本發(fā)明涉及一種氮化鋁陶瓷基片的生產(chǎn)方法，具體涉及一種led用氮化鋁陶瓷基片的生產(chǎn)方法法。
背景技術(shù)：
陶瓷基板材料以其優(yōu)良的導(dǎo)熱性和氣密性，廣泛應(yīng)用于功率電子、led封裝、多芯片模塊等領(lǐng)域。led散熱基板的選擇亦隨著led之線路設(shè)計(jì)、尺寸、發(fā)光效率等條件的不同有設(shè)計(jì)上的差異，目前市面上最常見為：1)系統(tǒng)電路板，其主要是作為led最后將熱能傳導(dǎo)到大氣中、散熱鰭片或外殼的散熱系統(tǒng)，而列為系統(tǒng)電路板的種類包括：鋁基板(mcpcb)、印刷電路板(pcb)以及軟式印刷電路板(fpc)；②led芯片基板，是屬于led芯片與系統(tǒng)電路板兩者之間熱能導(dǎo)出的媒介，并藉由共晶或覆晶與led芯片結(jié)合。為確保led的散熱穩(wěn)定與led芯片的發(fā)光效率，目前許多以陶瓷材料作為高功率led散熱基板之應(yīng)用，其種類主要包含有：低溫共燒多層陶瓷(ltcc)、高溫共燒多層陶瓷(htcc)、直接接合銅基板(dbc)、直接鍍銅基板(dpc)四種。
氧化鋁基板是led領(lǐng)域中最常用的基板材料，因?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上相對(duì)于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。但是氧化鋁陶瓷不易燒結(jié)致密，熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)與si不太匹配；氧化鈹具有比金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場(chǎng)合，但溫度超過300℃后迅速降低，最重要的是由于其毒性限制了自身的發(fā)展；氮化鋁具有兩個(gè)非常重要的性能值：一是高的熱導(dǎo)率，二是與si相匹配的膨脹系數(shù)。缺點(diǎn)是即使在表面有非常薄的氧化層也會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響，只有對(duì)材料和工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制才能制造出一致性較好的氮化鋁基板。目前大規(guī)模的氮化鋁生產(chǎn)技術(shù)國(guó)內(nèi)還是不成熟，相對(duì)于氧化鋁比較，氮化鋁價(jià)格相對(duì)偏高許多，這個(gè)也是制約其發(fā)展的瓶頸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝優(yōu)化、成本低、可在中低溫?zé)Y(jié)又具有低的介電常數(shù)的led用氮化鋁陶瓷基片的生產(chǎn)方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
led用氮化鋁陶瓷基片的生產(chǎn)方法法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括以下步驟：
(1)配料：將高純度直接氮化的氮化鋁粉末或者自蔓燃氮化鋁粉末和復(fù)合燒結(jié)助劑按照2:17的質(zhì)量比混合；
(2)球磨：將上述粉體溶于乙醇和丁醇的混合溶劑或者乙醇和甲苯的混合溶劑中，加入甘油或者蓖麻油置于滾筒球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速為300rad/s，球磨時(shí)間為30小時(shí)，然后再加入聚乙烯醇縮丁醛和聚乙二醇，以轉(zhuǎn)速為505rad/s的速度研磨26-27.5小時(shí)，得到的漿體粘度為2500-3000cps；
(3)真空脫泡：向混磨后的漿料中加入粉體重量0.6-1.0％的除泡劑，然后放入真空室，在9.5×104-9.4×105pa的負(fù)壓環(huán)境下真空除泡，控制粘度在9500-14500cps；
(4)流延成型：用流延機(jī)對(duì)處理好的漿料進(jìn)行流延成型，粘性漿料通過漿料刮刀，控制刮刀高度為2.4-2.7mm，流延帶速為0.1-0.3m/分，流延出的漿料膜經(jīng)過干燥從基板上剝落下來，干燥溫度為112-135℃；
(5)排膠：流延胚體在連續(xù)式排膠爐內(nèi)連續(xù)排膠2-3h，溫度為450-580℃；
(6)燒結(jié)：將流延生坯放入馬弗爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚夥盏谋Ｗo(hù)下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1550-1680℃。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中的復(fù)合燒結(jié)劑為cao-al2o3-y2o3、caf-al2o3-y2o3。
進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的混合溶劑的質(zhì)量為粉體總質(zhì)量的35-40％。
進(jìn)一步的，所述的乙醇和丁醇或者乙醇和甲苯的重量比為1:1。
本發(fā)明的有益效果：
