一種高強度陶瓷基板、其制備方法以及生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1∶0.08?0.15∶0.01?0.03∶0.03?0.06∶0.5?0.8；其中所述陶瓷粉料由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為3?30wt％；同時公開了陶瓷基板的生產(chǎn)方法和所需的生產(chǎn)線。本發(fā)明陶瓷基板具有優(yōu)良的機械強度，抗彎強度高，良好的導熱特性，高溫環(huán)境下穩(wěn)定性穩(wěn)定，可加工成各種復雜形狀。本發(fā)明制備方法簡單，工序少，得到的基板組織非常均勻、致密、抗彎強度高、表面光潔，成本低。本發(fā)明的生產(chǎn)線簡單，不占用空間，適合工業(yè)使用。
【專利說明】
一種高強度陶瓷基板、其制備方法以及生產(chǎn)線
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷基板技術領域，具體涉及一種高強度陶瓷基板、其制備方法以及 生產(chǎn)線。
【背景技術】
[0002] 在大功率、高密度封裝中，電子元件及芯片等在運行過程中產(chǎn)生的熱量主要通過 陶瓷基板散發(fā)到環(huán)境中，所以陶瓷基板在散熱過程中擔當了重要的角色。A1 203陶瓷導熱率 相對較低，在大功率、高密度封裝器件運行時須強制散熱才可滿足要求。BeO陶瓷導熱性能 最好，但因環(huán)保問題，基本上被淘汰。SiC陶瓷金屬化后鍵合不穩(wěn)定，作為絕緣基板用時，會 引起熱導率和介電常數(shù)的改變。A1N陶瓷具有高的導熱性能，適用于大功率半導體基片，在 散熱過程中自然冷卻即可達到目的，同時還具有很好的機械強度、優(yōu)良的電氣性能。但是目 前國內(nèi)制造技術還需改進，價格也比較昂貴。所以現(xiàn)階段，采用A1 203陶瓷基板比較合適。氧 化鋁基板是電子工業(yè)中最常用的基板材料，因為在機械、熱、電性能上相對于大多數(shù)其他氧 化物陶瓷，強度度及化學穩(wěn)定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術制造以及不同 的形狀。
[0003] 然而在一些領域，除了具有較高的熱導率外，還要求氧化鋁陶瓷基板具有較高的 機械性能，尤其是在薄板中，要求氧化鋁陶瓷基板具有較高的抗彎強度，但厚度越薄氧化鋁 陶瓷基板的抗彎強度就越低，因此急需開發(fā)一種高強度、高導熱的陶瓷基板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強度陶瓷基板、其制備方法以及生產(chǎn)線。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、 粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量 比為1:0.08-0.15:0.01-0.03:0.03-0.06:0.5-0.8;其中所述陶瓷粉料由氧化鋁粉和氧化 鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為3-30wt%。
[0006] 所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為0.5-2. Own，氧化鋯的粒度為0.1-0.5wii，陶瓷粉 料的比表面積為3000-5000m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重 量比為1:1-1.5;所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛;所述分散劑為蓖麻油;所述增塑劑為鄰苯 二甲酸二丁酯。
[0007] 上述高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機中球磨8-10小時后，加入在預混機 中混合均勻的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，在球磨15-20小時，接著經(jīng)真空 脫泡裝置在-0.01 - 0.15 M P a下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度2 0 - 5 0 °C，粘度彡 2500mp.s；
[0009] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型得陶瓷生坯，陶瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再敷 一層隔粘粉得到坯片；
[0010] (3)將坯片放入燒結裝置的排膠區(qū)，在室溫-500°c下排膠18-22h;然后進入燒結裝 置的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結20-30h;接著進入燒結裝置的降溫區(qū)，在1600-900°C 下燒結8-15h;再進入整平裝置，在1300-1400°C下整平44-55h即得陶瓷基板;其中所述燒結 裝置排膠區(qū)和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5 °C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/ min〇
[0011] 優(yōu)選的，步驟⑵中，陶瓷生坯的厚度為0.2-0.635mm。
