一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板及其制备方法与流程

本发明涉及陶瓷基板，具体的，涉及一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板及其制备方法。

背景技术：

1、氮化铝陶瓷基板是一种以氮化铝为主要成分制成的新型高性能材料。氮化铝是一种无机化合物，具有低热膨胀系数、高硬度以及优异的电气性能等特点。这些特性使得氮化铝陶瓷基板在多个领域具有广泛的应用价值。氮化铝陶瓷基板在电子元器件的封装、散热、绝缘和支撑方面有着广泛的应用。由于其优异的导热性能和绝缘性能，可有效提高元器件的工作稳定性和可靠性，因此被广泛应用于集成电路、功率模块、传感器等电子产品中。在光电领域，氮化铝陶瓷基板通常用于制造高功率led封装、激光器封装、光纤通信器件等。此外，氮化铝陶瓷基板还被用于制造半导体制造设备、医疗器械、石油化工设备等领域，其应用领域非常广泛。

2、氮化铝陶瓷基板虽是一种高性能材料，但同时也存在一些缺陷。现阶段的氮化铝陶瓷基板力学性能较差，其本身虽具有一定硬度和机械强度，但在某些环境下，氮化铝陶瓷的弯曲强度较低，从而限制了其应用。另外，氮化铝陶瓷基板的耐腐蚀性较差，其稳定性会受到影响。因此，研发一种弯曲强度高、耐腐蚀性好的氮化铝陶瓷基板具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提出一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板及其制备方法，解决了相关技术中氮化铝陶瓷基板弯曲强度低、耐腐蚀性差的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，包括以下重量份的原料：

4、氮化铝粉体70~90份、烧结助剂4~8份、氟化乙烯丙烯共聚物3~16份、硬脂酸3~7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3~15份、分散剂1~3份、增塑剂2~6份、溶剂60~70份。

5、作为进一步的技术方案，所述氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1~3:1:2。

6、当氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1~3:1:2时，可进一步提高氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

7、作为进一步的技术方案，所述氮化铝粉体为碳镍包覆氮化铝粉体，所述碳镍包覆氮化铝粉体的组分包括氮化铝粉体、石墨和镍粉。

8、在氮化铝粉体上包覆石墨和镍粉，通过石墨和镍粉的并用，可改善氮化铝粉体的烧结活性，提高烧结效率，从而促进氮化铝粉体在烧结过程中的致密化，进而进一步提高氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

9、作为进一步的技术方案，所述氮化铝粉体、所述石墨和所述镍粉的重量比为14~18:1:1。

10、当氮化铝粉体、石墨和镍粉的重量比为14~18:1:1时，可进一步提高氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

11、作为进一步的技术方案，所述碳镍包覆氮化铝粉体的制备方法包括以下步骤：将所述氮化铝粉体、所述石墨和所述镍粉共混，球磨，得到所述碳镍包覆氮化铝粉体。

12、作为进一步的技术方案，所述球磨时，转速为750~850rpm，时间为1~2h。

13、作为进一步的技术方案，所述氮化铝粉体的粒径为2~10μm，所述石墨的粒径为30~500nm，所述镍粉的粒径为50~100nm。

14、作为进一步的技术方案，所述碳镍包覆氮化铝粉体为二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体；所述二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体的制备方法包括以下步骤：将二硫化二苯并噻唑溶于二氯甲烷，得到二硫化二苯并噻唑溶液，在所述二硫化二苯并噻唑溶液中加入碳镍包覆氮化铝粉体，分散均匀，干燥，得到所述二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体。

15、利用二硫化二苯并噻唑对碳镍包覆氮化铝粉体进行表面改性，在碳镍包覆氮化铝粉体中引入了硫元素，可进一步改善氮化铝粉体的烧结活性，从而进一步提高了氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

