[发明专利]陶瓷组合物、陶瓷组合物的制备方法和应用及陶瓷基板

说明书

本发明涉及一种陶瓷组合物、陶瓷组合物的制备方法和应用及陶瓷基板。该陶瓷组合物以摩尔百分含量计包括95％～99％的氮化铝、0.5％～5％的氧化铝、0.1％～0.5％的氧化锶、0.1％～0.5％的氧化钙及0.1％～0.5％的氧化镧。上述陶瓷组合物能够制备具有较优力学性能的陶瓷基板。

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，特别是涉及一种陶瓷组合物、陶瓷组合物的制备方法和应用及陶瓷基板。

背景技术

氮化铝陶瓷具有优良的电绝缘性能、介电常数较低、与硅相匹配的热膨胀系数、优良的抗氧化性能以及较强的耐热冲击性能，被视为高功率密度集成电路、高功率LED(LightEmitting Diode，发光二极管)及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块的较佳的散热封装材料。

氮化铝陶瓷的原料主要为氮化铝粉体。目前，氮化铝粉体制备的研究主要集中于提高氮化程度、降低氧、碳及其他金属杂质的含量及低温氮化等方面，目的在于提高氮化铝陶瓷的热导率。采用现有的氮化铝粉体制备的氮化铝陶瓷的力学性能相对较差，不能满足实际的需求。一些研究通过改进烧结工艺及加工工艺来提高氮化铝陶瓷的力学性能，但得到的氮化铝陶瓷的力学性能仍然较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够制备具有较优力学性能的陶瓷基板的陶瓷组合物及陶瓷组合物的制备方法和应用。

此外，提供一种具有较优力学性能的陶瓷基板。

一种陶瓷组合物，以摩尔百分含量计，包括95％～99％的氮化铝、0.5％～5％的氧化铝、0.1％～0.5％的氧化锶、0.1％～0.5％氧化钙及0.1％～0.5％氧化镧。

上述陶瓷组合物的氧化锶、氧化钙及氧化镧作为辅助剂，在采用上述陶瓷组合物制备陶瓷基板的过程中，上述辅助剂均能够与氧化铝反应形成中间相，通过控制氧化铝和上述辅助剂的比例，使得氧化铝与该辅助剂反应生成长径比为10～20的长棒状晶粒或片状晶粒，能够增强采用上述陶瓷组合物制备的陶瓷基板的力学性能。此外，采用上述陶瓷组合物制备的陶瓷基板具有较高的热导率。经试验验证，采用上述陶瓷组合物制备的陶瓷基板的抗弯强度为450MPa～500MPa、热导率为160w·m^-1·k^-1～200w·m^-1·k^-1及断裂韧性为3.8MPa·m^1/2～4.0MPa·m^1/2。上述陶瓷组合物能够制备具有较优力学性能的陶瓷基板。

一种陶瓷组合物，以摩尔百分含量计，包括：

95％～99％的氮化铝；

0.5％～5％的氧化铝；

0.1％～0.5％的辅助剂

其中，所述辅助剂选自氧化锶、氧化钙及氧化镧中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述氧化铝及所述辅助剂的摩尔比为1：0.05～1：0.1。

在其中一个实施例中，所述陶瓷组合物的D50粒径为1μm～2μm；及/或，所述陶瓷组合物的比表面积为2.0m²/g～3.0m²/g。

一种陶瓷组合物的制备方法，包括如下步骤：