[发明专利]氮化铝陶瓷流延浆料、陶瓷基板及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，主要涉及陶瓷基板制备技术领域，具体涉及氮 化铝陶瓷流延浆料、陶瓷基板及其制备方法和应用。

背景技术

氮化铝陶瓷具有优良的绝缘性、导热性、耐高温性、耐腐蚀性以及与硅的 热膨胀系数相匹配等优点，成为新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大 功率LED照明器件的理想散热和封装材料。

目前，制备氮化铝陶瓷基片的主要方法是流延成型，且大多数为有机溶剂 流延成型。流延成型技术由GlennN.Howatt首次提出并成功地将其应用于微 波介质陶瓷多层电容器的制备。流延成型技术设备简单，可连续性操作，基本 上实现自动化，生产效率较高，而其制备膜片的成本较低，较适合工业化生产， 在普通的流延机上进行流延成型制备出厚度10μm～1mm的薄片。

发明内容

本发明解决的技术问题是：尽管经过几十年的发展，流延成型技术已经应 用于工业生产，但在氮化铝陶瓷基板制备方面仍存在很多问题。目前，在工业 化生产中，有机溶剂流延成型采用的是具有一定毒性的有机溶剂，如苯、甲苯、 二甲苯、丙酮、丁酮等毒性较大的溶剂，对环境的污染较为严重，且严重危害 身体健康。后来，由于混合溶剂的表面张力与相对介电常数等综合性能优于单 一组分，浆料的黏度明显偏低，并且有效地增加粘结剂的溶解度，避免了干燥 过程中流延薄片的开裂，许多研究者都采用醇类溶剂和苯、甲苯、二甲苯、丙 酮、丁酮等作为混合溶剂，但仍存在环境污染和危害。

本发明的目的是：提供一种适于氮化铝陶瓷基片工业化生产的流延浆料、 陶瓷基板及其成型方法，解决了传统流延成型技术存在的问题，减少环境污染， 降低生产成本，形成了一种成膜快、干燥快、有机物含量低、坯体结构均匀和 性能好的流延技术制备氮化铝陶瓷基片的方法，有利于实现氮化铝陶瓷基片的 工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用无毒流延法制备氮化铝陶瓷基 板的工艺制备方法及其制备得到的流延浆料和陶瓷基板，利用传统流延成型技 术的优点，在保证氮化铝陶瓷基板性能的前提下，改变原料组成，降低生产成 本，减少环境污染，促进氮化铝陶瓷基板的产业化。

具体来说，针对现有技术的不足，本发明提供了如下技术方案：

一种氮化铝陶瓷流延浆料，其特征在于，包括下述组分：混合溶剂、分散 剂、氮化铝陶瓷粉末、烧结助剂、增塑剂和粘结剂；

其中，所述混合溶剂选自无水乙醇、乙酸乙酯和乙酸丙酯的两种以上；所 述混合溶剂的加入量为氮化铝陶瓷粉末质量的30％-50％。

优选的，上述流延浆料中，所述混合溶剂选自无水乙醇和乙酸乙酯的组合， 或无水乙醇和乙酸丙酯的组合；所述无水乙醇和乙酸乙酯中体积比为1： (0.25-2)，所述无水乙醇和乙酸丙酯的体积比为1：(0.2-4)。

优选的，上述流延浆料中，所述无水乙醇和乙酸丙酯的体积比为1： (0.2-2.5)。

优选的，上述流延浆料中，所述分散剂选自聚磷酸盐、聚丙烯酸钠、聚山 梨酯和聚乙二醇的一种或两种以上。

优选的，上述流延浆料中，所述分散剂的加入量占氮化铝陶瓷粉末质量的 2％-6％，优选为2％-4％。

优选的，上述流延浆料中，所述氮化铝陶瓷粉末的平均粒径为0.8-5μm。

优选的，上述流延浆料中，所述烧结助剂选自氧化钇、氧化钙、氟化钇、 氧化锂、碳酸钙或碳酸锂的一种或两种以上。

优选的，上述流延浆料中，所述烧结助剂的质量占氮化铝陶瓷粉末的 2％-8％，优选为3％-5％。

优选的，上述流延浆料中，所述增塑剂选自环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛 酯、环氧化甘油三酸酯、甘油三醋酸酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯或 均苯四酸四酯的一种或两种以上。

优选的，上述流延浆料中，所述增塑剂的质量占氮化铝陶瓷粉末的 1％-5％，优选为2％-3％。

优选的，上述流延浆料中，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或 聚丙烯醇的一种或两种以上。

优选的，上述流延浆料中，所述粘结剂的质量占氮化铝陶瓷粉末的 2％-5％，优选为3％-5％。

本发明还提供一种氮化铝陶瓷基板，其特征在于，由上述任一项所述流延 浆料经流延成型后得到。