一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料及其制備方法
【專利說明】 一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材
料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及電路板用陶瓷基板材料技術領域，尤其涉及一種光滑抗彎的高導熱氮化招-碳化娃復合電路板基板材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子元器件功率和密度的增大，致使單位體積發熱量也隨之增加，對電路基板的綜合性能要求越來越高，其中陶瓷基板具備良好的綜合性能，在絕緣性、導熱性以及熱膨脹性、化學穩定性等方面表現突出，逐漸被廣泛的應用于基板材料中，其中沿用較久的主要是以氧化鋁、氧化鈹作為基板原料，然而這兩種材料存在熱導率低、有毒等缺陷，應用受到限制，反之以氮化鋁、碳化硅作為基板材料在使用性能上則具有較為明顯的優勢。
[0003]雖然氮化鋁、碳化硅陶瓷基板的應用前景廣闊，然而在實際生產過程中存在原料價格較為昂貴、高溫燒結致密度低、生產過程繁瑣、原料利用率低、實際導熱率不盡如人意等等問題，制約著這類材料的大規模使用，急需從原料配制及生產工藝上做進一步的改進。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種光滑抗彎的高導熱氮化招-碳化娃復合電路板基板材料及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料，該材料由以下重量份的原料制成:氮化鋁60-70、碳化硅15-20、滑石粉6-8、季銨鹽類離子液體10-15、氟化鋁
0.1-0.2、納米氧化鈰0.4-0.5、無水乙醇適量、硅烷偶聯劑kh550 1_2、異己二醇4-5、聚乙二醇1-2、燒結助劑6-8。
[0006]所述的一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料，所述的燒結助劑由以下重量份的原料制成:高純硼粉2-3、冰晶石粉4-5、納米氮化鋁10-15、固含量為25-30%的氧化鋁溶膠10-15、乙酸0.01-0.02，燒結助劑的制備方法為:將所有原料全部投入球磨罐中，密閉滾動球磨10-12h，球磨結束后將混合漿料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥溫度為80-100°C，完全干燥后冷卻至室溫，所得粉體球磨分散成粉體即得。
[0007]所述的一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料及其制備方法，所述的制備方法為:
(1)先將氮化鋁、碳化硅、滑石粉、納米氧化鈰、季銨鹽離子液體、硅烷偶聯劑kh550、燒結助劑混合后球磨分散20-25h，隨后加入其它剩余成分，繼續球磨分散10-12h，所得漿料的粘度控制在15000-20000cpS，最后將所得漿料經過真空除泡處理后備用；
(2)將上述制備的漿料經流延成型機，流延得到所需厚度的坯體，所得坯體在400-500°C條件下熱處理2-3h后將坯體送入真空電阻爐中，并在氮氣和氫氣混合氣體氛圍下以1680-1750°C的溫度燒結3-4h，即得所述復合基板材料，其中氮氣和氫氣的流量比為 1:0.5-1 ο
[0008]本發明將氮化鋁和碳化硅粉體混合使用，綜合兩者的優點，具備高的導熱和安全性，而以季銨鹽離子液體、無水乙醇、異己二醇制備的復合溶劑較之傳統的有機溶劑表面張力更低，對粉體的浸潤性更好，球磨過程中物料間相互結合分散，得到的復合醇基流延漿料氣泡少，流動性好，易于成型，制得的坯體脫膠和燒結穩定性更佳，不易熱裂，基板薄片表面光滑致密，與金屬附著性好，雜質含量低，導熱性更佳，尺寸穩定性好，精度高，抗彎抗裂，成品率尚，可廣泛的用做多種電路板基板。
【具體實施方式】
[0009]該實施例材料由以下重量份的原料制成:氮化鋁60、碳化硅15、滑石粉6、季銨鹽類離子液體12、氟化鋁0.1、納米氧化鈰0.4、無水乙醇適量、硅烷偶聯劑kh550 1、異己二醇4、聚乙二醇1.5、燒結助劑6。
