【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷材料，具体涉及一种陶瓷浆料、陶瓷基板及其制备方法。
技术介绍
1、近年来由于电子技术的飞速发展，电子元器件正朝着微型化、轻型化、集成化，以及高可靠性和大功率输出等方向发展，对其中起承载元件、外联、保护和冷却等作用的主要元件之一的陶瓷基板的性能要求越来越高，主要集中体现在对其热导率、强度、介电性能、散热性能以及绝缘性能的要求上。
2、在理论研究与产业化进程中陶瓷基板主要以氧化铝为主要成分，再添加一定量的氧化锆、氧化钇等添加剂，经过高温烧结后，制得弯曲强度达到450mpa的基板。然而，基板要同时达到高强度与高导热系数有一定的难度，这是由于高强度基板要获得高导热系数时，氧化铝晶体粒子需要长大到一定程度以减小晶界玻璃层，从而减少导热障碍，但氧化铝晶体粒子生长时易发生异常晶粒同时生长现象，而且晶粒变大也会导致基板的强度降低。
3、因此，亟待开发出兼具高强度与高导热的陶瓷基板，以满足电子电气行业高速发展的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种陶瓷浆料、陶瓷基板及其制备方法。
2、本专利技术是通过下述技术方案进行实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种陶瓷浆料，按重量份数计，包括以下组分：氧化铝粉体85-90份、导热粉体6-15份、增塑剂1-7份、烧结助剂3-9份、分散剂2-6份、粘度调节剂2-5份、溶剂10-15份；所述导热粉体包括氮化铝、氧化锆和氧化铍；所述烧结助剂包括tin、z
4、根据量子理论，晶格振动的能量是量子化的，称为声子，无机非金属材料的热传导是依靠晶体晶格振动实现，高温部分的晶体中晶格上的微粒振动动能较大，而在低温部分，微粒振动动能较小，微粒的振动会互相影响，动能较大的部分向动能小的部分传递，从而实现热量的传导。固体介质热传导可以看作连续性的非谐振弹性波通过声子或热能与声子相互作用的量子来进行传播。晶格中的氧杂质会引起格波的散射，从而使声子平均自由程减少，平均自由程越小，热导率则越低，本专利技术采用氮化铝、氧化锆和氧化铍作为导热粉体，在烧结过程中，该导热粉体能够弥补氧化铝晶体之间的晶格缺陷，增加导热通路或使声子平均自由程增加，提高基板导热率。超过1300℃氧化铝为α-al2o3晶型，温度越高晶体生长越大，影响基板强度，进一步的，本专利技术采用tin、zro2和cac2作为烧结助剂，其能与氧化铝结合，有利于氧杂质的去除，净化晶格，且所添加的烧结剂能快速形成低温液相，产生的液相对氧化铝颗粒具有浸润性，有利于氧化铝晶粒的生长。同时，导热粉体的添加量过多，基板强度降低；添加量过少，氧化铝晶格存在缺陷，导热率无法改善。本专利技术优化导热粉体和烧结助剂的添加量，并与其余组分进行合理复配，得到了兼具强度、导热性能和绝缘性能的氧化铝陶瓷基板。
5、优选地，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.3-1)：(0.3-1)。
6、更优选地，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.5-0.7)：(0.5-0.7)。
7、本专利技术导热粉体中，氮化铝能与氧化铝形成共晶，氧化锆、氧化铍添加量较多影响氧化铝晶体生长，破坏晶相完整性，当三者满足上述比例时，能够使得陶瓷基板具有较佳的性能。
8、优选地，所述烧结助剂中，所述tin、zro2和cac2的重量比为(1-8)：(1-7)：1。
9、更优选地，所述烧结助剂中，所述tin、zro2和cac2的重量比为(5-7)：(2-4)：1。
10、优选地，所述氧化铝粉体的平均粒径为(d50)：3μm-5μm。
11、优选地，所述导热粉体的平均粒径为(d50)：0.3μm-3μm。
12、更优选地，所述导热粉体的平均粒径为(d50)：0.3μm-1.2μm。
13、优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯(dbp)、聚乙二醇、甘油、邻苯二甲酸二辛酯(dop)的至少一种。
14、优选地，所述分散剂包括三油酸甘油酯、聚乙二醇、柠檬酸、四甲基二硅氮烷中的至少一种。
15、优选地，所述粘度调节剂包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、乙基纤维素、聚丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种；进一步地，所述粘度调节剂包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)。
16、使用pvb作为粘度调节剂能够满足生瓷成型过程中的机械性能和热性能，成型产品稳定性好，烧结后的收缩率稳定。
17、优选地，所述溶剂包括丁醇、异丙醇、乙醇、甲苯、二甲苯中的至少一种；进一步地，所述溶剂包括丁醇和异丙醇。
18、本专利技术可以采用丁醇和异丙醇作为溶剂体系，能够有效减小生产过程中对人体和环境的污染，并且有利于节能减排，降低成本。
19、第二方面，本专利技术提供所述陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：
20、按所述重量份数将氧化铝粉体、导热粉体、溶剂、分散剂、烧结助剂混合，球磨，再加入增塑剂、粘度调节剂，继续球磨，即得所述陶瓷浆料。
