[发明专利]一种99氧化铝陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供一种99氧化铝陶瓷及其制备方法，包括下列步骤：将α‑Al₂O₃，La₂O₃，MgO，B₂O₃进行称重配料得到混合物；将混合物加入尼龙球磨罐中，以去离子水为溶剂，以行星球磨混合，取出后烘干，过筛得到粉体；将粉体加入PVA溶液作为粘结剂造粒，将粒料放入成型模具并施加压力制得生坯；将生胚放入烧结炉中排胶，再在大气气氛中烧结，制成99氧化铝陶瓷；本发明显著降低了99氧化铝陶瓷的烧结温度，同时显著的提高了99氧化铝陶瓷的抗弯强度和品质因数，本发明的99氧化铝陶瓷材料具有较低相对介电常数，高品质因数，较高抗弯强度，较低烧结温度1510℃。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，具体涉及一种99氧化铝陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

封装的发展促使电子整机不断升级换代。一个IC芯片诞生后，还不便于直接应用，往往需要进行合适的封装，使其能起到支持芯片、连接电路、传输信号,同时绝缘、导热、隔离并保护芯片等。这也正是封装的作用和功能所在。如今，电子元器件不断向着小型化，高性能方向发展，芯片向着高频率、高集成度、超多I/O端子数方向发展，在芯片面积不变的情况下，器件发热对其的影响越来越明显。为了彻底解决热问题器件的不良影响，应该从最底层的封装级入手进行散热设计。因此开发出高性能的封装材料意义重大。而氧化铝陶瓷材料因其耐高温、耐腐蚀、耐磨、抗弯强度高、较小的介电常数和较高品质因数，所以广泛应用于芯片封装外壳，微波电路封装管壳，波导管。但是，一般工业生产氧化铝陶瓷采用成本低廉，产量大的拜耳法，这种方法烧结活性低，需要很高的烧结温度一般大于1600℃，这必然会导致耗能大，生产成本高。同时，采用该法烧结而成的氧化铝陶瓷性能较差，不能满足封装材料的要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种99氧化铝陶瓷及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种99氧化铝陶瓷的制备方法，包括下列步骤：

步骤1：将α-Al₂O₃，La₂O₃，MgO，B₂O₃进行称重配料得到混合物；

步骤2：将步骤1所得混合物按照混合物:氧化锆球:去离子水＝1:5:2的质量比加入尼龙球磨罐中，以去离子水为溶剂，以行星球磨混合3-6小时，取出后在80-100℃下进行烘干，用40-80目筛网过筛得到粉体；

步骤3：将步骤2所得粉体加入添加剂量占混合粉料质量的2～5％的PVA溶液作为粘结剂造粒，将粒料放入成型模具并施加5-30MPa压力制得生坯；

步骤4：将步骤3所得生胚放入烧结炉中在650℃排胶3小时，再在1400℃-1600℃大气气氛中烧结4-6小时，制成99氧化铝陶瓷。

作为优选方式，步骤1中原料由以下质量分数百分比的组分组成：99-99.9wt.％的α-Al₂O₃，0.03wt.％-0.4wt.％的La₂O₃，0.03wt.％-0.4wt.％的MgO，0.03wt.％-0.4wt.％的B₂O₃。

作为优选方式，所述步骤2进一步为：

步骤2：将步骤1所得混合物按照混合物:氧化锆球:去离子水＝1:5:2的质量比加入尼龙球磨罐中，以去离子水为溶剂，以行星球磨混合4小时，取出后在95℃下进行烘干，用60目筛网过筛。

作为优选方式，所述步骤3进一步为：