一种氮化铝基板用包封浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种氮化铝基板用包封浆料，包括：65～80wt％的玻璃粉；0～10wt％的无机添加剂；10～35wt％的有机载体；所述玻璃粉由包括以下物料的原料制备得到：50～75wt％的ZnO；1～15wt％的SiO

A coating slurry for aluminum nitride substrate and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝基板用包封浆料及其制备方法和应用
本专利技术涉及浆料
，尤其涉及一种氮化铝基板用包封浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
氮化铝基片大功率片式元件主要应用于军用射频天线、航空航天、雷达、手机、5G通讯设备、汽车电子等领域，目前，全球的销售量每月超过1000亿只，且每年增长速度达到20％以上。目前国内主要的氮化铝基片大功率片式元件生产厂商的包封介质浆料主要是依赖进口，主要为美国和日本，国内还没有浆料厂家开发出氮化铝基片用的包封介质浆料，这严重制约了氮化铝基片大功率片式元件行业的发展，因此，对于氮化铝基片大功率片式元件用包封介质浆料的研发显得极为迫切和必要。氮化铝基片大功率片式元件采用的是氮化铝作为基片材料，由于氮化铝基片材料膨胀系数小，热导率高，因此，要求其表面电路用的包封介质浆料的膨胀系数必须与氮化铝的膨胀系数相近，才能很好的匹配，而现有的包封介质浆料主要用于氧化铝基片片式电阻，无法满足氮化铝基片大功率片式元件重烧变化率小于±5％的应用要求。因此，研发一种同时具有低成本、与氮化铝基片膨胀系数匹配，且片式元件上电阻覆盖前后变化率小于±5％的包封介质浆料是非常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种氮化铝基板用包封浆料及其制备方法和应用，本专利技术提供的氮化铝基板用包封浆料能够很好的用于氮化铝基片的包封介质浆料。本专利技术提供了一种氮化铝基板用包封浆料，包括：65～80wt％的玻璃粉；0～10wt％的无机添加剂；>10～35wt％的有机载体。在本专利技术中，所述玻璃粉的质量含量优选为70～75％；所述无机添加剂的质量含量优选为1～8％，更优选为2～6％，最优选为3～5％；所述有机载体的质量含量优选为15～30％，更优选为20～25％。在本专利技术中，所述玻璃粉由包括以下物料的原料制备得到：50～75wt％的ZnO；1～15wt％的SiO2；0～3wt％的Al2O3；7～45wt％的H3BO3。在本专利技术中，所述ZnO的质量含量优选为55～70％，更优选为60～70％；所述SiO2的质量含量优选为5～10％，更优选为6～8％；所述Al2O3的质量含量优选为0.5～2.5％，更优选为1～2％，最优选为1.5％；所述H3BO3的质量含量优选为10～40％，更优选为20～30％，最优选为25％。在本专利技术中，所述玻璃粉的制备方法优选包括：将ZnO、SiO2、Al2O3和H3BO3混合后不进行预热或缓慢升温，直接进行高温处理，得到熔融液；将所述熔融液在水中进行水淬，得到玻璃渣；将所述玻璃渣进行研磨，得到玻璃粉。在本专利技术中，所述ZnO、SiO2、Al2O3和H3BO3的用量比例与上述技术方案所述玻璃粉制备原料中各成分的质量含量一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述高温处理优选在刚玉坩埚中进行；所述高温处理的温度优选为1000～1400℃，更优选为1100～1300℃，最优选为1200℃；所述高温处理的保温时间优选为10～60min，更优选为20～50min，最优选为30～40min。在本专利技术中，若高温处理温度低于1100℃，会造成熔融液粘度过高，无法倒入水中进行水淬。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。本专利技术优选采用上述玻璃粉的制备方法，将无机粉体混合后不经过预热或缓慢升温，而是直接从室温放入1100～1400℃高温炉中加热半小时，然后水淬，这种玻璃粉的制备方法能够使获得的包封浆料具有更好的软化温度控制的稳定性。在本专利技术中，所述研磨的方法优选为球磨，更优选为采用氧化锆罐和氧化锆球进行球磨。在本专利技术中，所述研磨后优选将得到的产物进行干燥和打粉，得到玻璃粉。在本专利技术中，所述玻璃粉的粒度优选为1～3.5μm，更优选为1.5～3μm，最优选为2～2.5μm。在本专利技术中，所述无机添加剂优选选自ZnO、B2O3、AlN和Y2O3中的一种或几种；所述无机添加剂优选为纳米无机添加剂；所述纳米无机添加剂的平均粒径范围优选为10～500nm，更优选为50～300nm，最优选为50～200nm。本专利技术优选采用上述成分的无机添加剂，这几种成分的添加剂能够使制备的包封浆料对电阻影响小，而且包封后的浆料气泡较少，使浆料与氮化铝基材的结合强度高。