一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法

文档序号:9626924
一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法
【专利说明】 一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料
及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及电路板用陶瓷基板材料技术领域,尤其涉及一种自润滑的高导热氮化招-碳化娃复合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,然而这两种材料存在热导率低、有毒等缺陷,应用受到限制,反之以氮化铝、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]虽然氮化铝、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原料价格较为昂贵、高温烧结致密度低、生产过程繁琐、原料利用率低、实际导热率不尽如人意等等问题,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,提供一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合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:
一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料,该材料由以下重量份的原料制成:硼玻璃粉1-2、氮化铝60-70、碳化硅15-20、三聚磷酸钠0.2-0.3、氟化石墨微粉3-4、季铵盐类离子液体10-12、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh550 1_2、异己二醇4_5、聚乙二醇1-1.5、烧结助剂6-8。
[0006]所述的烧结助剂由以下重量份的原料制成:高纯硼粉2-3、冰晶石粉4-5、纳米氮化铝10-15、固含量为25-30%的氧化铝溶胶10-15、乙酸0.01-0.02,烧结助剂的制备方法为:将所有原料全部投入球磨罐中,密闭滚动球磨10-12h,球磨结束后将混合浆料取出,放入真空干燥烘箱中干燥,干燥温度为80-100°C,完全干燥后冷却至室温,所得粉体球磨分散成粉体即得。
[0007]所述的一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料的制备方法为:
(1)先将氮化铝、碳化硅、氟化石墨微粉、硼玻璃粉、季铵盐离子液体、硅烷偶联剂kh550、烧结助剂混合后球磨分散20-25h,随后加入其它剩余成分,继续球磨分散10-15h,所得浆料的粘度控制在15000-20000cpS,最后将所得浆料经过真空除泡处理后备用;
(2)将上述制备的浆料经流延成型机,流延得到所需厚度的坯体,所得坯体在500-600°C条件下热处理2-3h后将坯体送入真空电阻炉中,并在氮气和氢气混合气体氛围下以1660-1750°C的温度烧结3-4h,即得所述复合基板材料,其中氮气和氢气的流量比为1:0.5-1 ο
[0008]本发明将氮化铝和碳化硅粉体混合使用,综合两者的优点,具备高的导热和环保性,而以季铵盐离子液体、无水乙醇等制备的复合溶剂较之传统的有机溶剂表面张力更低,对物料的浸润性更佳,可使物料间形成分散稳定均匀的网络,得到的复合醇基流延浆料粘度适中,易于成型,气泡少,坯体脱胶和烧结稳定性更佳,加入的氟化石墨微粉能使得材料具有良好的自润滑性,再结合烧结助剂及其它原料,使得制备的基板薄片光洁润滑,不易磨损,易于金属附着,导热效率提高,可广泛的用做多种电路板基板。
【具体实施方式】
[0009]该实施例材料由以下重量份的原料制成:硼玻璃粉1、氮化铝60、碳化硅15、三聚磷酸钠0.2、氟化石墨微粉4、季铵盐类离子液体10、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh550 1、异己二醇4、聚乙二醇1、烧结助剂6。
[0010]其中烧结助剂由以下重量份的原料制成:高纯硼粉2、冰晶石粉4、纳米氮化铝10、固含量为25%的氧化铝溶胶10、乙酸0.01,烧结助剂的制备方法为:将所有原料全部投入球磨罐中,密闭滚动球磨10h,球磨结束后将混合浆料取出,放入真空干燥烘箱中干燥,干燥温度为80°C,完全干燥后冷却至室温,所得粉体球磨分散成粉体即得。
[0011 ] 该实施例材料的制备方法为:
(1)先将氮化铝、碳化硅、氟化石墨微粉、硼玻璃粉、季铵盐离子液体、硅烷偶联剂kh550、烧结助剂混合后球磨分散20h,随后加入其它剩余成分,继续球磨分散10h,所得浆料的粘度控制在15000cpS,最后将所得浆料经过真空除泡处理后备用;
(2)将上述制备的浆料经流延成型机,流延得到厚度为3mm的坯体,所得坯体在500°C条件下热处理2h后将坯体送入真空电阻炉中,并在氮气和氢气混合气体氛围下以1700°C的温度烧结3h,即得所述复合基板材料,其中氮气和氢气的流量比为1:0.5。
[0012] 该实施例制得的基板的性能测试结构为:
体积密度:3.52g/cm3;弯曲强度:564.2MPa ;热导率:177.3 (ff/m.k)。
【主权项】
1.一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料,其特征在于,该材料由以下重量份的原料制成:硼玻璃粉1-2、氮化铝60-70、碳化硅15-20、三聚磷酸钠0.2-0.3、氟化石墨微粉3-4、季铵盐类离子液体10-12、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh550 1_2、异己二醇4-5、聚乙二醇1-1.5、烧结助剂6-8。2.如权利要求1所述的一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料,其特征在于,所述的烧结助剂由以下重量份的原料制成:高纯硼粉2-3、冰晶石粉4-5、纳米氮化铝10-15、固含量为25-30%的氧化铝溶胶10-15、乙酸0.01-0.02,烧结助剂的制备方法为:将所有原料全部投入球磨罐中,密闭滚动球磨10-12h,球磨结束后将混合浆料取出,放入真空干燥烘箱中干燥,干燥温度为80-100°C,完全干燥后冷却至室温,所得粉体球磨分散成粉体即得。3.如权利要求1所述的一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合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)先将氮化铝、碳化硅、氟化石墨微粉、硼玻璃粉、季铵盐离子液体、硅烷偶联剂kh550、烧结助剂混合后球磨分散20-25h,随后加入其它剩余成分,继续球磨分散10-15h,所得浆料的粘度控制在15000-20000cpS,最后将所得浆料经过真空除泡处理后备用; (2)将上述制备的浆料经流延成型机,流延得到所需厚度的坯体,所得坯体在500-600°C条件下热处理2-3h后将坯体送入真空电阻炉中,并在氮气和氢气混合气体氛围下以1660-1750°C的温度烧结3-4h,即得所述复合基板材料,其中氮气和氢气的流量比为1:0.5-1 ο
【专利摘要】本发明公开了一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料,该材料将氮化铝和碳化硅粉体混合使用,具备高的导热和环保性,而以季铵盐离子液体、无水乙醇等制备的复合溶剂较之传统的有机溶剂表面张力更低,对物料的浸润性更佳,可使物料间形成分散稳定均匀的网络,得到的复合醇基流延浆料粘度适中,易于成型,气泡少,坯体脱胶和烧结稳定性更佳,加入的氟化石墨微粉能使得材料具有良好的自润滑性,再结合烧结助剂及其它原料,使得制备的基板薄片光洁润滑,不易磨损,易于金属附着,导热效率提高,可广泛的用做多种电路板基板。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/632, C04B35/626, C04B35/582
【公开号】CN105384442
【申请号】CN201510706716
【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9日
【申请日】2015年10月27日
再多了解一些
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