一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板及其应用制造技术

本发明专利技术涉及陶瓷基板加工领域，具体涉及一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板及其应用。所述多孔陶瓷盖板为烧结过程中自然形成细密孔洞的陶瓷平板，厚度为1.0～2.5mm，无人为加工孔洞，原料为：α

【技术实现步骤摘要】
一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板及其应用


[0001]本专利技术涉及陶瓷基板加工领域，具体涉及一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板及其应用。

技术介绍

[0002]目前，陶瓷基板作为大功率电力电子技术的基础材料，广泛应用于移动通讯、计算机、家用电器、汽车电子和航空航天等领域。在陶瓷基板的生产中，陶瓷基板生坯的高温烧结环节是影响陶瓷基板产品质量的重要环节。高温烧结环节分为排脂过程和致密化烧结过程，排脂过程中，陶瓷基板生坯产生热分解及氧化反应，组成成分中的粘合剂、塑化剂及分散剂氧化分解产生气体，为保证产品成分均一、性能一致，需实现在规定时间内产品各部位热分解及氧化程度均匀一致，因此需要陶瓷基板生坯各部分与空气充分接触；致密化烧结过程中受陶瓷基板生坯中陶瓷粉体及助剂分布影响，产品出现各向异性，烧结后产品易出现翘曲，平整度较差。现有工艺常采用二次高温抚平修正方式，对烧结后的陶瓷基板再次高温加热，将高温下软化的陶瓷基板进行抚平从而降低陶瓷基板的翘曲度。此方法需耗费大量能源，造成较大的成本消耗；CN206875991U公开了一种薄形陶瓷基片的烧结放置装置，采用烧结时覆盖辅助盖板的方式，利用盖板的压重降低烧结过程中陶瓷基板生坯的形变，从而降低翘曲度，该装置在上盖板开设圆形、方形或不连续的框形气孔，并可进一步于上盖板与陶瓷基片的接触面设置波纹槽或均匀凸点以提高盖板透气率，所制备的陶瓷基片烧结放置装置可以在一定程度上减小陶瓷基片翘曲。但该装置盖板开设的孔洞、设置的波纹槽或均匀凸点均为后期人为加工制得，一方面其工艺复杂，制作成本高；另一方面使用该装置烧结陶瓷基板时，由于孔洞、波纹槽、凸点均为宏观结构，陶瓷基片接触盖板的部分与直接接触空气的部分分布不均匀，热分解及氧化反应不均匀，容易出现陶瓷基板成分不均一、性能较差的问题；同时，含宏观孔洞、波纹及凸点的盖板在重力作用下易使陶瓷基板生坯表面产生压痕，使得陶瓷基板成品表面不平整。

