专利名称：：一种高导热AlN电子陶瓷基片的生产方法
技术领域：
：本发明属于精细陶瓷材料
技术领域：
，特别涉及规模化、工业化的一种高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法。
背景技术：
：随着微电子技术和信息技术中电子元器件的复杂性和集成度日益提高，对电子基片材料的性能特别是散热性能提出了更高的要求。常用的陶瓷基片材料有A1^3、AlN、SiC、BeO、莫来石、玻璃陶瓷等，其中，A1N陶瓷比常用的A1^3陶瓷的热导率高一个数量级、具有与氧化被和碳化硅接近的高热导率、具有较低的介电常数和介电损耗、具有与硅相匹配的热膨胀系数、无毒的优良特性，具有良好的使用价值和应用前景。目前A1N陶瓷基片的生产方法主要是干压法和流延法等，其中干压法工艺简单，投资少，下作强度低，但是干压法生产的基片厚度较大(一般大于lmm)、基片面积较小且不均匀，特别是生产的陶瓷基片散热性能较差(一般小100K/m!()，不适合工业化生产，因此要实现大规模工业化生产一般采用有机溶剂流延法来生产A1N陶瓷基片，但也存在生产成本较高，产品性能随工艺波动较大，成品率不高等不足之处。
发明内容为克服目前采用干压法和流延法生产A1N陶瓷基片的现有技术不足，本发明的目的是提供一种高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法。具有生产A1N陶瓷基片的工艺稳定、产品质量可靠、性能较好，并且生产成本较低。为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案—种高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，所述的以A1N粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下(1)配料将A1N粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中，加入分散剂、增塑剂，球磨，并在球磨过程中加入少量粘结剂；(2)混合球磨混合的粉料在转速为300600rad/s的滚筒中球磨4860小时，混合后得到的陶瓷浆体粘度在15003000CPS;(3)除泡，过筛将球磨好的陶瓷桨料利用真空泵进行真空脱泡，消除球磨中混入浆体的空气，经真空脱泡出来的浆料，过100400m筛网，取筛下浆料，筛上料返回球磨筒中；(4)流延成型经真空脱泡和过筛处理的浆体，在流延机上进行刮片成0.52mm厚的基片素坯，将素坯从流延机上脱模，并经10020(TC的热风干燥，形成具有一定强度和柔韧性的素坯片；(5)排胶将干燥后的素坯片送入特制排胶炉中，分段排胶，最高温度50070(TC，排胶炉分为35个温度阶段，排胶时间812小时，排胶后得到坯片；(6)烧成将坯片送入气氛烧结炉，在0.31的氮气气氛保护中，在1700°C190(TC温度下，烧结26个小时；(7)切割、划线烧成好的高导热A1N电子陶瓷基片可以用激光切割成各种所需形状和大小，并按照要求进行划线处理。所述的一种高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，所述混合粉料重量配比如下粉料3560wt^，粉料包括A1N粉85%97wt%+烧结助剂3%15wt%;有机溶剂3050wt%;分散剂0.52wt%;增塑剂:310wt%;粘结剂510wt%;所述的一种高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，所述高导热A1N电子陶瓷基片，具有体积密度为3.303.40(g/cm3)、热导率为120170(w/mk)线膨胀系数为4.34.5(10—7°C)。由于采用如上所述上的技术方案，本发明具有如下所述的优越性该高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，基于有机溶剂流延法的生产方式，具有生产工艺稳定、产品质量可靠、性能较好，并且适用于低成本生产的一种高导热A1N电子陶瓷基片的工业化生产方式。图1为高导热A1N电子陶瓷基片的生产工艺流程具体实施例方式下面通过具体实施方案进一步阐述本发明实施方式一如图1所示该高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，以A1N粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下(1)配料将A1N粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中，加入分散剂、增塑剂，球磨，并在球磨过程中加入少量粘结剂。本发明方法中，粉料重量配比如下粉料45%A1N粉重量百分比为96%+烧结助剂(Y203)重量百分比为4%有机溶剂重量百分比为35%分散剂重量百分比为2%增塑剂重量百分比为10%粘结剂重量百分比为8%(2)混合球磨混合的粉料在转速为300rad/s的滚筒中球磨48小时，混合后得到的陶瓷浆体粘度在1700CPS。(3)除泡，过筛将球磨好的陶瓷桨料利用真空泵进行真空脱泡，消除球磨中混入浆体的空气，经真空脱泡出来的浆料，过150m筛网，取筛下浆料，筛上料返回球磨筒中。4(4)流延成型经真空脱泡和过筛处理的浆体，在流延机上进行刮片成0.5mm厚的基片素坯。将素坯从流延机上脱模，并经20(TC的热风干燥，形成具有一定强度和柔韧性的素坯片。(5)排胶将干燥后的素坯片送入特制排胶炉中，分段排胶，排胶温度70(TC，排胶炉分为4个温度阶段，排胶10个小时得到坯片。(6)烧成将坯片送入气氛烧结炉中，在1个大气压的氮气保护中，在185(TC温度下，保温5个小时，断电冷却，取出即可得到陶瓷基片。