[0010]其中燒結助劑由以下重量份的原料制成:高純硼粉2、冰晶石粉4、納米氮化鋁10、固含量為25%的氧化鋁溶膠10、乙酸0.01，燒結助劑的制備方法為:將所有原料全部投入球磨罐中，密閉滾動球磨10h，球磨結束后將混合漿料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥溫度為80°C，完全干燥后冷卻至室溫，所得粉體球磨分散成粉體即得。
[0011 ] 該實施例材料的制備方法為:
(1)先將氮化鋁、碳化硅、滑石粉、納米氧化鈰、季銨鹽離子液體、硅烷偶聯劑kh550、燒結助劑混合后球磨分散20h，隨后加入其它剩余成分，繼續球磨分散10h，所得漿料的粘度控制在15000cpS，最后將所得漿料經過真空除泡處理后備用；
(2)將上述制備的漿料經流延成型機，流延得到厚度為3mm的坯體，所得坯體在400°C條件下熱處理2h后將坯體送入真空電阻爐中，并在氮氣和氫氣混合氣體氛圍下以1720°C的溫度燒結3h，即得所述復合基板材料，其中氮氣和氫氣的流量比為1:0.5。
[0012] 該實施例制得的基板的性能測試結構為:
體積密度:3.55g/cm3;彎曲強度:570MPa ;熱導率:173.5 (ff/m.k)。
【主權項】
1.一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料，其特征在于，該材料由以下重量份的原料制成:氮化鋁60-70、碳化硅15-20、滑石粉6-8、季銨鹽類離子液體10-15、氟化鋁0.1-0.2、納米氧化鈰0.4-0.5、無水乙醇適量、硅烷偶聯劑kh550 1_2、異己二醇4-5、聚乙二醇1-2、燒結助劑6-8。2.如權利要求1所述的一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料，其特征在于，所述的燒結助劑由以下重量份的原料制成:高純硼粉2-3、冰晶石粉4-5、納米氮化鋁10-15、固含量為25-30%的氧化鋁溶膠10-15、乙酸0.01-0.02，燒結助劑的制備方法為:將所有原料全部投入球磨罐中，密閉滾動球磨10-12h，球磨結束后將混合漿料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥溫度為80-100°C，完全干燥后冷卻至室溫，所得粉體球磨分散成粉體即得。3.如權利要求1所述的一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將氮化鋁、碳化硅、滑石粉、納米氧化鈰、季銨鹽離子液體、硅烷偶聯劑kh550、燒結助劑混合后球磨分散20-25h，隨后加入其它剩余成分，繼續球磨分散10-12h，所得漿料的粘度控制在15000-20000cpS，最后將所得漿料經過真空除泡處理后備用； (2)將上述制備的漿料經流延成型機，流延得到所需厚度的坯體，所得坯體在400-500°C條件下熱處理2-3h后將坯體送入真空電阻爐中，并在氮氣和氫氣混合氣體氛圍下以1680-1750°C的溫度燒結3-4h，即得所述復合基板材料，其中氮氣和氫氣的流量比為1:0.5-1 ο
【專利摘要】本發明公開了一種光滑抗彎的高導熱氮化鋁-碳化硅復合電路板基板材料，該材料將氮化鋁和碳化硅粉體混合使用，具備高的導熱和安全性，以季銨鹽離子液體、無水乙醇、異己二醇制備的復合溶劑較之傳統的有機溶劑表面張力更低，對粉體的浸潤性更好，球磨過程中物料間相互結合分散，得到的復合醇基流延漿料氣泡少，流動性好，易于成型，制得的坯體脫膠和燒結穩定性更佳，不易熱裂，基板薄片表面光滑致密，與金屬附著性好，雜質含量低，導熱性更佳，尺寸穩定性好，精度高，抗彎抗裂，成品率高，可廣泛的用做多種電路板基板。
【IPC分類】C04B35/582
【公開號】CN105367071
【申請號】CN201510706733
【發明人】王丹丹, 王樂平, 夏運明, 涂聚友
【申請人】合肥龍多電子科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月27日