高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法，属于陶瓷基板材料技术领域。该方法包括将氮化硅粉、烧结助剂、炭黑、磷酸三乙酯和溶剂，一次球磨混合；加入粘结剂和增塑剂后二次球磨，得到浆料；真空脱泡处理后用流延成型制得薄片状素坯；真空排胶后进行高温烧结，得到氮化硅陶瓷基板。本发明专利技术通过在原料配比中引入炭黑，并且烧结分两步加热进行，使炭黑和氮化硅的氧杂质在合适的温度和气氛条件下充分地发生化学反应，有效地降低氮化硅陶瓷的晶格氧含量，从而提高其热导率。本发明专利技术所制备的氮化硅陶瓷基板具有高热导率和高抗弯强度的良好性能。

【技术实现步骤摘要】
高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法
本专利技术属于陶瓷基板材料
，具体涉及一种高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法。
技术介绍
功率电子器件在电力存储，电力输送，电动汽车，电力机车等众多工业领域得到越来越广泛的应用。随着功率电子器件本身不断的大功率化和高集成化，芯片在工作过程中将会产生大量的热。如果这些热量不能及时有效地发散出去，功率电子器件的工作性能将会受到影响，严重的话，功率电子器件本身会被破损。这就要求担负绝缘和散热功能的陶瓷基板封装材料必须具备卓越的机械性能和导热性能。目前，功率电子器件的陶瓷基板封装材料主要有三种：氧化铝，氮化铝，氮化硅。对于新一代的大功率化和高集成化的功率电子器件来说，氧化铝因为机械强度和热导率都不高而不能胜任；氮化铝尽管热导率很高，但其机械性能不够高，因此也不能胜任。至于氮化硅，其抗弯强度和断裂韧性等机械性能在各种结构陶瓷里非常出众，但其热导率还有待进一步提高。氮化硅陶瓷所含的氧杂质是影响其热导率的主要因素之一。氮化硅的氧杂质一旦固溶到晶粒内成为晶格氧就会引起晶格缺陷的产生，晶格缺陷又引起声子散射，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热氮化硅陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步：将氮化硅粉、烧结助剂、炭黑、磷酸三乙酯和溶剂，用球磨方式进行第一次混合；/n第二步，第一次混合之后，继续加入聚乙烯醇缩丁醛和聚乙二醇，用球磨方式进行第二次混合，得到浆料；/n第三步，将浆料倒入容器，置于真空脱泡机中进行脱泡处理；/n第四步，将脱泡处理后的浆料用流延成型的方法制备出薄片状素坯；/n第五步，将薄片状素坯置于排胶炉中进行排胶处理；/n第六步，将排胶后的素坯置于高温烧结炉中进行烧结，得到氮化硅陶瓷基板。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热氮化硅陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将氮化硅粉、烧结助剂、炭黑、磷酸三乙酯和溶剂，用球磨方式进行第一次混合；
第二步，第一次混合之后，继续加入聚乙烯醇缩丁醛和聚乙二醇，用球磨方式进行第二次混合，得到浆料；
第三步，将浆料倒入容器，置于真空脱泡机中进行脱泡处理；
第四步，将脱泡处理后的浆料用流延成型的方法制备出薄片状素坯；
第五步，将薄片状素坯置于排胶炉中进行排胶处理；
第六步，将排胶后的素坯置于高温烧结炉中进行烧结，得到氮化硅陶瓷基板。


2.根据权利要求1所述高导热氮化硅陶瓷基板的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂为稀土氧化物和氧化镁的混合物，稀土氧化物和氧化镁的质量比为1:0.5～1:3；烧结助剂和氮化硅粉的质量比为1:10～1:40。


3.根据权利要求1所述高导热氮化硅陶瓷基板的制备方法，其特征在于，炭黑和氮化硅粉的质量比为1:50～1:500。


4.根据权利要求1所述高导热氮化硅陶瓷基板的制备方法，其特征在于，磷酸三乙酯和氮化硅粉的质量比为1:20～1:200，聚乙烯醇缩丁醛和氮化硅粉的质量比为1:5～1:20，所述聚乙二醇和氮化硅粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖豪，
申请(专利权)人：江苏贝色新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32