技术实现思路

[0003]针对使用现有盖板辅助烧结制备陶瓷基板的方法易造成陶瓷基板性能差、有压痕的技术问题，本专利技术提供一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板及其应用。本专利技术通过特定的成分和制作工艺，制备出具有细密孔洞结构的多孔陶瓷盖板，工艺简单，制作成本较低，使用寿命长。使用本专利技术提供的多孔陶瓷盖板辅助生产的陶瓷基板产品成分均一、翘曲度低、表面平整，生产过程免去烧结后二次高温抚平环节，节省大量能源。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板，所述多孔陶瓷盖板为烧结过程中自然形成细密孔洞的陶瓷平板，孔径不超过1mm，无人为加工孔洞，所述多孔陶瓷盖板的气孔率为15％～25％，保证陶瓷基板在排脂过程中有充足的氧气可通过细密孔洞进入陶瓷基板生坯，粘合剂、塑化剂及分散剂氧化分解后的产物可顺利沿细密孔洞释放，促进热分解及氧化反应过程；厚度为1.0～2.5mm，密度为2.7～3.3g/cm3，保证单位面
积的多孔陶瓷盖板质量低于陶瓷基板生坯的承重，铺设于陶瓷基板生坯上时不会使其造成形变。
[0005]进一步的，所述多孔陶瓷盖板的制备方法包括以下步骤：
[0006](1)打磨混合：将α
‑
氧化铝粉、莫来粉、溶剂、粘合剂、塑化剂、分散剂按比例加入球磨机，混合球磨，得到均匀分散的混合原料；
[0007](2)真空脱泡：将混合原料置入真空脱泡机内进行脱泡，调制粘度并消泡，得到流动性良好的浆料；
[0008](3)成型冲模：浆料通过流延机成型制备成生坯卷，使用生坯卷冲模制备出所需尺寸的多孔陶瓷盖板生坯；
[0009](4)排脂烧结：将多孔陶瓷盖板生坯依次进行排脂、烧结环节，降温冷却后制得成多孔陶瓷盖板成品。
[0010]进一步的，步骤(1)中，所述混合原料由62～68重量份粒径D50＝23～29μm的粗α
‑
氧化铝粉、8～12重量份粒径D50＝3～7μm的细α
‑
氧化铝粉，20～35重量份粒径D50＝40～65μm的莫来粉、36～40重量份的溶剂、6～10重量份的粘合剂、4～7重量份的塑化剂、0.5～2重量份的分散剂组成，其中粗α
‑
氧化铝粉、细α
‑
氧化铝粉、莫来粉的重量份之和为100。
[0011]进一步的，步骤(1)中，所述溶剂为异丙醇、甲苯、无水乙醇溶剂的一种或组合，所述粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯的一种，所述分散剂为脂肪酸类化合物。
[0012]进一步的，步骤(1)中，混合球磨时间为6～14h。
[0013]进一步的，步骤(3)中，所述多孔陶瓷盖板生坯厚度为1.0～2.5mm。
[0014]进一步的，步骤(4)在连续式回转炉中进行，具体工艺为：多孔陶瓷盖板生坯在氧化气氛下以1～1.2℃/m//的升温速率升温至400～450℃，保温180～200m//，完成排脂过程；排脂结束后，以2～2.2℃/m//升温速率升温至1400～1450℃，保温60～80m//后，以2.4～2.6℃/m//的升温速率升温至1600～1650℃，保温240～300m//后进行降温冷却，降温段速率为2.8～3.2℃/m//。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种多孔陶瓷盖板在陶瓷基板烧结过程中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
[0016](1)对陶瓷基板生坯进行排脂前，在其上表面覆盖与陶瓷基板生坯等大或面积大于陶瓷基板生坯的多孔陶瓷盖板，确保多孔陶瓷盖板在俯视角度完全遮挡住陶瓷基板生坯；
[0017](2)在多孔陶瓷盖板压重下，对陶瓷基板生坯进行排脂、烧结，降温冷却后制得陶瓷基板成品。
[0018]进一步的，步骤(1)中，所述陶瓷基板生坯的单位面积承重为0.25～1.0g/cm2。
[0019]进一步的，步骤(1)中，若所述多孔陶瓷盖板面积大于所述陶瓷基板生坯面积，需保证多孔陶瓷盖板的质量小于陶瓷基板生坯的承重，不会使陶瓷基板生坯产生形变。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术提供的可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板厚度为1.0～2.5mm，密度为2.7～3.3g/cm3，无人为加工孔洞及凸点、开槽等结构，将其铺设于陶瓷基板生坯上不会产生压痕；陶瓷基板生坯承重为0.25～1.0g/cm2，将所述多孔陶瓷盖板铺设于陶瓷基板生
坯上进行烧结时，其自身重力在陶瓷基板生坯的承重范围内，可以在不使陶瓷基板生坯产生形变的前提下对陶瓷粉体烧结致密化过程中因各向异性导致的产品变形应力进行抵消，使生产出的陶瓷基板产品表面平整、翘曲度低。
[0022](2)本专利技术提供的可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板于烧结过程中自然形成细密孔洞，气孔率为15％～25％，将其铺设于陶瓷基板生坯上进行烧结时可使陶瓷基板生坯的各部分均匀的与空气充分接触，可使陶瓷基板生坯的氧化及热分解反应均匀、生产出的陶瓷基板产品成分均一。
[0023](3)本专利技术提供的可优化陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可优化陶瓷基板翘曲的多孔陶瓷盖板，其特征在于，所述多孔陶瓷盖板为烧结过程中自然形成细密孔洞的陶瓷平板，孔径≤1mm，所述多孔陶瓷盖板的气孔率为15％～25％，厚度为1.0～2.5mm，密度为2.7～3.3g/cm3。2.如权利要求1所述的多孔陶瓷盖板，其特征在于，制备方法包括以下工序：(1)打磨混合：将α
‑
氧化铝粉、莫来粉、溶剂、粘合剂、塑化剂、分散剂按比例加入球磨机，混合球磨，得到均匀分散的混合原料；(2)真空脱泡：将混合原料置入真空脱泡机内进行脱泡，调制粘度为8000
‑
10000cp并消泡，得到流动性良好的浆料；(3)成型冲模：浆料通过流延机成型制备成生坯卷，使用生坯卷冲模制备出所需尺寸的多孔陶瓷盖板生坯；(4)排脂烧结：将多孔陶瓷盖板生坯依次进行排脂、烧结环节，降温冷却后制得成多孔陶瓷盖板成品。3.如权利要求2所述的多孔陶瓷盖板，其特征在于，步骤(1)中，所述混合原料由62～68重量份粒径D50＝23～29μm的粗α
‑
氧化铝粉、8～12重量份粒径D50＝3～7μm的细α
‑
氧化铝粉、20～35重量份粒径D50＝40～65μm的莫来粉、36～40重量份的溶剂、6～10重量份的粘合剂、4～7重量份的塑化剂、0.5～2重量份的分散剂组成，其中粗α
‑
氧化铝粉、细α
‑
氧化铝粉、莫来粉的重量份之和为100。4.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光明，
申请(专利权)人：山东中为电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：