一种陶瓷流延浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷流延浆料及其制备方法，按重量百分比计，包含30％

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷流延浆料及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷绝缘衬板制备
，具体涉及一种陶瓷流延浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷具有高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，且与铜箔间存在高键合性，在半导体中通常作为衬板使用。
[0003]流延成型是陶瓷衬板的常用制备工艺，工艺过程为将陶瓷粉末与分散剂、粘结剂和增塑剂在溶剂中混合，形成均匀稳定悬浮的浆料。浆料从流延机的料斗流至基带上，通过基带刮刀的相对运动成型，形成坯膜，坯膜经干燥段将溶剂蒸发后得到待处理的陶瓷坯体。
[0004]目前，最常用的陶瓷浆料流延成型溶剂为水和有机溶剂。其中，以水作为溶剂，优点是使用安全、环保、成本低，但水的表面张力大，难以有效润湿陶瓷粉体，挥发慢，干燥时间长，水基体系浆料除气困难，气泡会严重影响坯体质量，水基体系可供选择的粘结剂和增塑剂种类少，使用受限。
[0005]基于此，在实际的工业化量产中，因有机溶剂体系稳定、挥发速度快，制备高性能陶瓷流延坯体时多采用有机溶剂。但有机溶剂存在较为严重的环保问题，以常用的丁酮、甲苯、二甲苯为例，均对环境和使用人员的健康有较大威胁。
[0006]因此，开发一种能保证陶瓷坯体质量，又能减少对环境的危害的环保型的陶瓷流延用有机溶剂及对应的陶瓷浆料流延体系，对陶瓷行业的健康发展十分重要。

