[发明专利]氮化硅陶瓷基板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种氮化硅陶瓷基板，包括按质量分数占氮化硅陶瓷基板总体质量50%‑90%的氮化硅空心球体，剩余为添加剂和/或助剂以及无法去除的杂质。本发明氮化硅陶瓷基板，通过将氮化硅空心球体设置为主要材料，因其空心从而具备良好的导热率、密度较小和较低的相对介电常数，同时制备工艺简单，易于大批量生产。本发明还公开了上述氮化硅陶瓷基板的制造方法。

技术领域

本发明涉及陶瓷基板材料技术领域，特别指一种氮化硅陶瓷基板及其制造方法。

背景技术

目前，随着电子产品的日益更新，对于电路基板的需求越来越高。其中，绝缘性，相对介电常数，导热率参数是电路基板特别关注的性能参数。随着集成度，大功率集成电路的出现，传统的PCB基板已经不能满足需求导热率以及可靠性的需求。目前，氮化硅陶瓷基板由于其出色的导热率被认为是未来大功率集成电路的主要基板选择，但相对介电常数较高，若在微波集成电路中使用，则会产生较大的电磁干扰，极大地影响电路性能，进而遏制了其在大功率微波集成电路中的应用。基于此，如公开号为CN102320856A的中国发明专利公开说明书公开了一种制备多孔氮化硅陶瓷材料的方法，包括如下步骤：ａ)将淀粉与水在４０～９０℃下搅拌，制得预凝胶化淀粉；ｂ)向预凝胶化淀粉中加入氮化硅、烧结助剂、粘结剂及消泡剂，球磨使混合均匀，制得混合浆料；ｃ)将步骤ｂ)制得的混合浆料浇注成型，进行脱气、固化、使样品完全冻结及冷冻干燥处理，制得多孔氮化硅陶瓷坯体；ｄ)升温脱除步骤ｃ)制得的多孔氮化硅陶瓷坯体中的有机挥发物；ｅ)进行烧结，烧结后样品随炉冷却，即得所述的多孔氮化硅陶瓷材料。上述方法一定程度上可以降低相对介电常数，提升其在大功率微波集成电路中的应用。但是，上述方案工艺过程复杂，徒增较高的成本，而且具备过多无法去除的杂质，影响了电路基板的可靠性。

而在公开号为CN02800712.3的中国发明专利公开说明书中，公开了一种多孔性陶瓷及其制造方法，其介电损失较小，但是其制作过程需要使用稀土材料，成本较高。因而，如何制备兼具绝缘性好，相对介电常数低，导热率高，质量轻，且成本低，制造方法简单，易于大批量生产的氮化硅陶瓷基板成为了业内亟需解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种相对介电常数低，导热率高，质量轻，且成本低，制造方法简单，易于大批量生产的氮化硅陶瓷基板。

技术方案：一种氮化硅陶瓷基板，包括：

按质量分数占氮化硅陶瓷基板总体质量50%-90%的氮化硅空心球体，剩余为添加剂和/或助剂以及无法去除的杂质。

进一步地，所述氮化硅空心球体占氮化硅陶瓷基板质量分数的60%-80%。

进一步地，氮化硅空心球体的直径范围为0.1μm-1000μm。

进一步地，氮化硅空心球体的壁厚范围为0.05μm -500μm。

进一步地，所述添加剂和/或助剂至少包括有机填料、无机填料、粘结剂、增塑剂、烧结剂中的一种或几种。

进一步地，所述氮化硅空心球体的气孔体积占所述氮化硅陶瓷基板总体积比例气孔率为15%-65%。

进一步地，所述氮化硅空心球体的气孔体积占所述氮化硅陶瓷基板总体积比例气孔率为30%-45%。

一种氮化硅陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：

将混合比例为质量份数60-65份的二氧化硅空心球体、20-26份的碳源、5-10份的烧结助剂、5-10份的氮化硅磨球和20-26份的无水乙醇球磨充分混合制得原料；

蒸发去除原料中的无水乙醇并过筛，过筛孔径为50μm -150μm；

在氮气环境下进行高温烧结成型得到氮化硅陶瓷基板。

进一步地，所述碳源为焦炭、碳粉、蔗糖、葡萄糖等含碳物中的一种或几种。