一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑制造技术

本实用新型专利技术提供了一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑，包括有窑炉、推板、推板驱动装置、贯穿整个窑炉的轨道、外循环线和自动控制系统；所述窑炉炉膛主要由有利于大规格基片中央部位有机物裂解挥发的排胶段、具有适应于大规格基片高温烧结的宽炉膛结构的升温段和烧结段、具有合理控制降温和余热利用的降温段组成；排胶段、升温段、烧结段和降温段从窑炉的窑头至窑尾依次连接；外循环线的两端分别与窑头和窑尾的轨道连接；自动控制系统与推板驱动装置和外循环线，以及控制排胶段、升温段、烧结段和降温段的温控组件导通连接。这样，通过本烧结窑即可制造出具有当前国际水平的大规格氧化铝陶瓷基片，生产效率高，烧结能耗、劳动强和人工成本度低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑，包括有窑炉、推板、推板驱动装置、贯穿整个窑炉的轨道、外循环线和自动控制系统；所述窑炉炉膛主要由有利于大规格基片中央部位有机物裂解挥发的排胶段、具有适应于大规格基片高温烧结的宽炉膛结构的升温段和烧结段、具有合理控制降温和余热利用的降温段组成；排胶段、升温段、烧结段和降温段从窑炉的窑头至窑尾依次连接；外循环线的两端分别与窑头和窑尾的轨道连接；自动控制系统与推板驱动装置和外循环线，以及控制排胶段、升温段、烧结段和降温段的温控组件导通连接。这样，通过本烧结窑即可制造出具有当前国际水平的大规格氧化铝陶瓷基片，生产效率高，烧结能耗、劳动强和人工成本度低。【专利说明】一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑【
】本技术涉及厚膜及混合集成电路、电力电子行业陶瓷覆铜板、大功率LED封装等行业的烧结窑
，特别涉及一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑。【
技术介绍
】目前，大功率电路用的电路基板及功率元器件封装常用陶瓷材料，因为树脂材料不敷散热及绝缘耐压等要求。最常用的是96%氧化铝陶瓷基片，厚度一般在0.25丽~1.0ΜΜ。为了保证大规模生产中产品质量稳定，国际主流的96%氧化铝陶瓷基片坯片成型工艺为涂布法。坯片中含有大量的用于充分分散均匀、粘结、增加塑性的有机物，这些有机物在烧结窑中在适当温度下裂解挥发排出，称之为“排胶”。为了提高后续电路制作、覆铜或封装的效率，对陶瓷基片的长宽尺寸要求越来越大，在厚膜及混合集成电路、电力电子行业陶瓷覆铜板、大功率LED封装等行业应用中，5英寸X 5英寸以上的规格已成为主流，传真机、打印机的定影电路用的陶瓷基片需要11英寸至15英寸。传统的电加热推板式隧道窑主要为适应3英寸X 3英寸的片式电阻基板及4英寸X 5英寸以下的厚膜电路基板设计的，无法满足大规格基板烧结的要求。具体体现在以下几个方面:1、由于基片烧结一般采用多片叠烧以提高效率、节省能耗，大规格坯片叠烧时坯片中央部位与周边部位的排胶要均匀、基本同步，否则局部进入更高的温区排胶会导致瓷片开裂；因而需要更有效的排胶 系统设计。传统的排胶方式多为顶部搅拌风机对窑内含有裂解后有机气体的混合气体抽吸出来，并将抽吸出的气体的一部分灌注回窑内以扰动窑内气氛、均化温场。由于陶瓷基片在烧结窑中是多片叠片置于承烧板上，承烧板又多层架空码放，顶部抽吸的方式必定导致上中下层及中央与两边抽吸不匀，中下层的中央部位排胶滞后，若此未充分排胶之坯片进入到高温区，会发生强氧化(燃烧)现象，造成坯体炸裂，最终表现为瓷片裂片现象。大规格基片需用大规格承烧板，窑炉炉膛宽，这就扩大了这种抽吸力的差异，致使中下层的中央部位排胶更加滞后，裂片问题更加严重。此外，炉顶风机的轴承与风叶长期在窑内高温下运行磨损的铁屑进入坯片上，导致常出现烧出的瓷片黄色斑点缺陷。2,96%氧化铝陶瓷要在1600°C以上的高温下烧结成瓷，而大规格基片烧结要求宽炉膛，宽炉膛的炉顶板跨距大，在高温下易变形、断裂，需可靠的结构设计和耐火材料。传统炉顶多为整两段式设计结构，在此结构中受温度变化的胀、缩影响时，炉顶板会以炉堂中的楔入式定位结构为圆轴发生膨胀变形，同时顶板因在窑炉彻筑过程中，侧墙安装比较紧凑以免顶板脱落，在顶板变形量较大而给予的变形位移空间不够时，易造成顶板损坏，甚至断裂脱落。而在大规格基片烧结的宽炉膛中，若再采用这种结构，断裂脱落的问题将更加严重。3、传统窑炉在尾部800°C以后设计较多余热管道排空，而这些余热因为是强制排放，不易受控，所以基本都是直排在大气中，造成较大浪费。