在本专利技术中，所述有机载体优选包括：40～70wt％的有机溶剂；1～40wt％的有机树脂；5～23wt％的有机添加剂。在本专利技术中，所述有机溶剂的质量含量优选为45～65％，更优选为50～60％，最优选为55％；所述有机树脂的质量含量优选为5～35％，更优选为10～30％，最优选为15～25％；所述有机添加剂的质量含量优选为10～20％，更优选为15％。在本专利技术中，所述有机溶剂优选选自醇类和酯类中的一种或几种，更优选选自松油醇、丁基卡必醇、醇酯十二、丁基卡必醇醋酸酯和柠檬酸三丁酯中的一种或几种。在本专利技术中，所述有机树脂优选选自乙基纤维素、CAB(醋酸丁酸纤维素)、丙烯酸树脂和PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂中的一种或几种。在本专利技术中，所述有机添加剂优选选自氢化蓖麻油、TDO(牛脂二胺二油酸盐)、司盘85、Tego656和触变剂PLUS中的一种或几种；所述有机添加剂中优选含有触变剂PLUS。本专利技术优选采用上述成分的有机添加剂，有机添加剂的加入，不仅解决了浆料的流平性问题，同时，引入了触变剂PLUS，使得浆料印刷后，解决了浆料因为流平性太好造成的边缘比中间厚的技术难题，使整个包封介质浆料烧结后表面平整，厚度均一，从而使电阻变化率小，且稳定可控。在本专利技术中，所述有机载体的制备方法优选包括：将有机溶剂、有机树脂和有机添加剂进行混合溶解，得到有机载体。在本专利技术中，所述有机溶剂、有机树脂和有机添加剂的用量比例与上述技术方案所述有机载体中各成分的质量含量一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述混合溶解的温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃，最优选为70℃。本专利技术采用ZnO、SiO2、Al2O3、H3BO3为原料，经1000～1400℃高温熔炼，制备出ZnO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃，同时添加纳米ZnO、AlN、B2O3以及Y2O3作为无机添加剂；最终制备出低成本，覆盖后电阻变化率小的氮化铝基片大功率片式元件用的包封介质浆料。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的氮化铝基板用包封浆料的制备方法，包括：将玻璃粉、无机添加剂和有机载体混合，得到氮化铝基板用包封浆料。在本专利技术中，所述玻璃粉、无机添加剂和有机载体的种类和用量与上述技术方案所述包封浆料中的各成分种类以及质量含量一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌优选通过行星动力混进行搅拌。在本专利技术中，所述混合完成后优选将得到的混合物进行研磨以充分分散均匀；所述研磨优选采用三辊研磨机进行研磨。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化铝基板用包封浆料，包括：/n65～80wt％的玻璃粉；/n0～10wt％的无机添加剂；/n10～35wt％的有机载体；/n所述玻璃粉由包括以下物料的原料制备得到：/n50～75wt％的ZnO；/n1～15wt％的SiO

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝基板用包封浆料，包括：
65～80wt％的玻璃粉；
0～10wt％的无机添加剂；
10～35wt％的有机载体；
所述玻璃粉由包括以下物料的原料制备得到：
50～75wt％的ZnO；
1～15wt％的SiO2；
0～3wt％的Al2O3；
7～45wt％的H3BO3。


2.根据权利要求1所述的氮化铝基板用包封浆料，其特征在于，所述玻璃粉的粒度为1～3.5μm。


3.根据权利要求1所述的氮化铝基板用包封浆料，其特征在于，所述无机添加剂选自ZnO、B2O3、AlN和Y2O3中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的氮化铝基板用包封浆料，其特征在于，所述有机载体包括：
40～70wt％的有机溶剂；
1～40wt％的有机树脂；
5～23wt％的有机添加剂。


5.根据权利要求4所述的氮化铝基板用包封浆料，其特征在于，所述有机溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、醇酯十二、丁基卡必醇醋酸酯和柠檬酸三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飘，宁天翔，宁文敏，
申请(专利权)人：湖南利德电子浆料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43