[0012] 上述方法得到的陶瓷基板可以根據(jù)客戶要求用激光加工的方法進一步的進行刻 化切割加工。
[0013] 為了滿足生產(chǎn)需求，本發(fā)明還提供了制備高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，包括預混機， 預混機的出口依次連接有球磨機、真空脫泡裝置、流延成型裝置、敷粉裝置、燒結裝置和整 平裝置;所述流延成型裝置連接有溶劑回收裝置;所述燒結裝置包括機架，機架的機頭處設 有推機，機架上設有爐膛，爐膛內(nèi)設有傳動輥，爐膛的出口和入口均設有與傳動輥連接的固 定板，固定板上沿傳動輥傳動方向設有兩條平行的導軌;爐膛內(nèi)設有加熱裝置，爐膛上方設 有排氣孔，排氣孔通過管道連接換熱器，換熱器上連接有進水管道。
[0014] 為了得到更高強度陶瓷基板，所述爐膛的膛壁由內(nèi)到外依次為304不銹鋼層、保溫 層和201不銹鋼層;所述換熱器為熱管換熱器。
[0015] 所述流延成型裝置連接有溶劑回收裝置，是為了對溶劑進行回收再利用，保護環(huán) 境。
[0016] 優(yōu)選的，所述敷粉裝置包括機床，機床上設有傳送帶，傳送帶上從左到右設有噴粉 系統(tǒng)和加熱烘干系統(tǒng);所述噴粉系統(tǒng)包括覆蓋在傳送帶上的敷粉室，敷粉室內(nèi)設有噴槍，噴 槍通過管路依次連接敷粉室上方的隔膜栗和粉料攪拌桶，敷粉室的四周內(nèi)壁上設有水珠收 集槽，敷粉室內(nèi)沿傳送帶寬度方向設有加熱單元;所述加熱烘干系統(tǒng)包括覆蓋在傳送帶上 的烘箱，烘箱內(nèi)均勻設有發(fā)熱管，烘箱上方設有高溫風機，烘箱內(nèi)還設有熱探頭;攪拌桶的 入口和出口以及管路的入口和出口上均設有濾網(wǎng)；所述傳送帶的一側設有與傳動帶主動軸 對應的掃粉軸。
[0017] 進一步的，所述烘箱的外部覆蓋有巖棉隔熱層;所述發(fā)熱管的功率為10kw;所述攪 拌桶為外徑多400mm的有機玻璃，攪拌桶的外層設有保溫裝置，攪拌桶內(nèi)設有攪拌槳;所述 噴槍上設有水平移動裝置和上下調(diào)節(jié)裝置;所述傳送帶為耐熱傳送帶;所述加熱單元為發(fā) 熱管;所述濾網(wǎng)為1〇〇目。
[0018] 所述掃粉軸和主動軸形成一定的夾力，保證傳送帶不跑偏，不翻邊，不磨邊等，同 時除去傳送帶上的水分。
[0019] 本發(fā)明陶瓷基板利用上述生產(chǎn)線采用全新的工藝和配方進行生產(chǎn)，經(jīng)檢測，得到 的產(chǎn)品厚度為0.2-0.635mm，體積密度為4.0-4.5g/cm 3，三點抗彎>690MPa; 0.3mm厚高強度 陶瓷基板破壞試件所用的力為9N左右；由上述可知本發(fā)明陶瓷基本真正實現(xiàn)了高強度。
[0020] 本發(fā)明陶瓷基板具有優(yōu)良的機械強度，抗彎強度高，良好的導熱特性，適用于高溫 環(huán)境;具有耐抗侵蝕和磨耗性，高電氣絕緣特性，良好表面特性，提供優(yōu)異平面度與平坦度； 抗震效果佳，低翹曲度，高溫環(huán)境下穩(wěn)定性穩(wěn)定，可加工成各種復雜形狀。本發(fā)明制備方法 簡單，工序少，采用流延法制備陶瓷基板，相比于干壓、扎膜等成型工藝，流延法得到的基板 組織非常均勻、致密，燒結后的晶粒均勻、氣孔少、抗熱震性好、導熱性好、抗彎強度高、表面 光潔，成本低。本發(fā)明的生產(chǎn)線簡單，不占用空間，流延成型裝置配備吸附冷凝式溶劑回收 裝置，燒結廢氣冷水冷凝的方式處理，新型低粉塵的敷粉裝置的使用，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量并 從源頭減少污染物排放，達到國內(nèi)清潔生產(chǎn)先進水平，適合工業(yè)使用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明結構不意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明敷粉裝置結構示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明燒結裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案及其有益效果做進一步的說明。實施例起解 釋說明作用，并不對本發(fā)明的的保護范圍構成限定，任何基于本發(fā)明總體構思下的變化和 修改應屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0025] 如圖1、2和3所示的高強度陶瓷基板生產(chǎn)線，包括預混機1，預混機1的出口依次連 接有球磨機2、真空脫泡裝置3、流延成型裝置4、敷粉裝置5、燒結裝置6和整平裝置7;所述流 延成型裝置4連接有溶劑回收裝置8;所述燒結裝置6包括機架23,機架23的機頭處設有推機 24，機架23上設有爐膛25，爐膛25內(nèi)設有傳動輥26，爐膛25的出口和入口均設有與傳動輥26 連接的固定板27,固定板27上沿傳動輥26傳動方向設有兩條平行的導軌28;爐膛25內(nèi)設有 加熱裝置29，爐膛25上方設有排氣孔30，排氣孔30通過管道連接換熱器31，換熱器31上連接 有進水管道32。所述爐膛25的膛壁由內(nèi)到外依次為304不銹鋼層33、保溫層34和201不銹鋼 層35;所述換熱器31為熱管換熱器。