得到的A1N电子陶瓷基片的性能如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施方式二以AIN粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下(1)配料将AIN粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中，加入分散剂、增塑剂，球磨，并在球磨过程中加入少量粘结剂。本发明方法中，粉料重量配比如下粉料35%AIN粉重量百分比为97%+烧结助剂(Y203)重量百分比为3%有机溶剂重量百分比为55%分散剂重量百分比为1%增塑剂重量百分比为3%粘结剂重量百分比为6%(2)混合球磨混合的粉料在转速为300rad/s的滚筒中球磨48小时，混合后得到的陶瓷浆体粘度在1600CPS。(3)除泡，过筛将球磨好的陶瓷桨料利用真空泵进行真空脱泡，消除球磨中混入浆体的空气，经真空脱泡出来的浆料，过150m筛网，取筛下浆料，筛上料返回球磨筒中。(4)流延成型经真空脱泡和过筛处理的浆体，在流延机上进行刮片成0.5mm厚的基片素坯。将素坯从流延机上脱模，并经20(TC的热风干燥，形成具有一定强度和柔韧性的素坯片。(5)排胶将干燥后的素坯片送入特制排胶炉中，分段排胶，排胶温度65(TC，排胶炉分为4个温度阶段，排胶12个小时得到坯片。(6)烧成将坯片送入气氛烧结炉中，在1个大气压的氮气保护中，在170(TC温度下，保温2个小时，断电冷却，取出即可得到陶瓷基片。得到的A1N电子陶瓷基片的性能如下性能指标体积密度(g/cm3)3.31热导率(w/mk)120线膨胀系数(10—7°c)4.4实施方式三以A1N粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下(1)配料将A1N粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中，加入分散剂、增塑剂，球磨，并在球磨过程中加入少量粘结剂。本发明方法中，粉料重量配比如下粉料55%A1N粉重量百分比为90%+烧结助剂(Y203)重量百分比为10%有机溶剂重量百分比为30%分散剂重量百分比为1%增塑剂重量百分比为8%粘结剂重量百分比为6%(2)混合球磨混合的粉料在转速为300rad/s的滚筒中球磨48小时，混合后得到的陶瓷浆体粘度在2800CPS。(3)除泡，过筛将球磨好的陶瓷桨料利用真空泵进行真空脱泡，消除球磨中混入浆体的空气，经真空脱泡出来的浆料，过150m筛网，取筛下浆料，筛上料返回球磨筒中。(4)流延成型经真空脱泡和过筛处理的浆体，在流延机上进行刮片成0.5mm厚的基片素坯。将素坯从流延机上脱模，并经20(TC的热风干燥，形成具有一定强度和柔韧性的素坯片。(5)排胶将干燥后的素坯片送入特制排胶炉中，分段排胶，排胶温度65(TC，排胶炉分为4个温度阶段，排胶12个小时得到坯片。(6)烧成将坯片送入气氛烧结炉中，在1个大气压的氮气保护中，在190(TC温度下，保温6个小时，断电冷却，取出即可得到陶瓷基片。6得到的A1N电子陶瓷基片的性能如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求一种高导热AIN电子陶瓷基片的生产方法，其特征在于所述的以AIN粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下(1)配料将AIN粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中，加入分散剂、增塑剂，球磨，并在球磨过程中加入少量粘结剂；(2)混合球磨混合的粉料在转速为300～600rad/s的滚筒中球磨48～60小时，混合后得到的陶瓷浆体粘度在1500～3000CPS；(3)除泡，过筛将球磨好的陶瓷浆料利用真空泵进行真空脱泡，消除球磨中混入浆体的空气，经真空脱泡出来的浆料，过100～400m筛网，取筛下浆料，筛上料返回球磨筒中；(4)流延成型经真空脱泡和过筛处理的浆体，在流延机上进行刮片成0.5～2mm厚的基片素坯，将素坯从流延机上脱模，并经100～200℃的热风干燥，形成具有一定强度和柔韧性的素坯片；(5)排胶将干燥后的素坯片送入特制排胶炉中，分段排胶，最高温度500～700℃，排胶炉分为3～5个温度阶段，排胶时间8～12小时，排胶后得到坯片；(6)烧成将坯片送入气氛烧结炉，在0.3～1的氮气气氛保护中，在1700℃～1900℃温度下，烧结2～6个小时；(7)切割、划线烧成好的高导热AIN电子陶瓷基片可以用激光切割成各种所需形状和大小，并按照要求进行划线处理。2.根据权利要求1所述的高导热AIN电子陶瓷基片的生产方法，其特征在于所述混合粉料重量配比如下粉料3560wt^，粉料包括A1N粉85X97wt%+烧结助剂3%15wt%;有机溶剂3050wt%;分散剂0.52wt%;增塑剂310wt%;粘结剂510wt%。3.根据权利要求1所述的高导热A1N电子陶瓷基片的生产方法，其特征在于所述高导热A1N电子陶瓷基片，具有体积密度为3.303.40(g/cm3)、热导率为120170(w/m*k)线膨胀系数为4.34.5(10—7°C)。全文摘要本发明公开一种高导热AlN电子陶瓷基片的生产方法，所述的以AlN粉体为基本原料，选用合适的辅料、有机溶剂，形成混合粉料，进行成型、干燥、烧成等生产，具体生产工艺流程如下配料将AlN粉和烧结助剂按一定重量配比混合，溶于适量的有机溶剂中，置于圆形滚筒中；混合球磨混合的粉料在转速为300～600rad/s的滚筒中球磨48～60小时；除泡过筛、流延成型、排胶、烧成；本发明生产的高导热AlN电子陶瓷基片可以用激光切割成各种所需形状和大小，并按照要求进行划线处理。具有生产工艺稳定、产品质量可靠、性能较好，并且适用于低成本生产的一种高导热AlN电子陶瓷基片的工业化生产方式。文档编号C04B35/581GK101723673SQ200910227419公开日2010年6月9日申请日期2009年12月10日优先权日2009年12月10日发明者刘东安,张战营,王玉江,罗伟,蔡泽申请人:洛阳理工学院;洛阳神佳窑业有限公司