技术实现思路

[0007]本专利技术依托上述研究进行，针对当前陶瓷流延浆料中有机溶剂环境及人体危害性大的缺陷，提供了一种新的陶瓷流延浆料体系，提高其环境友好性。
[0008]本专利技术基于安全性以及材料易得、成本低廉的角度，提供了如下陶瓷流延浆料：按重量百分比计，包含30％
‑
55％陶瓷粉体、0.5％
‑
2％分散剂、3％
‑
10％粘结剂、3％
‑
10％塑化剂，余量为醇类和酯类混合溶剂。
[0009]其中，醇类和酯类混合溶剂中，醇类溶剂和酯类溶剂的质量比为1:1；醇类溶剂为乙醇与丙三醇的混合溶液，乙醇与丙三醇质量比为9～9.5：1～0.5，酯类溶剂为乙酸乙酯与乙酸丙酯的混合溶液，乙酸乙酯与乙酸丙酯质量比为9.5
‑
9.8:0.5
‑
0.2。
[0010]优选的，在本专利技术提供的陶瓷流延浆料中，陶瓷粉体的比表面积为5
‑
15m2/g，由粉体和烧结助剂组成，粉体与烧结助剂的质量比为8～9.5：0.5～2。
[0011]进一步，粉体为氮化硅粉、氧化铝粉、氮化铝粉、碳化硅粉中的一种或几种；烧结助剂为氧化钇、氧化镱、氮硅化镁、氧化镁、氟化钇、氟化镱、硅化镁中的两种或三种混合。
[0012]此外，烧结助剂还可以为硬脂酸镁和氧化镱，硬脂酸镁、氧化镱、粉体的摩尔比为5:5:90。采用硬脂酸镁可以让镁源更均匀的分散在浆体中。
[0013]优选的，在本专利技术提供的陶瓷流延浆料中，分散剂为磷酸三乙酯、三油酸甘油酯、
蓖麻油中的一种或几种组成；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种混合而成；塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇以质量比1：1的比例混合而成。
[0014]优选的，在本专利技术提供的陶瓷流延浆料中，塑化剂与粘结剂质量比为0.5:1。
[0015]优选的，在本专利技术提供的陶瓷流延浆料中，聚乙烯醇缩丁醛的分子量为30000
‑
80000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量在50000
‑
150000。
[0016]优选的，在本专利技术提供的陶瓷流延浆料中，浆料中还加入有消泡剂正丁醇或聚丙二醇1200进行化学消泡；浆料中还含有卡波姆胶，其含量为浆体总质量的0.01％
‑
0.1％。
[0017]本专利技术的第二方面，提供了上述的陶瓷流延浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0018]S1)分散剂预溶
[0019]按质量分数为0.5％
‑
2％称取分散剂，并溶解在醇类和酯类混合溶剂中，而后置于球磨机中进行球磨，球磨时间1
‑
2h，球磨温度为15
‑
35℃；
[0020]S2)一次球磨
[0021]在步骤S1所得的溶液中加入质量分数为30％
‑
55％陶瓷粉体，球磨12
‑
24h，球磨温度为15
‑
35℃；
[0022]S3)二次球磨
[0023]在步骤S2所得的溶液中加入质量分数为3％
‑
10％的粘结剂、3％
‑
10％塑化剂，塑化剂与黏结剂质量比为0.5:1；
[0024]S4)真空脱泡
[0025]将球磨好的浆体过80
‑
320目筛网泵入脱泡机中，真空度为
‑
0.09MPa以上，真空搅脱泡时间为0.5h
‑
2h，脱泡后静置陈腐2
‑
12h，陈腐后取样测试粘度，进行流延成型。
[0026]采用上述陶瓷流延浆料流延成型、干燥、剥离基带、制坯体后，外观与现有技术制备的陶瓷坯体无异，表面平整也不存在气泡等影响坯体质量的瑕疵。
[0027]本专利技术的有益效果如下：
[0028]本专利技术选用醇类溶剂和酯类溶剂的质量比为1:1醇类和酯类混合溶剂作为浆料体系溶剂，醇类溶剂为质量比为9～9.5:1～0.5的乙醇与丙三醇的混合溶液，酯类溶剂为质量比为9.5
‑
9.8:0.5
‑
0.2乙酸乙酯与乙酸丙酯的混合溶液，具有如下优势：
[0029](1)安全性高：相对于现有陶瓷流延浆料体系中使用的丁酮、甲苯、二甲苯、异丙醇等溶剂，乙醇、丙三醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯均为无毒、无害试剂，使用安全性高，环境友好性强；
[0030](2)材料易得，成本低廉：乙醇、丙三醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯均为工业常用溶剂，生产工艺成熟，产量高，使用成本低廉；
[0031](3)体系稳定，乙醇、丙三醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯均为有机溶剂，具备有机溶剂体系稳定、挥发速度快的性能，对于分散剂、粘结剂、塑化剂等有机物料的溶解性强，有助于提升分散剂、粘结剂、塑化剂的选择范围，并提升体系稳定性。
附图说明
[0032]图1为本专利技术陶瓷流延浆料的制备流程图；
[0033]图2是采用本专利技术陶瓷流延浆料制备得到的陶瓷坯体的图片；
[0034]图3是本专利技术氮化硅陶瓷坯体放大2000倍的微观照片。
具体实施方式
[0035]下面结合本专利技术的附图和实施例对本专利技术的实施作详细说明，以下实施例是在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0036]实施例1
[0037]本实施例的陶瓷流延浆料按重量百分比计，包含30％陶瓷粉体、0.5％分散剂、5％粘结剂、5％塑化剂、0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷流延浆料，其特征在于，按重量百分比计，包含：30％
‑
55％陶瓷粉体、0.5％
‑
2％分散剂、3％
‑
10％粘结剂、3％
‑
10％塑化剂，余量为醇类和酯类混合溶剂，其中，所述醇类和酯类混合溶剂中，醇类溶剂和酯类溶剂的质量比为1:1，所述醇类溶剂为乙醇与丙三醇的混合溶液，乙醇与丙三醇质量比为9～9.5：1～0.5；所述酯类溶剂为乙酸乙酯与乙酸丙酯的混合溶液，乙酸乙酯与乙酸丙酯质量比为9.5
‑
9.8:0.5
‑
0.2。2.根据权利要求1所述的陶瓷流延浆料，其特征在于：其中，所述陶瓷粉体的比表面积为5
‑
15m2/g，由粉体和烧结助剂组成，所述粉体与所述烧结助剂的质量比为8～9.5：0.5～2。3.根据权利要求2所述的陶瓷流延浆料，其特征在于：其中，所述粉体为氮化硅粉、氧化铝粉、氮化铝粉、碳化硅粉中的一种或几种；所述烧结助剂为氧化钇、氧化镱、氮硅化镁、氧化镁、氟化钇、氟化镱、硅化镁中的两种或三种混合。4.根据权利要求2所述的陶瓷流延浆料，其特征在于：其中，所述烧结助剂为硬脂酸镁和氧化镱，硬脂酸镁、氧化镱、粉体的摩尔比为5:5:90。5.根据权利要求1所述的陶瓷流延浆料，其特征在于：其中，所述分散剂为磷酸三乙酯、三油酸甘油酯、蓖麻油中的一种或几种组成；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种混合而成；所述塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇以质量比1：1的比例混合而成，所述塑化剂与粘结剂质量比为0.5～1：1。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛荘，贺贤汉，王斌，孙泉，欧阳鹏，张进，
申请(专利权)人：江苏富乐德半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：