[0026] 所述敷粉裝置5包括機床9,機床9上設有傳送帶15,傳送帶15上從左到右設有噴粉 系統(tǒng)和加熱烘干系統(tǒng);所述噴粉系統(tǒng)包括覆蓋在傳送帶上的敷粉室10,敷粉室10內(nèi)設有噴 槍21，噴槍21通過管路依次連接隔膜栗13和粉料攪拌桶12連接，敷粉室10的四周內(nèi)壁上設 有水珠收集槽11，敷粉室10內(nèi)沿傳送帶15寬度方向設有加熱單元14;所述加熱烘干系統(tǒng)包 括覆蓋在傳送帶15上的烘箱17,烘箱17內(nèi)均勻設有發(fā)熱管18,烘箱17上方設有高溫風機16， 烘箱17內(nèi)還設有熱探頭22;攪拌桶12的入口和出口以及管路的入口和出口上均設有濾網(wǎng)； 所述傳送帶15的一側設有與傳動帶主動軸19對應的掃粉軸20。
[0027] 所述烘箱17的外部覆蓋有巖棉隔熱層;所述發(fā)熱管18的功率為10kw。所述攪拌桶 12為外徑多400mm的有機玻璃，攪拌桶12的外層設有保溫裝置，攪拌桶12內(nèi)設有攪拌槳。所 述掃粉軸20為毛刷;所述噴槍21上設有水平移動裝置和上下調(diào)節(jié)裝置;所述傳送帶15為耐 熱傳送帶;所述加熱單元14為發(fā)熱管。
[0028] 工作時，將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨，然后加入在預混機1 中混合均勻的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，接著球磨至組織非常均勻，再用 真空脫泡裝置3脫去氣泡得陶瓷漿料;陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分 切成卷的陶瓷生坯，流延成型的過程中溶劑回收裝置8將溶劑回收并返回預混機1或球磨機 2中進行再利用，陶瓷生坯用模具沖切成一定形狀后，進入敷粉工序；
[0029] 敷粉時，將敷粉原料加入到攪拌桶12中，在電機的帶動下不停攪拌，得到懸濁液， 懸濁液依次經(jīng)過過濾網(wǎng)、隔膜栗13達到噴槍21，此時，傳送帶15帶動陶瓷生坯進入敷粉室 10，噴槍21通過水平移動裝置和上下調(diào)節(jié)裝置將懸濁液均勻噴射在生坯上；當溫度較低時， 打開加熱單元14，防止冰凍。水珠收集槽11收集敷粉室10中的水蒸氣和其他水珠，可以進行 集中處理。經(jīng)過噴粉系統(tǒng)的生坯進入加熱烘干系統(tǒng)，在烘箱17內(nèi)的發(fā)熱管18作用進行加熱， 同時使用熱探頭控制箱內(nèi)的溫度，烘箱17內(nèi)使用高溫風機16,把烘箱17內(nèi)的濕氣帶走，完成 生坯的烘烤，得到帶有一層隔粘粉得到坯片；傳送帶15繼續(xù)走動，經(jīng)過掃粉軸20,掃粉軸20 和主動軸19形成一定的夾力，保證傳送帶15不跑偏，不翻邊，不磨邊等，同時除去傳送帶15 上的水分；
[0030] 坯片接著進入燒結裝置6燒結，坯片放置在機架23上的固定板27的導軌28上，推機 24將坯片推入爐膛25內(nèi)，坯片在傳動輥26的帶動下移動，在爐膛25內(nèi)的加熱裝置29的工作 下加熱，產(chǎn)生的廢氣通過排氣孔30進入換熱器31，與進水管道32進入換熱器31的冷水進行 換熱，使廢氣的熱量得以利用，產(chǎn)生的熱水也可用于其他工序;經(jīng)過爐膛25燒結的坯片再經(jīng) 過整平裝置7整平即得符合生產(chǎn)需要的高強度陶瓷基板。
[0031] 下列為利用上述生產(chǎn)線生產(chǎn)大規(guī)格陶瓷基板的實施例，實施例中所述粘結劑為聚 乙烯醇縮丁醛;所述分散劑為蓖麻油;所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
[0032] 實施例1
[0033] 高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉 料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1: 〇. 08:0.01:0.03:0.5;其中所述陶瓷粉料 由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為3wt%。
[0034] 所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為0.5wii，氧化鋯的粒度為0 . lwii，陶瓷粉料的比表 面積為5000m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1。
[0035] 高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0036] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨8小時后，加入在預混機1 中混合均勾的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，繼續(xù)球磨15小時，接著經(jīng)真空脫 泡裝置3在-0.0 IMPa下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度20°C，粘度彡2500mp. s;
[0037] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分切成卷的陶瓷生坯，陶 瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再經(jīng)敷粉裝置5敷一層隔粘粉得到坯片；
