[发明专利]片状氧化铝陶瓷的涂布制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子陶瓷技术领域，具体涉及一种片状氧化铝陶瓷的涂布制备方法。

背景技术

片状的陶瓷广泛应用于打印机条、LED散热基座、电子元件、厚膜和薄膜电路的支撑件，压电陶瓷膜片及电容器膜片等。由于当前制作片状氧化铝陶瓷的非水基成型工艺中绝大部分采用单一分散剂、单一粘结剂及单一增塑剂，采用其工艺生产的产品平整度、表面质量较差，厚度尺寸波动大，无法满足后续印刷电路的质量要求。

发明内容

有鉴于此，有必要针对背景技术提到的问题，提供一种可提高产品平整度、表面质量，及减小厚度尺寸波动的片状氧化铝陶瓷的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种片状氧化铝陶瓷的涂布制备方法，其包括以下步骤：

提供质量百分比为60~70%氧化铝粉料、质量百分比为15~25%的有机溶剂、质量百分比为0.61~2.92%的助溶剂、质量百分比为0.4~1.5%的分散剂、质量百分比为3.0~5.0%的粘结剂、质量百分比为2.0~6.0%的增塑剂；

将所述助溶剂预先用砂磨机研磨4~8小时并混合均匀；将所述助溶剂加入到球磨机与所述氧化铝粉料一起干磨2~4小时；再将分散剂与50%质量的所述有机溶剂在高速搅拌机内搅拌溶解1~2小时后加入到球磨机内球磨6~24小时；在此过程中将所述粘结剂和所述增塑剂加入到另外50%质量的所述有机溶剂中在高速搅拌机内搅拌溶解4~10小时后再加入到球磨机内球磨24~48小时；

将球磨机内的制备好的浆料在-0.05~1Mpa真空条件下脱泡，同时搅拌达到10000~30000mps后得到可涂布成型用的浆料；

将所述可涂布成型用浆料注入传统流延成型机，调节刮刀与膜带的间距、刮刀与膜带相对运动速度及浆料液面高度与膜带的高度差，热风干燥后得厚度0.15~2.0mm的生坯，再经过模具冲切、24~48小时的低温排胶，12~24小时的1400~1700℃高温烧结后得到片状氧化铝陶瓷。

所述氧化铝粉料的直径为0.5~8.0um。

所述有机溶剂采用二元共沸混合有机溶剂体系，如异丙醇和乙酸乙酯，两者质量比例是1：3；该体系可提供良好的溶解特性，并且溶剂能以恒定的组分蒸发，具有良好的化学稳定性，不与粉料发生化学反应，同时制备的浆料无毒，成本低。

所述分散剂采用两种陶瓷分散剂，如蓖麻油和聚羧酸，两者质量比例是2~3:1；由于两者的分散性能不同，即对陶瓷颗粒表面的吸附能力不同，单一分散剂容易导致分散性能极端化，造成成型后坯体开裂或浆料性能的不断恶化，因此两种分散剂为成型工艺提供稳定的性能具有重要意义。

所述粘结剂采用两种粘结剂：分子链长和分子链短的两种不同的聚乙烯醇缩丁醛（PVB），两者质量比例是1~3:1；不同长度的分子链即有不同分子量，分子链长的PVB提供坯带强度，分子链短的PVB提供坯带中颗粒间的粘性，两种粘结剂使用优化浆料黏度，流动性，增强坯体强度和粘接性等。

所述增塑剂采用两种增塑剂：聚乙二醇（PEG）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP），两者质量比=1:1~1.5；实验证明两种增塑剂制备的坯带不易开裂、柔韧性适中。

对于大规格尺寸的片状氧化铝陶瓷，采用温等静压的方式保证其平整度，具体工艺是，将大片生坯放在平整模具中并装入薄膜袋，在-0.1Mpa的真空下塑封，放入等静压机，在70~95℃的温度下，以15~25Mpa压力均匀压制生坯，冷却后再取出，使大规格生坯密度各向趋于均匀，从而保证烧结后片状氧化铝陶瓷的平整度。

也可以采用多层叠加等静压成型方法来得到大规格平整度好的片状氧化铝陶瓷。

成型干燥后的生坯通过切刀切成带状卷取，放入陈腐库陈腐24小时以上，经过冲压、切断、打孔等制成需要的尺寸规格，通过敷粉机敷粉后，再4~8片叠加后放入低温排胶炉内，以5~10℃/分钟的速度排胶，缓慢分解配方中加入的分散剂、粘结剂、增塑剂等，排胶需要的时间与生坯的尺寸成正比，保证排胶后的生坯不开裂，不变形。

排胶后的生坯再放入推板式电炉内，以3~5℃/分钟的速度升温，在1600~1700℃保温2~5小时后自然降温得到片状氧化铝陶瓷，一般情况下的片状氧化物陶瓷可直接在空气中烧结。

一种具体的实施方法是：

提供以下按质量百分比配比的原料混合物：

直径为0.9~5.0um的氧化铝粉料：66.2%；

作为助溶剂的质量比为2:1：0.5的氧化镁、氧化硅及碳酸钙：共2.76%；