1)采用流延成型工藝，大大提高生產(chǎn)效率，氮化鋁粉體中加入燒結(jié)劑，使得在中低溫條件下燒結(jié)達(dá)到高的熱導(dǎo)率，節(jié)約能耗，降低生產(chǎn)成本。
2)本發(fā)明生產(chǎn)的led用氮化鋁陶瓷基片具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性,可靠的電絕緣性,低的介電常數(shù)和介電損耗。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
(1)配料：將高純度直接氮化的氮化鋁粉末或者自蔓燃氮化鋁粉末和cao-al2o3-y2o3復(fù)合燒結(jié)助劑按照1:0.04的質(zhì)量比混合，其中cao、al2o3和y2o3的質(zhì)量比為3:4:5；
(2)球磨：將上述粉體溶于乙醇和甲苯的混合溶劑中，加入蓖麻油置于滾筒球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速為300rad/s，球磨時(shí)間為24小時(shí)，然后再加入聚乙烯醇縮丁醛和聚乙二醇，以轉(zhuǎn)速為505rad/s的速度研磨25小時(shí)，得到的漿體粘度為2500-2600cps；
(3)真空脫泡：向混磨后的漿料中加入粉體重量1.0％的除泡劑，然后放入真空室，在9.5×104pa的負(fù)壓環(huán)境下真空除泡，控制粘度在10000-11200cps；
(4)流延成型：用流延機(jī)對(duì)處理好的漿料進(jìn)行流延成型，粘性漿料通過漿料刮刀，控制刮刀高度為2.5mm，流延帶速為0.1m/分，流延出的漿料膜經(jīng)過干燥從基板上剝落下來，干燥溫度為120℃；
(5)排膠：流延胚體在連續(xù)式排膠爐內(nèi)連續(xù)排膠2h，溫度為500℃；
(6)燒結(jié)：將流延生坯放入馬弗爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚夥盏谋Ｗo(hù)下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1550℃。
實(shí)施例2
(1)配料：將高純度直接氮化的氮化鋁粉末或者自蔓燃氮化鋁粉末和bn-al2o3-y2o3復(fù)合燒結(jié)助劑按照1:0.04的質(zhì)量比混合，其中bn、al2o3和y2o3的質(zhì)量比為3:4:5；
(2)球磨：將上述粉體溶于乙醇和丁醇的混合溶劑中，加入甘油置于滾筒球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速為300rad/s，球磨時(shí)間為25小時(shí)，然后再加入聚乙烯醇縮丁醛和聚乙二醇，以轉(zhuǎn)速為505rad/s的速度研磨27小時(shí)，得到的漿體粘度為2800cps；
(3)真空脫泡：向混磨后的漿料中加入粉體重量0.9％的除泡劑，然后放入真空室，在9.4×105pa的負(fù)壓環(huán)境下真空除泡，控制粘度在1300-14500cps；
(4)流延成型：用流延機(jī)對(duì)處理好的漿料進(jìn)行流延成型，粘性漿料通過漿料刮刀，控制刮刀高度為2.7mm，流延帶速為0.3m/分，流延出的漿料膜經(jīng)過干燥從基板上剝落下來，干燥溫度為135℃；
(5)排膠：流延胚體在連續(xù)式排膠爐內(nèi)連續(xù)排膠2.5h，溫度為580℃；
(6)燒結(jié)：將流延生坯放入馬弗爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚夥盏谋Ｗo(hù)下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1680℃。
實(shí)施例3
(1)配料：將高純度直接氮化的氮化鋁粉末或者自蔓燃氮化鋁粉末和cac-bn-y2o3復(fù)合燒結(jié)助劑按照2:17的質(zhì)量比混合，其中cac、bn和y2o3的質(zhì)量比為3:4:5；
(2)球磨：將上述粉體溶于乙醇和甲苯的混合溶劑中，加入蓖麻油置于滾筒球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速為300rad/s，球磨時(shí)間為25小時(shí)，然后再加入聚乙烯醇縮丁醛和聚乙二醇，以轉(zhuǎn)速為505rad/s的速度研磨26-27.5小時(shí)，得到的漿體粘度為3000cps；
(3)真空脫泡：向混磨后的漿料中加入粉體重量0.6％的除泡劑，然后放入真空室，在9.4×105pa的負(fù)壓環(huán)境下真空除泡，控制粘度在12500cps；
(4)流延成型：用流延機(jī)對(duì)處理好的漿料進(jìn)行流延成型，粘性漿料通過漿料刮刀，控制刮刀高度為2.4mm，流延帶速為0.2m/分，流延出的漿料膜經(jīng)過干燥從基板上剝落下來，干燥溫度為112℃；
(5)排膠：流延胚體在連續(xù)式排膠爐內(nèi)連續(xù)排膠2h，溫度為480℃；
(6)燒結(jié)：將流延生坯放入馬弗爐中，在氫氣和氮?dú)饣旌蠚夥盏谋Ｗo(hù)下燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1550℃。
上述實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍進(jìn)行限定，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。