[发明专利]氮化硅陶瓷浆料及其制备方法和制备氮化硅流延膜的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷浆料的制备方法和应用，特别是涉及一种氮化硅陶瓷浆料的制备方法和应用，应用于氮化硅陶瓷制备工艺技术领域。

背景技术

随着电子元件的小型化及大规模集成电路的迅速发展，对作为集成电路重要支柱的陶瓷基片提出了更高的要求。在某些特殊的领域，不但要求该陶瓷基片具有良好的导热性能，而且具有更高的强度。目前广泛采用的陶瓷基片材料主要是A1₂O₃，但Al₂O₃基片具有热导率较低介电常数大、线胀系数与硅元件的线胀系数相差大等缺点，近年来正开发和研究代替氧化铝基片的其它材料，如AlN，BeO，SiC，Si₃N₄等。其中氮化硅陶瓷基片不但具有高的热导率，而且具有更高的强度。因此，对氮化硅陶瓷基片的研制，将会给电子技术领域，尤其是集成电路的发展带来革命性的影响。陶瓷基片制备的核心技术是高质量基片坯体的成型，目前的成型方法主要有流延、干压、轧膜，而流延法具有生产效率高，易于生产的连续化和自动性，更适用于工业的大规模生产，是理想的陶瓷基板生产技术。流延成型工艺的基本过程是把粉体、溶剂、增塑剂、粘结剂、分散剂均匀混合成浆料，经由刮刀口，形成表面光滑，厚度均匀的薄膜，经干燥制成具有良好韧性的坯片。而稳定的高固含量的浆料是流延成型出密度高且均匀的、结构性能优良的坯体的前提，因此想要得到综合性能优良的坯体前提就是要有探寻含有合适比例的粉体、溶剂、分散剂、増塑剂和粘结剂的浆料配方，来解决氮化硅流延成型浆料的难于配制的问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种氮化硅陶瓷浆料及其制备方法和制备氮化硅流延膜的应用，制备的氮化硅陶瓷浆料可流延成型得到平整、均一、致密且柔顺的陶瓷素坯，利于后期素坯成型加工及烧结，本发明流延成型用陶瓷浆料配置工艺过程简单，易于大批量生产。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氮化硅陶瓷浆料，主要包括氮化硅原料粉体、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和増塑剂，氮化硅原料粉体、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和増塑剂的质量配比为100:(5～15)：(49～67)：(2～3.5)：(10～20)：(10～40)。

作为本发明优选的技术方案，氮化硅原料粉体、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和増塑剂的质量配比为100:(5～15)：(49～67)：(2.5～3.5)：(13～18)：(13～36)。

优选上述氮化硅原料粉体中的氮化硅的D₅₀不高于500nm。

优选上述烧结助剂由非稀土金属氧化物和稀土氧化物组成，其中非稀土金属氧化物优选为MgO、Al₂O₃和CaO中的至少一种物质，稀土氧化物优选为Y₂0₃、Yb₂O₃、CeO和Lu₂O₃中的至少一种物质。

优选上述烧结助剂中的非稀土金属氧化物和稀土氧化物的质量配比为1:1。

优选上述烧结助剂由Y₂O₃和MgO组成，并优选烧结助剂Y₂O₃和MgO的比例为1:1。

上述溶剂优选无水乙醇和二丁酮的混合溶剂，其中无水乙醇与二丁酮的质量配比为34:66。

上述溶剂优选采用乙醇、异丙醇、正丁醇和2-丁酮中的任意一种或者任意几种的混合物。

上述分散剂优选采用磷酸三乙酯、蓖麻油磷酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或者任意几种的混合物。

上述粘结剂优选采用聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸甲酯中的任意一种或者任意几种的混合物。

上述増塑剂优选采用邻苯二甲酸酯、聚乙二醇和甘油中的任意一种或者任意几种的混合物。

上述増塑剂进一步优选采用邻苯二甲酸酯和聚乙二醇的混合物，其中邻苯二甲酸酯和聚乙二醇的质量百分比为1:1。

还提供一种本发明氮化硅陶瓷浆料的制备方法，包括如下步骤：