氮化铝陶瓷散热片与其制造方法技术

一种氮化铝陶瓷散热片与其制造方法。本制造方法主要是使用粒径较大的氮化铝粉或氮化铝复合物来制作散热片，藉以制造出高厚度且低收缩率的氮化铝陶瓷散热片。依据本制造方法所制得的散热片的比重系实质介于1.4至2.2之间，其形状可为例如鳍型或平板，平均厚度系实质介于1毫米至2公分之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种氮化铝(AlN)陶瓷散热片与其制造方法。特别是有关于一种高厚度的。
技术介绍
随着科技的日新月异，电子与光电产品均朝轻、薄、短、小与高功率的趋势发展。如此的发展将使得电子与光电产品的发热密度随之提高，因而电子与光电产品对于散热的需求也大幅增加。例如发光二极管(Light Emitting Diode ；LED)发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性，而LED结面温度、发光效率及寿命之间的关系。因此，必须加装散热片装置至电子与光电产品，以改善散热的问题。散热片的种类主要有金属散热片和陶瓷散热片两类。金属散热片系以铝或铜为材料，而陶瓷散热片系使用氧化铝、碳化硅(SiC)、氮化铝等材料。应用金属散热片时尚需绝缘层的处理，而陶瓷散热片本身是绝缘体，故不需绝缘层的处理。此外，陶瓷散热片的热膨胀系数匹配性佳，可减少热应力及热变形产生也是其优点之一。由于氮化铝具有独特的物理特性，例如接近于金属并十倍于氧化铝的高热导性； 可与硅和碳化硅相比拟的低热膨胀系数与高电绝缘性；优良的抗热震性；与氧化铝陶瓷材料相当的机械强度；优良的抗腐蚀性，故氮化铝已成为用以制作陶瓷散热片的相当重要的散热材料。然而，习知的氮化铝陶瓷散热片系使用粒径小于2微米的粉末，其比重为3. 26， 而收缩率大于10%。由于习知的氮化铝陶瓷散热片的收缩率太大，制作厚度较大的散热片时，容易发生翘曲的现象，因而造成良率太低的问题。此外，习知技术通常只能制作出厚度为1毫米(mm)以下的氮化铝陶瓷散热片，已无法满足日趋复杂与多样化的电子与光电产品的散热需求。有鉴于此，目前亟需一种可制造出高厚度且低收缩率的氮化铝陶瓷散热片的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的就是提供氮化铝陶瓷散热片的制造方法，藉以制造出高厚度且低收缩率的氮化铝陶瓷散热片。根据本专利技术的上述目的，提出一种氮化铝陶瓷散热片的制造方法。在此氮化铝陶瓷散热片的制造方法中，首先制备包含有烧结助剂的氮化铝复合物，其中烧结助剂于氮化铝复合物中的重量比值系实质介于2%至9%之间。接着，过滤此氮化铝复合物，以分别筛出具有第一平均粒径的第一氮化铝复合物、具有第二平均粒径的第二氮化铝复合物、及具有第三平均粒径的第三氮化铝复合物，其中第一平均粒径系实质介于30微米至80微米之间，第一氮化铝复合物于氮化铝复合物中的重量比值系实质介于50%至75%之间；第二平均粒径系实质介于10微米至四微米之间，第二氮化铝复合物于该氮化铝复合物中的重量比值系实质介于10%至30%之间；第三平均粒径系实质介于3微米至9微米之间，第三氮化铝复合物于氮化铝复合物中的重量比值系实质介于10%至20%之间。然后，将第一氮化铝复合物、第二氮化铝复合物、第三氮化铝复合物、增塑剂和黏结剂混合在一起搅拌而获得一混合物，其中第一氮化铝复合物、第二氮化铝复合物和第三氮化铝复合物的总和于混合物中的重量比值系实质介于73%至90%之间；增塑剂于混合物中的重量比值系实质介于 3%至12%之间；黏结剂于混合物中的重量比值系实质介于5%至15%之间。接着，使用具预设网目数(Mesh)的筛网过筛此混合物，而获得通过此筛网的颗粒混合物，其中预设网目数系实质介于20目(mesh)至120目之间。然后，将颗粒混合物压模、射出或挤出成型成一散热片生胚，再于一烧结温度持续烧结散热片生胚经一预设时间，而获得一散热片。依据本专利技术的又一实施例，在一种氮化铝陶瓷散热片的制造方法中，首先将具有第一平均粒径的第一氮化铝粉、具有第二平均粒径的第二氮化铝粉、及具有第三平均粒径的第三氮化铝粉混合成氮化铝粉混合物，其中第一平均粒径系实质介于30微米至80微米之间，第一氮化铝粉于氮化铝粉混合物中的重量比值系实质介于50%至75%之间；第二平均粒径系实质介于10微米至四微米之间，第二氮化铝粉于氮化铝粉混合物中的重量比值系实质介于10%至30%之间；第三平均粒径系实质介于3微米至9微米之间，第三氮化铝粉于该氮化铝粉混合物中的重量比值系实质介于10%至20%之间。然后，添加烧结助剂至氮化铝粉混合物中而获得第一混合物，其中烧结助剂于第一混合物中的重量比值系实质介于2%至9%之间。