21、优选地，所述球磨的时间为4h-36h，球磨转速为280-320r/min；所述继续球磨的时间为12h-48h，球磨转速为60-80r/min。
22、第三方面，本专利技术提供了一种陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：将所述陶瓷浆料脱泡，流延，冲压成型，排胶，烧结，即得所述陶瓷基板。
23、本专利技术的制备方法中先在低真空度条件下对生瓷浆料进行除泡处理；接着，利用流延机将处理后的生瓷浆料制成具有特定厚度和宽度的流延生坯；随后，对流延生坯进行冲压成型，之后，将成型生坯送入排胶窑进行排胶处理，再转移至烧结窑进行烧结。本专利技术陶瓷基板的制备方法操作简便，工艺简单，可适用工业大规模生产。
24、优选地，所述排胶的温度为100℃-350℃，排胶时间为5h-8h；所述烧结的温度为1450℃-1550℃，烧结时间为13h-15h。
25、第四方面，本专利技术提供了一种陶瓷基板，通过所述陶瓷基板的制备方法制备得到。
26、本专利技术具有如下有益效果：
27、本专利技术通过优化氧化铝粉体及其余组分的配比，使晶格中氧杂质的含量较少，从而使热导率得到提高。同时，加入本专利技术烧结助剂能与氧化铝结合，能够降低烧结温度，有利于氧杂质的有效去除，且低温烧结剂不与氮化铝发生反应，不会产生晶格缺陷，有利于多面体形态的氮化铝完整晶形的形成；氮化铝的导热系数为170～320w/mk，加入到氧化铝中能够有效提高导热性能。本专利技术通过在陶瓷基板材料中添加导热粉体和烧结助剂，及与其余组分合理配比，得到了高导热、高强度的陶瓷基板。
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1.一种陶瓷浆料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：氧化铝粉体85-90份、导热粉体6-15份、增塑剂1-7份、烧结助剂3-9份、分散剂2-6份、粘度调节剂2-5份、溶剂10-15份；所述导热粉体包括氮化铝、氧化锆和氧化铍；所述烧结助剂包括TiN、ZrO2和CaC2。
2.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.3-1)：(0.3-1)。
3.根据权利要求2所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.5-0.7)：(0.5-0.7)。
4.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述烧结助剂中，所述TiN、ZrO2和CaC2的重量比为(1-8)：(1-7)：1。
5.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体的平均粒径为0.3μm-3μm。
6.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述氧化铝粉体的平均粒径为3μm-5μm。
7.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述增
8.权利要求1-7任一项所述的陶瓷浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述重量份数将氧化铝粉体、导热粉体、溶剂、分散剂、烧结助剂混合，球磨，再加入增塑剂、粘度调节剂，继续球磨，即得所述陶瓷浆料。
9.一种陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-7中任一项所述的陶瓷浆料脱泡，流延，冲压成型，排胶，烧结，即得所述陶瓷基板。
10.一种陶瓷基板，其特征在于，通过权利要求9所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷浆料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：氧化铝粉体85-90份、导热粉体6-15份、增塑剂1-7份、烧结助剂3-9份、分散剂2-6份、粘度调节剂2-5份、溶剂10-15份；所述导热粉体包括氮化铝、氧化锆和氧化铍；所述烧结助剂包括tin、zro2和cac2。
2.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.3-1)：(0.3-1)。
3.根据权利要求2所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体中，所述氮化铝、氧化锆、氧化铍的重量比为1：(0.5-0.7)：(0.5-0.7)。
4.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述烧结助剂中，所述tin、zro2和cac2的重量比为(1-8)：(1-7)：1。
5.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述导热粉体的平均粒径为0.3μm-3μm。
6.根据权利要求1所述的陶瓷浆料，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟明，马艳红，孙健，
申请(专利权)人：南充三环电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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