[0038] (3)將坯片放入燒結裝置6的排膠區(qū)，在室溫_500°C下排膠18h;然后進入燒結裝置 6的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結20h;接著進入燒結裝置6的降溫區(qū)，在1600-900°C下 燒結8h;再進入整平裝置7,在1300°C下整平55h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置排膠區(qū)和 升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。
[0039] 實施例2
[0040]高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉 料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1: 〇. 15:0.03:0.06:0.8;其中所述陶瓷粉料 由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為30wt%。
[0041 ]所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為2. Own，氧化鋯的粒度為0.5wii，陶瓷粉料的比表 面積為3000m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1.5。
[0042] 高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0043] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨10小時后，加入在預混機1 中混合均勾的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，繼續(xù)球磨20小時，接著經(jīng)真空脫 泡裝置3在0.15MPa下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度50°C，粘度彡2500mp. s;
[0044] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分切成卷的陶瓷生坯，陶 瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再經(jīng)敷粉裝置5敷一層隔粘粉得到坯片；
[0045] (3)將坯片放入燒結裝置6的排膠區(qū)，在室溫_500°C下排膠22h;然后進入燒結裝置 6的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結30h;接著進入燒結裝置6的降溫區(qū)，在1600-900°C下 燒結15h;再進入整平裝置7,在1400°C下整平44h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置排膠區(qū) 和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。
[0046] 實施例3
[0047] 高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉 料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1: 〇. 1: 〇. 02:0.05:0.6;其中所述陶瓷粉料由 氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為l〇wt%。
[0048] 所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為1. Own，氧化鋯的粒度為0.3wii，陶瓷粉料的比表 面積為4000m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1.2。
[0049] 高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0050] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨9小時后，加入在預混機1 中混合均勾的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，繼續(xù)球磨18小時，接著經(jīng)真空脫 泡裝置3在0.1 MPa下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度30°C，粘度彡2500mp. s;
[0051] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分切成卷的陶瓷生坯，陶 瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再經(jīng)敷粉裝置5敷一層隔粘粉得到坯片；
[0052] (3)將坯片放入燒結裝置6的排膠區(qū)，在室溫-500°C下排膠20h;然后進入燒結裝置 6的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結25h;接著進入燒結裝置6的降溫區(qū)，在1600-900°C下 燒結l〇h;再進入整平裝置7,在1350°C下整平50h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置排膠區(qū) 和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。