接着，将第一混合物、增塑剂和黏结剂混合在一起搅拌而获得第二混合物，其中第一混合物于第二混合物中的重量比值系实质介于73%至90%之间；增塑剂于第二混合物中的重量比值系实质介于3%至12%之间；黏结剂于第二混合物中的重量比值系实质介于5%至15%之间。然后，使用具预设网目数的筛网过筛第二混合物，而获得通过筛网的颗粒混合物，其中预设网目数系实质介于20目至100目之间。接着，将颗粒混合物压模、射出或挤出成型成一散热片生胚，再于一烧结温度持续烧结散热片生胚经一预设时间， 而获得一散热片。依据本专利技术的上述实施例所制得的散热片的比重系实质介于1. 4至2. 2之间，其形状为例如鳍型或平板，平均厚度系实质介于1毫米(mm)至2公分之间。因此，藉由本专利技术的实施例的氮化铝陶瓷散热片的制造方法，可提供高厚度且低收缩率的氮化铝陶瓷散热片，并具有优良的良率。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下图1系绘示依据本专利技术的一实施例的氮化铝陶瓷散热片制造方法的流程示意图。图2A系绘示依据本专利技术的一实施例的氮化铝陶瓷散热片的结构示意图。图2B系绘示依据本专利技术的又一实施例的氮化铝陶瓷散热片的结构示意图。图3系绘示依据本专利技术的又一实施例的氮化铝陶瓷散热片制造方法的流程示意图。主要组件符号说明10:鳍型散热片12:鳍型散热片20 鳍部22 鳍部100 制备包含有烧结助剂的氮化铝复合物110 过滤氮化铝复合物以分别筛出第一、第二、第三氮化铝复合物120:混合第一、第二、第三氮化铝复合物、增塑剂和黏结剂成混合物130 过筛混合物而获得颗粒混合物140 将颗粒混合物压模、射出或挤出成型成散热片生胚150 持续烧结散热片生胚而获得散热片160 将散热片自然降温或持续降温至常温200混合第一、第二、第三氮化铝粉成氮化铝粉混合物210 添加烧结助剂至氮化铝粉混合物中而获得第一混合物220 混合第一混合物、增塑剂和黏结剂成第二混合物230 过筛第二混合物而获得颗粒混合物240 将颗粒混合物压模、射出或挤出成型成散热片生胚250 持续烧结散热片生胚而获得散热片260 将散热片自然降温或持续降温至常温具体实施例方式本专利技术的实施例主要是使用粒径较大的氮化铝粉或氮化铝复合物来制作散热片， 藉以制造出高厚度且低收缩率的氮化铝陶瓷散热片。所谓「氮化铝复合物」系将铝粉、氮化铝、及例如氧化钇的烧结助剂均勻混合后，再经例如燃烧合成反应制成。制造氮化铝复合物的方法与装置可参见中国台湾专利前案第1297672号「氮化铝与其复合物的合成方法」，但本专利技术的实施例并不在此限。至于本专利技术的实施中所使用的装置，例如搅伴机、筛网、成型机、烧结炉等，皆为习知装置，故不在此赘述。实施例1 使用氮化铝复合物、增塑剂和黏结剂。请参照图1，其绘示依据本专利技术的一实施例的氮化铝陶瓷散热片制造方法的流程示意图。首先，制备包含有烧结助剂的氮化铝复合物(步骤100)，其中烧结助剂于氮化铝复合物中的重量比值系实质本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氮化铝陶瓷散热片的制造方法，包含：制备包含有一烧结助剂的一氮化铝复合物，其中该烧结助剂于该氮化铝复合物中的重量比值系实质介于２％至９％之间；过滤该氮化铝复合物，以分别筛出具有一第一平均粒径的一第一氮化铝复合物、具有一第二平均粒径的一第二氮化铝复合物、及具有一第三平均粒径的一第三氮化铝复合物，其中该第一平均粒径系实质介于３０微米至８０微米之间，该第一氮化铝复合物于该氮化铝复合物中的重量比值系实质介于５０％至７５％之间；该第二平均粒径系实质介于１０微米至２９微米之间，该第二氮化铝复合物于该氮化铝复合物中的重量比值系实质介于１０％至３０％之间；该第三平均粒径系实质介于３微米至９微米之间，该第三氮化铝复合物于该氮化铝复合物中的重量比值系实质介于１０％至２０％之间；将该第一氮化铝复合物、该第二氮化铝复合物、该第三氮化铝复合物、一增塑剂和一黏结剂混合在一起搅拌而获得一混合物，其中该第一氮化铝复合物、该第二氮化铝复合物和该第三氮化铝复合物的总和于该混合物中的重量比值系实质介于７３％至９０％之间；该增塑剂于该混合物中的重量比值系实质介于３％至１２％之间；该黏结剂于该混合物中的重量比值系实质介于５％至１５％之间；使用具一预设网目数（Ｍｅｓｈ）的一筛网过筛该混合物，而获得通过该筛网的一颗粒混合物，其中该预设网目数系实质介于２０目至１２０目之间；将该颗粒混合物压模、射出或挤出成型成一散热片生胚；以及在一烧结温度持续烧结该散热片生胚经一预设时间，而获得一散热片。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖振兴，陈芳南，
申请(专利权)人：台盐实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71