[发明专利]一种使用流延法制备氮化铝电子陶瓷基板的方法和流延法制备陶瓷用溶剂

说明书

本发明公开了一种使用流延法制备氮化铝电子陶瓷基板的方法，包括：制备流延浆料，并将流延浆料通过流延法成型得到氮化铝电子陶瓷基板；所述流延浆料内包括无苯混合有机溶剂、氮化铝陶瓷粉末和烧结助剂；所述无苯混合有机溶剂包括无水乙醇、异丙醇、正丁醇、磷酸三乙酯和二元酸酯混合物中的三种以上的溶剂，所述溶剂的加入量为氮化铝陶瓷粉末质量的28％～40％。本发明提供了一种无毒且相对环保的低成本有机溶剂制备高固含量氮化铝流延的方法，在较低的高温条件下获得高致密度、微观结构均匀和高热导率的氮化铝电子基板，且流延生产工艺绿色环保，适合产业化推广。

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及了使用流延法制备氮化铝电子陶瓷基板的方法。

背景技术

氮化铝陶瓷(Aluminium Nitride Ceramic)是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。随着新一代大规模集成电路、半导体模块电路和大功率LED照明器件的发展，具有高导热率(单晶的理论值为320W/m·K)与砷化镓晶体相适宜的热膨胀系数(4.5×10^-6/K)、高强度、高体积电阻率、高绝缘耐压和低介电损耗的氮化铝材料，在IGBT和第四代LED照明光源电路承载和散热基板等领域有巨大优越性，应用日益广泛，市场需求将越来越大

目前普遍采用非水系流延工业化生产氮化铝陶瓷基板，流延成型技术是一种电子陶瓷行业普遍使用的陶瓷薄膜及厚膜的成型方法，自1952年由GN Howatt首次提出并成功运用于绝缘陶瓷器件的制备后，目前也逐步应用于光功能陶瓷制造领域。由于其设备大小可定制，成型效率高、无需模具成本，易于规模化等优点，在科研和工业上广泛用于制备厚度50μm～1.5mm的陶瓷薄片。

非水系流延工业化生产氮化铝陶瓷基板使用的有机溶剂除含羟基的醇类以外，大都包含有羰基(例如甲乙酮，丁酮、环己酮)的醛酮类溶剂，或者包含有苯环(例如甲苯、二甲苯、苯乙烯)等芳烃类溶剂。

采用传统含苯环类溶剂的流延成型，其优势在于溶剂蒸汽压适宜，挥发速率与流延工艺设备相适宜，但其内容物挥发对环境的污染和操作人员的身体危害极大。同比于室内空气污染主要物质中的甲醛，有研究表明其在空气中所占体积分数高于0.01PPM时，就会对人体健康产生极大危害。在流延工艺产品生产过程中流延浆料在排胶脱脂前，作业人员绝大部分时间在室内与醛酮类和芳烃类溶剂的挥发物接触，其生产过程对员工和环境的危害数百倍于甲醛。在氮化铝的环保型水系流延制备技术没有突破之前，研发一种无毒且相对环保的有机溶剂制备氮化铝流延的方法是非常必要的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种使用无苯有机溶剂流延成型制备氮化铝陶瓷基板的方法。

本发明提供的使用流延法制备氮化铝电子陶瓷基板的方法包括：

制备流延浆料，并将流延浆料通过流延法成型得到氮化铝电子陶瓷基板；

所述流延浆料内包括无苯混合有机溶剂、氮化铝陶瓷粉末和烧结助剂；

所述无苯混合有机溶剂包括无水乙醇、异丙醇、正丁醇、磷酸三乙酯和二元酸酯混合物中的三种以上的溶剂，所述溶剂的加入量为氮化铝陶瓷粉末质量的28％～40％。

作为上述技术方案一种更好的选择，所述混合有机溶剂中按体积比包括无水乙醇20％～55％、异丙醇5％～30％、正丁醇8％～30％、磷酸三乙酯10％～40％和二元酸酯混合物6％～20％。

作为上述技术方案一种更好的选择，所述流延浆料内还包括分散剂，所述分散剂包括聚氧乙烯山梨醇酯和/或鱼油，且其添加比例为氮化铝陶瓷粉末总质量的1wt％～2.5wt％。

作为上述技术方案一种更好的选择，所述流延浆料内还包括粘结剂，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，其粘度值在25s～80s，丁醛基含量在40％～75％，粘结剂优选的添加量为粉体总质量的4wt％～8wt％。