一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法
【专利说明】 一种二硼化锆増韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制
备方法
技术领域
[0001]本发明涉及碳化硅陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子元器件功率和密度的增大，致使单位体积发热量也随之增加，对电路基板的综合性能要求越来越高，其中陶瓷基板具备良好的综合性能，在绝缘性、导热性以及热膨胀性、化学稳定性等方面表现突出，逐渐被广泛的应用于基板材料中，其中沿用较久的主要是以氧化铝、氧化铍作为基板原料，然而氧化铝陶瓷片存在热导率低、热膨胀系数与Si不相匹配等缺点，氧化铍陶瓷虽然综合性能较为优良，但是其生产成本较高、有毒，氮化铝陶瓷虽然综合性能较为优良，但生产成本较高，应用也受到限制，反之以碳化硅作为基板材料在使用性能上则具有较为明显的优势。
[0003]虽然碳化硅陶瓷基板的应用前景广阔，然而在实际生产过程中存在烧结致密度低、原料利用率低、绝缘性有待提高等等问题，制约着这类材料的大规模使用，急需从原料配制及生产工艺上做进一步的改进。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料，该材料由以下重量份的原料制成:碳化硅60-65、二硼化锆2-3、六硼化镧1-2、纳米氧化铝12-15、硅烷偶联剂kh550 1_2、甘油8-10、乙二醇5-6、聚乙二醇1-2、纳米陶瓷粉透明液体10-12、去离子水50-60。
[0006]所述的一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料的制备方法为:
(1)先将碳化硅、二硼化锆、六硼化镧球磨分散12_15h，随后加入纳米氧化铝、硅烷偶联剂kh550继续混合球磨分散3-4h后，加入其它剩余物料，密闭混合球磨分散4-5h，将所得浆料完全干燥后过200-300目筛；
(2)将上述过筛粉体投入模具中压制成型，所得坯体在400-500°C下进行排胶处理，处理结束后将还体送入真空电阻炉中，其中氮气和氢气的流量比为1:0.5-0.6，并在氮气和氢气混合气体氛围下以1500-1600°C的温度保温烧结4-5h，烧结结束后自然冷却至室温，即得所述复合陶瓷基板材料。
[0007]本发明制备的碳化硅基陶瓷基板以微米级的碳化硅、二硼化锆、六硼化镧与纳米量级的氧化铝粉体复合使用，制得的基体材料强度高，韧性极佳，耐高热稳定，具备更为高效的导热性能，而含有纳米陶瓷粉透明液体的聚乙二醇复合溶剂对粉体间的浸润性和粘结能力强，可使得各物料间均匀分散包覆，制成高密度的坯体，坯体在相对较低的烧结温度下即可得到高致密度、高强度、高韧性、高光洁度的复合陶瓷基板，其导热散热效率高，生产高效环保，应用潜力巨大。
【具体实施方式】
[0008]该实施例的碳化硅陶瓷基板材料由以下重量份的原料制成:碳化硅60、二硼化锆
2、六硼化镧1、纳米氧化铝12、硅烷偶联剂kh550 1.5、甘油8、乙二醇5、聚乙二醇1、纳米陶瓷粉透明液体10、去离子水50。
[0009]该基板陶瓷的制备方法为:
(1)先将碳化硅、二硼化锆、六硼化镧球磨分散12h，随后加入纳米氧化铝、硅烷偶联剂kh550继续混合球磨分散3h后，加入其它剩余物料，密闭混合球磨分散4h，将所得浆料完全干燥后过200目筛；
(2)将上述过筛粉体投入模具中压制成型，所得坯体在400V下进行排胶处理，处理结束后将还体送入真空电阻炉中，其中氮气和氢气的流量比为1:0.5，并在氮气和氢气混合气体氛围下以1550°C的温度保温烧结4h，烧结结束后自然冷却至室温，即得所述复合陶瓷基板材料。
[0010]该实施例制得的基板的性能测试结构为:
体积密度:3.32g/cm3;弯曲强度:528MPa ;热导率:150.1 (ff/m.k)D
【主权项】
1.一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料，其特征在于，该材料由以下重量份的原料制成:碳化硅60-65、二硼化锆2-3、六硼化镧1-2、纳米氧化铝12-15、硅烷偶联剂kh550 1-2、甘油8-10、乙二醇5-6、聚乙二醇1_2、纳米陶瓷粉透明液体10-12、去离子水50-60 ο2.如权利要求1所述的一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料及其制备方法，其特征在于，所述的制备方法为: (1)先将碳化硅、二硼化锆、六硼化镧球磨分散12_15h，随后加入纳米氧化铝、硅烷偶联剂kh550继续混合球磨分散3-4h后，加入其它剩余物料，密闭混合球磨分散4-5h，将所得浆料完全干燥后过200-300目筛； (2)将上述过筛粉体投入模具中压制成型，所得坯体在400-500°C下进行排胶处理，处理结束后将还体送入真空电阻炉中，其中氮气和氢气的流量比为1:0.5-0.6，并在氮气和氢气混合气体氛围下以1500-1600°C的温度保温烧结4-5h，烧结结束后自然冷却至室温，即得所述复合陶瓷基板材料。
【专利摘要】本发明公开了一种二硼化锆增韧的碳化硅基陶瓷电路板基板材料，该碳化硅基陶瓷基板以微米级的碳化硅、二硼化锆、六硼化镧与纳米量级的氧化铝粉体复合使用，制得的基体材料强度高，韧性极佳，耐高热稳定，具备更为高效的导热性能，而含有纳米陶瓷粉透明液体的聚乙二醇复合溶剂对粉体间的浸润性和粘结能力强，可使得各物料间均匀分散包覆，制成高密度的坯体，坯体在相对较低的烧结温度下即可得到高致密度、高强度、高韧性、高光洁度的复合陶瓷基板，其导热散热效率高，生产高效环保，应用潜力巨大。
【IPC分类】C04B35/565
【公开号】CN105367065
【申请号】CN201510706675
【发明人】王丹丹, 王乐平, 夏运明, 涂聚友
【申请人】合肥龙多电子科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月27日