传统窑炉余热排放多采用在窑炉降温段顶部设计排风管道，这种设计虽然利用了热风自然上升的循环原理，但在降温过程中会以窑炉形成一定的温差梯度，越接近排风口处的温度越高，在窑内的产品各点降温速率差异性较大，造成内应力也不一致，也会造成产品的翘曲变形。而且因为这样的尾气排放是直排室外，造成较大的能源浪费。4、其它配套问题。因为传统电推板窑设计为适合生产小规格瓷片，所以上述I~3点说明已经决定了窑腔小，推板也相应小，推板尺寸小又决定的窑长较小，传统推板窑不长于25米，虽然传统窑炉也有自动循环送料系统，但因为整体结构小，各种元器件选型容易，推机(机械推进)都采用小吨位，整体结构设计相对简单。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本技术提供了一种可制造出具有当前国际水平的大规格氧化铝陶瓷基片，生产效率高，烧结能耗、劳动强度和人工成本度低的大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑。本技术解决现有技术问题所采用的技术方案为:一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑，包括有窑炉、推板、推板驱动装置和贯穿整个所述窑炉的轨道；所述窑炉主要由可形成左右平稳对流气流的有利于大规格基片中央部位有机物裂解挥发的排胶段、具有适应于大规格基片高温烧结的宽炉膛结构的升温段和烧结段、具有合理控制降温和余热利用的快速降温段组成，所述排胶段、升温段、烧结段和快速降温段从所述窑炉的窑头至窑尾依次连接。进一步地，所述排胶段的一侧设有进风导风板和加热箱，另一侧设有导风排风板；所述进风导风板一边连接有进风管，另一边设有进风孔，，所述进风管的进风口处设有所述加热箱；所述导风排风板一边设有出风孔，另一边连接有排胶管和排胶风机。进一步地，所述进风孔和出风孔分别均匀密布地设于所述进风导风板和导风排风板上，且所述进风孔所在的平面和出风孔所在的平面相互平行。进一步地，所述升温段和烧结段的宽炉膛结构包括底板、立板、楔形块和顶板；所述底板的上表面安装有所述轨道，且位于所述轨道的两侧设有所述立板；两片所述立板的下端与所述底板连接固定，上端均设有向里延伸的所述楔形块；所述顶板可膨胀上升和收缩下落地卡在两片所述立板的楔形块上。进一步地，所述顶板的两端与两个所述楔形块之间活动接触连接面为斜面。进一步地，所述快速降温段采用窑侧多风口排热结构，包括设于所述窑炉两侧的风口、引风机和风管，所述引风机安装在所述风口上，所述风管一端与所述引风机连接，另一端与所述排胶段的进风口连接。进一步地，所述烧结窑还包括有用于将推板从所述窑炉的窑尾自动回送到窑头的外循环线，所述外循环线的两端分别与所述窑炉的窑头和窑尾的所述轨道连接。进一步地，所述烧结窑还包括有自动控制系统，所述自动控制系统与所述推板驱动装置和外循环线，以及所述排胶段、升温段、烧结段和快速降温段的温控组件导通连接。进一步地，所述推板驱动装置为大吨位液压推机。本技术的有益效果如下:本技术通过上述技术方案，即可在排胶段各温区内形成一个相对平稳的气流定向运动，大规格坯片中央部位与周边部位排胶速率接近，满足了产品排胶的工艺要求，又不会对其他温区的干扰，同时通过气流定向运动还可以有效的将坯体排除的有机气体快速排出，特别是有利于大规格坯片中央部位的排胶，避免了局部进入更高的温区排胶会导致瓷片开裂的问题；而且，升温段和烧结段采用了三段式窑顶砖设计结构，每一段的尺寸跨度相对于两段式还要小一些，增加了窑材的热荷重，还降低了窑材制作的难度，有效地解决了大规格基片宽炉膛结构顶板跨距大易断裂的问题；并且，快速降温段采用窑侧多风口排热结构，可将排出的热风引入到排胶段作为坯体有机物分解提供热源的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规格氧化铝陶瓷基片烧结窑，包括有窑炉（1）、推板、推板驱动装置（2）和贯穿整个所述窑炉（1）的轨道（3）；其特征在于：所述窑炉（1）主要由可形成左右平稳对流气流的有利于大规格基片中央部位有机物裂解挥发的排胶段（11）、具有适应于大规格基片高温烧结的宽炉膛结构的升温段（12）和烧结段（13）、具有合理控制降温和余热利用的快速降温段（14）组成，所述排胶段（11）、升温段（12）、烧结段（13）和快速降温段（14）从所述窑炉（1）的窑头至窑尾依次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段明新，
申请(专利权)人：珠海微晶新材料科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：