一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料，该材料将氮化铝和碳化硅粉体混合使用，具备高的导热和环保性，而以季铵盐离子液体、无水乙醇等制备的复合溶剂较之传统的有机溶剂表面张力更低，对物料的浸润性更佳，可使物料间形成分散稳定均匀的网络，得到的复合醇基流延浆料粘度适中，易于成型，气泡少，坯体脱胶和烧结稳定性更佳，加入的氟化石墨微粉能使得材料具有良好的自润滑性，再结合烧结助剂及其它原料，使得制备的基板薄片光洁润滑，不易磨损，易于金属附着，导热效率提高，可广泛的用做多种电路板基板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路板用陶瓷基板材料
，尤其涉及一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子元器件功率和密度的增大，致使单位体积发热量也随之增加，对电路基板的综合性能要求越来越高，其中陶瓷基板具备良好的综合性能，在绝缘性、导热性以及热膨胀性、化学稳定性等方面表现突出，逐渐被广泛的应用于基板材料中，其中沿用较久的主要是以氧化铝、氧化铍作为基板原料，然而这两种材料存在热导率低、有毒等缺陷，应用受到限制，反之以氮化铝、碳化硅作为基板材料在使用性能上则具有较为明显的优势。虽然氮化铝、碳化硅陶瓷基板的应用前景广阔，然而在实际生产过程中存在原料价格较为昂贵、高温烧结致密度低、生产过程繁琐、原料利用率低、实际导热率不尽如人意等等问题，制约着这类材料的大规模使用，急需从原料配制及生产工艺上做进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料，该材料由以下重量份的原料制成：硼玻璃粉1-2、氮化铝60-70、碳化硅15-20、三聚磷酸钠0.2-0.3、氟化石墨微粉3-4、季铵盐类离子液体10-12、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh5501-2、异己二醇4-5、聚乙二醇1-1.5、烧结助剂6-8。所述的烧结助剂由以下重量份的原料制成：高纯硼粉2-3、冰晶石粉4-5、纳米氮化铝10-15、固含量为25-30%的氧化铝溶胶10-15、乙酸0.01-0.02，烧结助剂的制备方法为：将所有原料全部投入球磨罐中，密闭滚动球磨10-12h，球磨结束后将混合浆料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥温度为80-100℃，完全干燥后冷却至室温，所得粉体球磨分散成粉体即得。所述的一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料的制备方法为：（1）先将氮化铝、碳化硅、氟化石墨微粉、硼玻璃粉、季铵盐离子液体、硅烷偶联剂kh550、烧结助剂混合后球磨分散20-25h，随后加入其它剩余成分，继续球磨分散10-15h，所得浆料的粘度控制在15000-20000cps，最后将所得浆料经过真空除泡处理后备用；（2）将上述制备的浆料经流延成型机，流延得到所需厚度的坯体，所得坯体在500-600℃条件下热处理2-3h后将坯体送入真空电阻炉中，并在氮气和氢气混合气体氛围下以1660-1750℃的温度烧结3-4h，即得所述复合基板材料，其中氮气和氢气的流量比为1:0.5-1。本专利技术将氮化铝和碳化硅粉体混合使用，综合两者的优点，具备高的导热和环保性，而以季铵盐离子液体、无水乙醇等制备的复合溶剂较之传统的有机溶剂表面张力更低，对物料的浸润性更佳，可使物料间形成分散稳定均匀的网络，得到的复合醇基流延浆料粘度适中，易于成型，气泡少，坯体脱胶和烧结稳定性更佳，加入的氟化石墨微粉能使得材料具有良好的自润滑性，再结合烧结助剂及其它原料，使得制备的基板薄片光洁润滑，不易磨损，易于金属附着，导热效率提高，可广泛的用做多种电路板基板。具体实施方式该实施例材料由以下重量份的原料制成：硼玻璃粉1、氮化铝60、碳化硅15、三聚磷酸钠0.2、氟化石墨微粉4、季铵盐类离子液体10、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh5501、异己二醇4、聚乙二醇1、烧结助剂6。其中烧结助剂由以下重量份的原料制成：高纯硼粉2、冰晶石粉4、纳米氮化铝10、固含量为25%的氧化铝溶胶10、乙酸0.01，烧结助剂的制备方法为：将所有原料全部投入球磨罐中，密闭滚动球磨10h，球磨结束后将混合浆料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥温度为80℃，完全干燥后冷却至室温，所得粉体球磨分散成粉体即得。该实施例材料的制备方法为：（1）先将氮化铝、碳化硅、氟化石墨微粉、硼玻璃粉、季铵盐离子液体、硅烷偶联剂kh550、烧结助剂混合后球磨分散20h，随后加入其它剩余成分，继续球磨分散10h，所得浆料的粘度控制在15000cps，最后将所得浆料经过真空除泡处理后备用；（2）将上述制备的浆料经流延成型机，流延得到厚度为3mm的坯体，所得坯体在500℃条件下热处理2h后将坯体送入真空电阻炉中，并在氮气和氢气混合气体氛围下以1700℃的温度烧结3h，即得所述复合基板材料，其中氮气和氢气的流量比为1:0.5。该实施例制得的基板的性能测试结构为：体积密度：3.52g/cm3；弯曲强度：564.2MPa；热导率：177.3（W/m.k）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自润滑的高导热氮化铝‑碳化硅复合电路板基板材料，其特征在于，该材料由以下重量份的原料制成：硼玻璃粉1‑2、氮化铝60‑70、碳化硅15‑20、三聚磷酸钠0.2‑0.3、氟化石墨微粉3‑4、季铵盐类离子液体10‑12、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh550 1‑2、异己二醇4‑5、聚乙二醇1‑1.5、烧结助剂6‑8。

【技术特征摘要】
1.一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料，其特征在于，该材料由以下重量份的原料制成：硼玻璃粉1-2、氮化铝60-70、碳化硅15-20、三聚磷酸钠0.2-0.3、氟化石墨微粉3-4、季铵盐类离子液体10-12、无水乙醇适量、硅烷偶联剂kh5501-2、异己二醇4-5、聚乙二醇1-1.5、烧结助剂6-8。
2.如权利要求1所述的一种自润滑的高导热氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料，其特征在于，所述的烧结助剂由以下重量份的原料制成：高纯硼粉2-3、冰晶石粉4-5、纳米氮化铝10-15、固含量为25-30%的氧化铝溶胶10-15、乙酸0.01-0.02，烧结助剂的制备方法为：将所有原料全部投入球磨罐中，密闭滚动球磨10-12h，球磨结束后将混合浆料取出，放入真空干燥烘箱中干燥，干燥温度为80-100℃，完...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，王乐平，夏运明，涂聚友，
申请(专利权)人：合肥龙多电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34