚度为0.1mm～2.2mm的无气孔无裂纹表面光滑素坯，然后按照所需的要求进行裁切，在真空脱脂炉中进行真空排胶，获得脱脂后的生坯；(3)烧结：将脱脂后的生坯放入石墨坩埚中，升温到1350℃～1420℃保温0.5‑4小时，然后升温到1780℃～1950℃，保温2‑5小时后，烧结期间的烧结气氛为1‑50atm的氮气，然后降温到1600℃～1200℃，之后进行随炉冷却，获得机械性能优越的高热导率氮化硅陶瓷基板；步骤(1)中所述的硅粉与无机烧结助剂的质量分数比例为4～100:1；步骤(1)中所述的硅粉与分散剂的质量分数比例为40～60：1；步骤(1)中所述的硅粉与粘接剂的质量分数比例为9～20:1；步骤(1)中所述的硅粉与增塑剂的质量分数比例为9～20:1；所述的无机烧结助剂为MgO、ZrO2和稀土氧化物的一种或多种；所述的分散剂为蓖麻油；所述的粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛；所述的增塑剂为三甘醇二异辛酸酯、三甘醇二正庚酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、癸二酸二辛酯中的一种或几种。