用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及助燒劑，具體涉及生產制備高導熱陶瓷基片的復合助燒劑。
【背景技術】
[0002]現代科學技術的發展對材料的要求日益提高，隨著電子器件和電子裝置中元器件的復雜性和密集性日益提高，對作為集成電路重要支柱的陶瓷基片提出了更高的要求，要求其具備良好的導熱性能。長期以來，絕大多數大功率混合集成電路的基板材料一直延用Al2O3和BeO陶瓷。但是Al2O3陶瓷的熱導率低，熱膨脹系數與Si不太匹配；BeO陶瓷雖然具有優良的綜合性能，但其較高的生產成本和含有劇毒等缺點嚴重制約了它的應用推廣。因此，從性能、成本和環境等方面逐漸反映出二者已不能完全滿足現代電子功率器件發展的需要。
[0003]氮化鋁陶瓷具有高的熱導率、低的介電常熟，與Si相匹配的熱膨脹系數、良好的絕緣性、熱化學穩定性好、無毒等優點成為高密度集成電路基板材料的最佳選擇。然而氮化鋁陶瓷屬于共價化合物，自擴散系數很小，難于燒結致密，且雜質等各種缺陷的存在對其熱導率亦有很大的損害。
[0004]純凈的氮化鋁粉末在通常的燒結溫度下很難燒結致密，致密度不高的材料很難具有高的熱導率。通常采用以下三條途徑獲得致密、高性能的氮化鋁陶瓷:1)使用超細粉；2)熱壓或熱等靜壓燒結；3)引入燒結助劑。第一條途徑受粉體影響比較大，商業氮化鋁粉通常無法滿足要求，而且超細粉容易氧化、團聚；第二條途徑只能燒結形狀簡單的氮化鋁陶瓷材料，且能耗大；在工業上易于實現，且有可能獲得低成本高性能的氮化鋁陶瓷材料。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑，能夠促進氮化鋁陶瓷致密化，提高熱導率。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
[0007]用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑，其創新點在于:所述三元復合助燒劑由A1203、Y2O3和CaO組成。
[0008]除Y2O3和CaO單獨作用外，生成的第二晶界相呈不浸潤狀態，隨燒結溫度提高或保溫時間延長，晶界相將由燒結體內部向表面迀移，從而凈化晶界，提高熱導率。
[0009]Y2O3驅氧能力強，穩定性好，與Al 203反應生成的第二晶相，減少氮化鋁顆粒表面和晶格中氧雜質含量，提高燒結體導熱率的同時保護晶格的完整性。
[0010]CaO可以在較低溫度下與氧化鋁反應形成液相，促進氮化鋁陶瓷致密化。
[0011]反應生成的Y3Al5O1JPl Ca3Y2OjX積在晶界處，降低了氣化銷晶粒中的氧缺陷，從而提尚熱導率。
[0012]進一步的，所述Al2O3J2O3和CaO的摩爾比為255: 1000: 84。
[0013]通過控制摩爾比，減少反應過程中雜質含量，提高熱導率。
[0014]本發明的有益效果:本發明通過采用Al203、Y20jP CaO三元復合助燒劑，在較低的燒結溫度下獲得高的熱導率，降低能耗，減少了生產成本，提高了生產效率。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發明的技術方案作詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑的組成為A1203、Y2O3和CaO，其摩爾比為255: 1000: 84。燒結溫度為1580°C，保溫時間3小時，得到的導電率為170W/m.k0
[0018]實施例2
[0019]用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑的組成為A1203、Y2O3和CaO，其摩爾比為255: 1000: 84。燒結溫度為1620°C，保溫時間3小時，得到的導電率為173W/m.k。
[0020]對比例I
[0021]將實施例1的助燒劑改為Y2O3，燒結溫度為1580°C，保溫時間3小時，得到的導電率為 152W/m.ko
[0022]對比例2
[0023]將實施例2的助燒劑改為CaO，燒結溫度為1620°C，保溫時間3小時，得到的導電率為 147W/m.ko
[0024]上述實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明的構思和保護范圍進行限定，本領域的普通技術人員對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍中。
【主權項】
1.用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑，其特征在于:所述三元復合助燒劑由A1203、Y2O3和CaO組成。
2.根據權利要求1所述的用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑，其特征在于:所述 A1203、Y2OjP CaO 的摩爾比為 255: 1000: 84。
【專利摘要】本發明公開了用于生產制備高導熱陶瓷基片的三元復合助燒劑，其創新點在于：所述三元復合助燒劑由Al2O3、Y2O3和CaO組成，其摩爾比為255∶1000∶84。本發明通過采用Al2O3、Y2O3和CaO三元復合助燒劑，在較低的燒結溫度下獲得高的熱導率，降低能耗，減少了生產成本，提高了生產效率。
【IPC分類】C04B35-63, C04B35-581, C04B35-64
【公開號】CN104829238
【申請號】CN201510161471
【發明人】朱衛
【申請人】朱衛
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月2日