[0053] 實施例4
[0054] 高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉 料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1: 〇. 12:0.03:0.04:0.7;其中所述陶瓷粉料 由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為20wt%。
[0055] 所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為1.5wii，氧化鋯的粒度為0.2wii，陶瓷粉料的比表 面積為4500m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1.4。
[0056] 高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0057] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨9.5小時后，加入在預混機 1中混合均勾的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，繼續(xù)球磨17小時，接著經(jīng)真空 脫泡裝置3在0.12MPa下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度25°C，粘度彡2500mp. s; [0058] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分切成卷的陶瓷生坯，陶 瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再經(jīng)敷粉裝置5敷一層隔粘粉得到坯片；
[0059] (3)將坯片放入燒結裝置6的排膠區(qū)，在室溫_500°C下排膠21h;然后進入燒結裝置 6的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結28h;接著進入燒結裝置6的降溫區(qū)，在1600-900°C下 燒結12h;再進入整平裝置7,在1370°C下整平52h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置排膠區(qū) 和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。
[0060] 實施例5
[0061]高強度陶瓷基板，由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制成，所述陶瓷粉 料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1: 〇. 13:0.02:0.06:0.5;其中所述陶瓷粉料 由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉的含量為15wt%。
[0062] 所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒度為1.3wii，氧化鋯的粒度為0.4wii，陶瓷粉料的比表 面積為4800m2/kg;所述溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1.1。
[0063] 高強度陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：
[0064] (1)將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機2中球磨8.5小時后，加入在預混機 1中混合均勾的粘結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，繼續(xù)球磨19小時，接著經(jīng)真空 脫泡裝置3在0.08MPa下脫去氣泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度28°C，粘度彡2500mp. s;
[0065] (2)將陶瓷漿料經(jīng)流延成型裝置4得厚度均勻、表面光潔、分切成卷的陶瓷生坯，陶 瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再經(jīng)敷粉裝置5敷一層隔粘粉得到坯片；
[0066] (3)將坯片放入燒結裝置6的排膠區(qū)，在室溫_500°C下排膠19.5h;然后進入燒結裝 置6的升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結27h;接著進入燒結裝置6的降溫區(qū)，在1600-900°C 下燒結llh;再進入整平裝置7,在1400°C下整平48h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置排膠 區(qū)和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。
[0067] 本發(fā)明實施例1-5中產(chǎn)品性能的測試方式和測試設備如下：
[0068] 1、用GF-300D型密度儀測試成瓷密度；
[0069] 2、用SANS萬能實驗機，三點彎曲法測試條樣抗彎強度。
