[发明专利]一种大功率散热用氮化铝基板的制备方法

说明书

本发明涉及微电子封装材料技术领域，具体涉及一种大功率散热用氮化铝基板的制备方法，步骤为：将氮化铝粉体、烧结助剂、分散剂在无水乙醇溶剂中球磨一段时间后，再加入粘结剂二次球磨。球磨后的浆料先经流延成型后再等静压成型得到高密度坯体，坯体在1650～2000℃高温烧结得到高导热氮化铝基板。本发明选用合适的添加剂，采用流延成型与等静压成型结合的方式获得高密度氮化铝生坯，有助于促进烧结。制备的高导热氮化铝基板满足了大功率集成电路和电子封装对散热的需求，非常适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及微电子封装材料技术领域，具体涉及一种大功率散热用氮化铝基板的制备方法。

背景技术

集成电路和功能器件的不断发展，使人们对电路工作温度的散热提出了更高的要求。要解决这一严重的问题，必须采用新材料通过衬底进行散热，传统的Al₂O₃已经不能满足集成技术快速发展的需求。BeO的导热率虽高，但毒性很大限制了其广泛应用。而AlN陶瓷是一种优良的高导热材料，其热导率的理论值与BeO（320W/m·K）相近，此外具有电绝缘性好、强度高、抗氧化性好、线膨胀系数小、热稳定性好、无毒等优异的性能，能在诸多恶劣的环境中使用，是一种理想的电子封装材料。

在制备氮化铝基板工艺流程中，常用流延法成型和干压成型两种方式。干压成型需要喷雾造粒，此外压制的坯体不太均匀。而流延成型一般需要对坯体表面进行特殊处理，否则易出现分层等现象。

发明内容

本发明克服了上述不足，采用流延成型与等静压成型结合的方式获得高密度氮化铝生坯，有助于促进烧结。采用的技术方案包括以下步骤：

（1）混料：将氮化铝粉体、烧结助剂和分散剂按照一定的比例称料，以无水乙醇为溶剂球磨5～30h，再加入一定比例的粘结剂二次球磨5～30h，获得混合浆料；

（2）成型：将上述具有一定粘度的混合浆料流延成型成0.2～0.8mm的流延坯体，再在等静压机上进行压制，进一步提高坯体的密度；

（3）烧结：将上述坯体排胶后在1650～2000℃保温2～8h，获得高导热氮化铝基板。

进一步的，所述步骤（1）中烧结助剂选择Y₂O₃、Al₂O₃、YF₃、CaF₂、Yb₂O₃、B₂O₃、Sm₂O₃、CaO、BN、Li₂O中的一种或几种，占总量的1～10%；分散剂选择三油酸甘油酯、鱼油、蓖麻油中的一种，占总量的1～5%；粘结剂优选PVB，占总量的0.5～3%。

进一步的，所述步骤（1）中氮化铝粉体占总量的90～99%，粒径优选0.8～1.5μm，Fe杂质小于40ppm，O杂质含量小于1%。

进一步的，所述步骤（2）中等静压成型压力为80～200MPa，步骤（3）中排胶工艺为550～650℃保温2～5h。

进一步的，所述步骤（3）获得的氮化铝基板热导率可达160W/m·K以上。

本发明的有益效果：选用合适的添加剂，采用流延成型与等静压成型结合的方式获得高密度氮化铝生坯，有助于促进烧结，获得的氮化铝基板热导率高，满足了大功率集成电路和电子封装领域对散热的需求。

具体实施方式

实施例1，