【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷基板，具体涉及一种大尺寸陶瓷基板及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，半导体器件沿着大功率化、高频化、集成化的方向迅猛发展。半导体器件工作产生的热量是引起半导体器件失效的关键因素，而绝缘基板的导热性是影响整体半导体器件散热的关键。相比于传统的树脂基片材料，陶瓷材料具有更优异的导热性及力学性能，并具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，是高端半导体器件，特别是大功率半导体器件基片用最佳材料。
2、在实际应用中，陶瓷基板的表面粗糙度、强度等是影响基板后续制备覆铜、刻蚀电路的关键因素，这对基板的性能提出了很高的要求。陶瓷基板属于量大面广的半导体基础核心部件，其制造成本直接影响了其应用及市场竞争力，这也对制备方法提出了生产成本低、效率高的要求，现阶段陶瓷基板生产主要以小规格产品为主，存在适用范围较小的问题。
3、直接生产大尺寸陶瓷基板有利于生产效率提升及成本降低，然而现有小规格产品的工艺配方不能直接用于大规格陶瓷基板生产。目前大尺寸陶瓷基板生产中存在以下问题：①陶瓷基板尺寸越大，基板的强度越难以保证；②陶瓷基板尺寸越大，产品的表面粗糙度越难以控制。
技术实现思路
1、针对陶瓷基板尺寸越大，基板的强度越难以保证，表面粗糙度越难以控制的技术问题，本专利技术提供一种大尺寸陶瓷基板及其制备方法，通过调整粉体的球磨石配比、调整流延成型干燥的温度，能避免缺陷的产生，降低了产品的表面粗糙度，提升了产品的强度。
2、第一方面，本专利技术提供一种大尺
3、（1）粉体球磨：采用湿法球磨固相组分，球磨石包括15mm大球、10mm中球和5mm小球，大球、中球和小球的质量比为1：2：1，球磨石用量为固相组分质量的3倍，球磨时间为24h，收集球磨后粉体用于配制浆料；
4、（2）浆料配制；
5、（3）流延成型：涂布浆料得到坯带，将坯带置于干燥室内干燥，干燥室分为一温区、二温区、三温区，一温区、二温区、三温区温度分别为30℃、70℃、105-110℃，一温区、二温区、三温区的气流速度分别为0、0.5m/s、1.0m/s；
6、（4）冲模；
7、（5）烧结。
8、进一步的，固相组分包括质量百分含量为95%-99%的氧化铝粉和质量百分含量为1%-5%的助溶剂，氧化铝粉的粒径为1.0-6.0μm。
9、进一步的，助溶剂包括质量比为1-4：0.2-0.7：0.5-1.8的氧化硅、氧化钙、氧化镁。
10、进一步的，步骤（2）具体为将球磨后的粉体与粘结剂、增塑剂、分散剂和溶剂分散均匀，陈腐脱泡后，得到浆料。
11、进一步的，粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛（pvb）、聚乙烯醇、石蜡、硬脂酸中的一种或几种，粘结剂质量为固相组分质量的6.5%-9.5%。
12、进一步的，增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯（dbp）、邻苯二甲酸二甲酯（dmp）、邻苯二甲酸二乙酯（dep）、邻苯二甲酸二辛酯（dop）、邻苯二甲酸丁苄酯（bbp）中的一种或几种，增塑剂质量为固相组分质量的1%-4%。增塑剂能够起到润滑和连接的作用，提高浆料的稳定性。
13、进一步的，分散剂选自甘油酯、脂肪酸酯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸中的一种或几种，分散剂质量为固相组分质量的0.8%-2.5%。分散剂可以增加粉体的分散性和基板的均匀性。
14、进一步的，溶剂为苯类溶剂、醇类溶剂中的至少一种，具体使用甲苯和异丙醇混合液作为溶剂，甲苯和异丙醇的质量比为3.5-6.5：8.5-12.5，溶剂质量为固相组分质量的45%-55%。
15、进一步的，步骤（4）为将坯带置于压力机下，利用冲压机上的刀刃结构模具对坯带进行冲压，之后通过敷粉、烘干、涂蜡，制备烧结所需的坏片。
16、进一步的，为辨识产品方向和正反面，在陶瓷基板的右下角设置有辨识角，辨识角的尺寸c辨识角=1.50-2.50mm，这里的c辨识角表示在陶瓷基板的右下角作等腰直角三角形的斜边边长，辨识角对面的长边为l1边，短边为w1边，辨识角相邻的长边为l3边，短边为w3边，在w3边设置有辨识圆弧，辨识圆弧的半径r辨识=0.50-1.00mm，辨识圆弧的圆心角偏离陶瓷基板本体边界长度l弦=0.30-0.60mm。
17、进一步的，为更好防止产品在制造过程中因应力集中而损坏，同时为了保护操作者，在陶瓷基板的左上角、左下角、右上角设置有倒角，倒角的尺寸c倒角=0.20-0.60mm，这里的c倒角表示在陶瓷基板的左上角、左下角、右上角分别作等腰直角三角形的斜边边长。
18、进一步的，步骤（5）具体为将坯片置于回转式烧结炉中，在1500-1650℃下进行烧结。