16、作为进一步的技术方案，所述碳镍包覆氮化铝粉体和二硫化二苯并噻唑的重量比为19~39:1。

17、当碳镍包覆氮化铝粉体和二硫化二苯并噻唑的重量比为19~39:1时，可进一步提高氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

18、作为进一步的技术方案，所述二硫化二苯并噻唑溶液的质量分数为2%~8%。

19、作为进一步的技术方案，所述烧结助剂为cao、sio2、tio2、zro2、caf2、ycl3中的两种或多种；所述分散剂为蓖麻油、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇硬脂酸酯中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇中的一种或两种；所述溶剂为异丙醇、乙酸乙酯、无水乙醇中的一种或多种，优选地，所述烧结助剂包括cao和ycl3，所述cao和ycl3的重量比为1:1。

20、本发明还提出所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、除氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物和增塑剂外，将其余重量份的原料共混，球磨，得到混合料；

22、s2、在所述混合料中加入氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物和增塑剂，混合均匀，得到流延浆料；

23、s3、将所述流延浆料流延成型，干燥，冲压，得到胚体；

24、s4、将所述胚体排胶，烧结，得到氮化铝陶瓷基板。

25、作为进一步的技术方案，步骤s1中，所述球磨时，转速为700~800rpm，时间为5~10h；步骤s4中，所述烧结时，温度为1620~1720℃，时间为2~5h。

26、本发明的工作原理及有益效果为：

27、本发明中，氮化铝陶瓷基板的原料中包括氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物，氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物的加入，可在形成流延浆料的过程中，与氮化铝粉体、烧结助剂形成良好的分散体系，使得流延浆料更加均匀化，从而更好的塑形，进而在烧结过程中，形成更加致密稳定的氮化铝陶瓷基板，可显著提高氮化铝陶瓷基板的弯曲强度以及耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氟化乙烯丙烯共聚物、硬脂酸和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1~3:1:2。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝粉体为碳镍包覆氮化铝粉体，所述碳镍包覆氮化铝粉体的组分包括氮化铝粉体、石墨和镍粉。

4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述氮化铝粉体、所述石墨和所述镍粉的重量比为14~18:1:1。

5.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述碳镍包覆氮化铝粉体的制备方法包括以下步骤：将所述氮化铝粉体、所述石墨和所述镍粉共混，球磨，得到所述碳镍包覆氮化铝粉体。

6.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述碳镍包覆氮化铝粉体为二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体；所述二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体的制备方法包括以下步骤：将二硫化二苯并噻唑溶于二氯甲烷，得到二硫化二苯并噻唑溶液，在所述二硫化二苯并噻唑溶液中加入碳镍包覆氮化铝粉体，分散均匀，干燥，得到所述二硫化二苯并噻唑改性碳镍包覆氮化铝粉体。

7.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述碳镍包覆氮化铝粉体和二硫化二苯并噻唑的重量比为19~39:1。

8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板，其特征在于，所述烧结助剂为cao、sio2、tio2、zro2、caf2、ycl3中的两种或多种；所述分散剂为蓖麻油、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇硬脂酸酯中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇中的一种或两种；所述溶剂为异丙醇、乙酸乙酯、无水乙醇中的一种或多种。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述球磨时，转速为700~800rpm，时间为5~10h；步骤s4中，所述烧结时，温度为1620~1720℃，时间为2~5h。

技术总结本发明涉及陶瓷基板技术领域，提出了一种耐腐蚀氮化铝陶瓷基板及其制备方法，氮化铝陶瓷基板包括以下重量份的原料：氮化铝粉体70~90份、烧结助剂4~8份、氟化乙烯丙烯共聚物4~16份、硬脂酸3~7份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物4~15份、分散剂1~3份、增塑剂2~6份、溶剂60~70份。通过上述技术方案，解决了相关技术中氮化铝陶瓷基板弯曲强度低、耐腐蚀性差的问题。技术研发人员：刘维华,刘庆锋,张风云受保护的技术使用者：军瓷电子材料河北有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26