[0070]經(jīng)檢測，實施例1-5中陶瓷基板的成瓷密度、介電性能、抗彎強度、熱導率數(shù)結果詳 細見下表：
[0072]由上表可知，本發(fā)明高強度陶瓷基板均勻、致密，具有優(yōu)良的抗彎強度，良好的導 熱特性，適用于高溫環(huán)境;具有耐抗侵蝕和磨耗性，高電氣絕緣特性，高溫環(huán)境下穩(wěn)定性穩(wěn) 定，可加工成各種復雜形狀，適合作為大功率、高密度封裝器件的電路基板。
【主權項】
1. 一種高強度陶瓷基板，其特征在于：由陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑制 成，所述陶瓷粉料、粘結劑、分散劑、增塑劑和溶劑的重量比為1:0.08-0.15:0.01-0.03: 0.03-0.06:0.5-0.8;其中所述陶瓷粉料由氧化鋁粉和氧化鋯粉組成，陶瓷粉料中氧化鋯粉 的含量為3_30wt%。2. 如權利要求1所述的一種高強度陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷粉料中氧化鋁的粒 度為0 · 5-2 · Ομπι，氧化鋯的粒度為0 · 1-0 · 5μπι，陶瓷粉料的比表面積為3000-5000m2/kg;所述 溶劑由無水乙醇和丁酮組成，無水乙醇和丁酮的重量比為1:1-1.5。3. 如權利要求2所述的一種高強度陶瓷基板，其特征在于，所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁 醛;所述分散劑為蓖麻油;所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。4. 權利要求1-3任一所述的高強度陶瓷基板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將陶瓷粉料、分散劑和部分溶劑加入球磨機中球磨8-10小時后，加入混合均勻的粘 結劑、增塑劑和余下部分的溶劑的混合物，在球磨15-20小時，接著-0.01-0.15MPa下脫去氣 泡得陶瓷漿料，陶瓷漿料的溫度20-50°(：，粘度<2500111?. 8; (2) 將陶瓷漿料經(jīng)流延成型得陶瓷生坯，陶瓷生坯用模具沖切成一定形狀后再敷一層 隔粘粉得到坯片； (3) 將坯片放入燒結裝置的排膠區(qū)，在室溫-500°C下排膠18-22h;然后進入燒結裝置的 升溫高溫區(qū)，在500-1600°C下燒結20-30h;接著進入燒結裝置的降溫區(qū)，在1600-900°C下燒 結8-15h;再進入整平裝置，在1300-1400°C下整平44-55h即得陶瓷基板;其中所述燒結裝置 排膠區(qū)和升溫高溫區(qū)的升溫速率為2-5°C/min，燒結裝置降溫區(qū)的降溫速率為2-5°C/min。5. 如權利要求4所述的高強度陶瓷基板的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，陶瓷生坯 的厚度為0.2-0.635mm。6. 制備權利要求1-3任一所述的高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，其特征在于，包括預混機， 預混機的出口依次連接有球磨機、真空脫泡裝置、流延成型裝置、敷粉裝置、燒結裝置和整 平裝置;所述流延成型裝置連接有溶劑回收裝置;所述燒結裝置包括機架，機架的機頭處設 有推機，機架上設有爐膛，爐膛內(nèi)設有傳動輥，爐膛的出口和入口均設有與傳動輥連接的固 定板，固定板上沿傳動輥傳動方向設有兩條平行的導軌;爐膛內(nèi)設有加熱裝置，爐膛上方設 有排氣孔，排氣孔通過管道連接換熱器，換熱器上連接有進水管道。7. 如權利要求6所述的高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，其特征在于，所述爐膛的膛壁由內(nèi)到 外依次為304不銹鋼層、保溫層和201不銹鋼層;所述換熱器為熱管換熱器。8. 如權利要求7所述的高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，其特征在于，所述敷粉裝置包括機 床，機床上設有傳送帶，傳送帶上從左到右設有噴粉系統(tǒng)和加熱烘干系統(tǒng);所述噴粉系統(tǒng)包 括覆蓋在傳送帶上的敷粉室，敷粉室內(nèi)設有噴槍，噴槍通過管路依次連接敷粉室上方的隔 膜栗和粉料攪拌桶，敷粉室的四周內(nèi)壁上設有水珠收集槽，敷粉室內(nèi)沿傳送帶寬度方向設 有加熱單元;所述加熱烘干系統(tǒng)包括覆蓋在傳送帶上的烘箱，烘箱內(nèi)均勻設有發(fā)熱管，烘箱 上方設有高溫風機，烘箱內(nèi)還設有熱探頭;攪拌桶的入口和出口以及管路的入口和出口上 均設有濾網(wǎng);所述傳送帶的一側設有與傳動帶主動軸對應的掃粉軸。9. 如權利要求8所述的高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，其特征在于，所述烘箱的外部覆蓋有 巖棉隔熱層;所述發(fā)熱管的功率為IOkw;所述攪拌桶為外徑多400mm的有機玻璃，攪拌桶的 外層設有保溫裝置，攪拌桶內(nèi)設有攪拌槳。10.如權利要求9所述的高強度陶瓷基板的生產(chǎn)線，其特征在于，所述傳送帶為耐熱傳 送帶;所述加熱單元為發(fā)熱管;所述濾網(wǎng)為100目。
【文檔編號】C04B35/10GK105881700SQ201610355829
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】吳崇雋, 魏帥鵬, 蔡斌斌
【申請人】鄭州中瓷科技有限公司