19、进一步的，还包括如下步骤：
20、（6）翘曲测试：将烧结后的陶瓷基板进行翘曲测试，在自重作用下以45°倾角通过一定间隙的玻璃平板，通过则表面平整度合格；
21、（7）修平：将翘曲测试不合格的陶瓷基板置于回转式修平炉中，在1350-1450℃下加热软化，通过叠烧使陶瓷基板在自重作用力下翘曲改善；
22、（8）检验：在陶瓷基板产品表面涂以墨水，缺陷处会形成缺陷痕迹。
23、第二方面，本专利技术提供一种采用上述制备方法制得的大尺寸陶瓷基板，边长为120-200mm，厚度为0.30-1.00mm，表面粗糙度在0.2-0.4之间。
24、进一步的，大尺寸、高强度陶瓷基板的抗弯强度在≥450mpa。
25、本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术通过调整粉体的球磨石配比、球磨时间，调整流延成型干燥的温度，极大地增加了陶瓷基板的抗弯强度，并且能够有效提高产品的致密性，降低产品的缺陷与表面粗糙度，有利于大规模地自动化生产，降低材料、人工成本。具体来说，与现有技术相比，本专利技术具有如下的优点：
27、1. 本专利技术通过调整粉体的球磨石配比，减少了粉体的球磨时间，提高了粉体的球磨效率，增加了陶瓷基板的抗弯强度，提高了产品的致密性，故有利于大规模地自动化生产，降低成本。
28、2. 本专利技术通过调整流延成型干燥的温度，加速流延干燥和降低产品的缺陷与表面粗糙度。
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1.一种大尺寸陶瓷基板的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，固相组分包括质量百分含量为95%-99%的氧化铝粉和质量百分含量为1%-5%的助溶剂，氧化铝粉的粒径为1.0-6.0μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，助溶剂包括质量比为1-4：0.2-0.7：0.5-1.8的氧化硅、氧化钙、氧化镁。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体为将球磨后的粉体与粘结剂、增塑剂、分散剂和溶剂分散均匀，陈腐脱泡后，得到浆料。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、石蜡、硬脂酸中的一种或几种，粘结剂质量为固相组分质量的6.5%-9.5%；
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）为将坯带置于压力机下，利用冲压机上的刀刃结构模具对坯带进行冲压，之后通过敷粉、烘干、涂蜡，制备烧结所需的坏片。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在陶瓷基板的右下角设置有辨识角，辨识角的尺寸C辨识角=1
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）具体为将坯片置于回转式烧结炉中，在1500-1650℃下进行烧结。
9.一种采用如权利要求1-8任一所述的制备方法制得的大尺寸陶瓷基板，其特征在于，边长为120-200mm，厚度为0.30-1.00mm，表面粗糙度在0.2-0.4之间。
10.如权利要求9所述的大尺寸陶瓷基板，其特征在于，抗弯强度≥450MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸陶瓷基板的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，固相组分包括质量百分含量为95%-99%的氧化铝粉和质量百分含量为1%-5%的助溶剂，氧化铝粉的粒径为1.0-6.0μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，助溶剂包括质量比为1-4：0.2-0.7：0.5-1.8的氧化硅、氧化钙、氧化镁。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体为将球磨后的粉体与粘结剂、增塑剂、分散剂和溶剂分散均匀，陈腐脱泡后，得到浆料。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、石蜡、硬脂酸中的一种或几种，粘结剂质量为固相组分质量的6.5%-9.5%；
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）为将坯带置于压力机下，利用冲压机上的刀刃结构模具对坯带进行冲压，之后通过敷粉、烘...
【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：
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