本發(fā)明涉及一種助燒劑，具體涉及一種用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片
的復(fù)合助燒劑。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料的要求日益提高， 隨著電子器件和電子裝置中元器件的復(fù)雜性和密集性日益提高，對(duì)作為集成電路重要支柱的陶瓷基片提出了更高的要求，要求其具備良好的導(dǎo)熱性能。長(zhǎng)期以來(lái)，絕大多數(shù)大功率混合集成電路的基板材料一直延用Al2O3和BeO陶瓷。但是Al2O3陶瓷的熱導(dǎo)率低，熱膨脹系數(shù)與Si不太匹配；BeO陶瓷雖然具有優(yōu)良的綜合性能，但其較高的生產(chǎn)成本和含有劇毒等缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了它的應(yīng)用推廣。因此，從性能、成本和環(huán)境等方面逐漸反映出二者已不能完全滿足現(xiàn)代電子功率器件發(fā)展的需要。
氮化鋁陶瓷具有高的熱導(dǎo)率、低的介電常熟，與Si相匹配的熱膨脹系數(shù)、良好的絕緣性、熱化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)成為高密度集成電路基板材料的最佳選擇。然而氮化鋁陶瓷屬于共價(jià)化合物，自擴(kuò)散系數(shù)很小，難于燒結(jié)致密，且雜質(zhì)等各種缺陷的存在對(duì)其熱導(dǎo)率亦有很大的損害。
純凈的氮化鋁粉末在通常的燒結(jié)溫度下很難燒結(jié)致密，致密度不高的材料很難具有高的熱導(dǎo)率。通常采用以下三條途徑獲得致密、高性能的氮化鋁陶瓷：1）使用超細(xì)粉；2）熱壓或熱等靜壓燒結(jié)；3）引入燒結(jié)助劑。第一條途徑受粉體影響比較大，商業(yè)氮化鋁粉通常無(wú)法滿足要求，而且超細(xì)粉容易氧化、團(tuán)聚；第二條途徑只能燒結(jié)形狀簡(jiǎn)單的氮化鋁陶瓷材料，且能耗大；在工業(yè)上易于實(shí)現(xiàn)，且有可能獲得低成本高性能的氮化鋁陶瓷材料。
經(jīng)檢索專利CN 104829238 A公開(kāi)了一種用于生產(chǎn)制備高導(dǎo)熱陶
瓷基片的三元復(fù)合助燒劑，該三元復(fù)合助燒劑由Al2O3、Y2O3和CaO組成，其摩爾比為255:1000:84。本發(fā)明通過(guò)采用Al2O3、Y2O3和CaO三元復(fù)合助燒劑，在較低的燒結(jié)溫度下獲得高的熱導(dǎo)率，降低能耗，減少了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率；但這種三元復(fù)合助劑仍存在一定的缺陷：配方中，Y2O3熔點(diǎn)為2415℃，熔點(diǎn)相對(duì)較高，進(jìn)而一定程度上抑制了熱導(dǎo)率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，該復(fù)合助燒劑能夠大大提高導(dǎo)熱效率，且進(jìn)一步地促進(jìn)氮化鋁陶瓷致密化。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述復(fù)合助燒劑由堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物組成，且堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物的摩爾比為250:80-86:1000；其中，所述堿金屬化合物為L(zhǎng)i2O，堿土金屬化合物為MgO和CaO的混合物，稀土金屬化合物為YF3。
進(jìn)一步地，所述MgO和CaO的摩爾比為1:1.06。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
（1）本發(fā)明用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，配方中稀土金屬化合物選用YF3，與Y2O3相比有著較低的熔點(diǎn)，在高溫下，液態(tài)的化合物在AIN顆粒之間流動(dòng)與重新分布，使得其中的有充足的機(jī)會(huì)與AIN顆粒表面的氧，從而有效地降低了AIN顆粒表面的氧含量，減少了高溫下AIN晶格中氧缺陷的形成，進(jìn)而可使氮化鋁陶瓷基片有更高的熱導(dǎo)率；同時(shí)，堿土金屬化合物為MgO和CaO的混合物，MgO的作用與同族氧化物CaO作用類似，通過(guò)兩者的協(xié)同作用，更有益于燒結(jié)致密化。
（2）本發(fā)明用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，其中，MgO和CaO的摩爾比為1:1.06，該比例下的混合物，能夠發(fā)揮出其最大的致密化作用。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
實(shí)施例1
一種用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，該復(fù)合助燒劑由堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物組成，且堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物的摩爾比為250:80-86:1000；其中，所述堿金屬化合物為L(zhǎng)i2O，堿土金屬化合物為MgO和CaO的混合物，且MgO和CaO的摩爾比為1:1.06；稀土金屬化合物為YF3。燒結(jié)溫度為1380℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，得到氮化鋁陶瓷基片的導(dǎo)電率為180W/m·k，體積密度為3.28g/cm3。
實(shí)施例2
一種用于生產(chǎn)氮化鋁陶瓷基片的復(fù)合助燒劑，該復(fù)合助燒劑由堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物組成，且堿金屬化合物、堿土金屬化合物和稀土金屬化合物的摩爾比為250:80-86:1000；其中，所述堿金屬化合物為L(zhǎng)i2O，堿土金屬化合物為MgO和CaO的混合物，且MgO和CaO的摩爾比為1:1.06；稀土金屬化合物為YF3。燒結(jié)溫度為1420℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，得到氮化鋁陶瓷基片的導(dǎo)電率為183W/m·k，體積密度為3.31g/cm3。
對(duì)比例1
一種用于生產(chǎn)制備高導(dǎo)熱陶瓷基片的三元復(fù)合助燒劑的組成為 Al2O3、Y2O3和CaO，其摩爾比為255:1000:84。燒結(jié)溫度為1580℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，得到的導(dǎo)電率為170W/m·k，體積密度為2.92g/cm3。
對(duì)比例2
一種用于生產(chǎn)制備高導(dǎo)熱陶瓷基片的三元復(fù)合助燒劑的組成為 Al2O3、Y2O3和CaO，其摩爾比為255:1000:84。燒結(jié)溫度為1620℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，得到的導(dǎo)電率為173W/m·k，體積密度為2.98g/cm3。
由于上述實(shí)施例和對(duì)比例可以看出，通過(guò)本發(fā)明的復(fù)合助燒劑，可在低溫下制備出更高熱導(dǎo)率的陶瓷基片，同時(shí)，從體積密度看，其致密性也大大提高了。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。