本發(fā)明涉及電子陶瓷基板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板及其制備方法。

背景技術(shù)：

在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷，稱為電子陶瓷。電子陶瓷是通過對(duì)表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)的控制而最終獲得具有新功能的陶瓷。在能源、家用電器、汽車等方面可以廣泛應(yīng)用。

廣泛用于制作電子功能元件的、多數(shù)以氧化物為主成分的燒結(jié)體材料。電子陶瓷的制造工藝與傳統(tǒng)的陶瓷工藝大致相同。電子陶瓷或稱電子工業(yè)用陶瓷，它在化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能上，均與一般的電力用陶瓷有著本質(zhì)的區(qū)別。這些區(qū)別是電子工業(yè)對(duì)電子陶瓷所提出的一系列特殊技術(shù)要求而形成的，其中最重要的是須具有高的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫高濕、抗輻射、介質(zhì)常數(shù)在很寬的范圍內(nèi)變化、介質(zhì)損耗角正切值小、電容量溫度系數(shù)可以調(diào)整、抗電強(qiáng)度和絕緣電阻值高以及老化性能優(yōu)異等。

氧化鋁陶瓷基板因其良好的熱傳導(dǎo)性能、較高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異的絕緣性能，成為半導(dǎo)體、電子等行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的無機(jī)非金屬基板材料。

目前電子變壓器選用的是金屬散熱基板，散熱效果不佳，而選用陶瓷散熱基板替換傳統(tǒng)的金屬基板，在兼具機(jī)械性的基礎(chǔ)上相對(duì)傳統(tǒng)金屬基板具有更好的導(dǎo)熱性和絕緣性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板及其制備方法，解決了使用傳統(tǒng)金屬基板存在著散熱性差、絕緣性差的弊端，使得電子變壓器能將熱量及時(shí)有效散發(fā)出去，延長了電子變壓器的使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，由以下按照重量份的原料組成：氧化鋁粉60-80份、粘土30-40份、石英20-30份、硅粉10-30份、金屬粉末10-20份、氮化硼5-15份、碳化物混合物3-8份、二氧化鈦粉末5-10份、碳酸鈣2-8份、氧化鋅5-10份、鈦酸鎂8-15份、羧甲基纖維素3-8份、燒結(jié)助劑2-6份和去離子水40-60份。

優(yōu)選的，所述氧化鋁粉70份、粘土35份、石英25份、硅粉20份、金屬粉末15份、氮化硼10份、碳化物混合物5.5份、二氧化鈦粉末7份、碳酸鈣5份、氧化鋅7份、鈦酸鎂12份、羧甲基纖維素5份、燒結(jié)助劑4份和去離子水50份。

優(yōu)選的，所述金屬粉末為氧化鑭粉末或氧化絡(luò)粉末。

優(yōu)選的，所述碳化物混合物為炭化硅和炭化硼按照質(zhì)量比為2-4:1的混合物。

優(yōu)選的，所述燒結(jié)助劑為硝酸鎂、硝酸釔和硝酸鑭中的一種或兩種以上的混合物。

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱取氧化鋁粉、粘土、石英、硅粉、金屬粉末、氮化硼、碳化物混合物、二氧化鈦粉末、碳酸鈣、氧化鋅、鈦酸鎂放入粉碎機(jī)中粉碎，過200-300目篩，然后放入球磨機(jī)中濕法球磨40-60min，再加入羧甲基纖維素和去離子水，攪拌均勻后進(jìn)行超聲波處理3-5h，得到混合漿料a；

（2）將步驟（1）中的混合漿料a在100-120℃烘箱內(nèi)保溫40-60min，再加入燒結(jié)助劑進(jìn)行二次濕法球磨，球磨2-4h，制成可凝膠陶瓷漿料b，對(duì)陶瓷漿料b進(jìn)行真空攪拌除泡；

（3）將步驟（2）制得的陶瓷漿料b注入模具中，壓制成型，得到陶瓷坯片，然后取出陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理，再將陶瓷坯片放入燒結(jié)爐內(nèi)，燒結(jié)成型，即得電子變壓器散熱用電子陶瓷基板。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中的粉碎機(jī)為錘片式粉碎機(jī)或刀片式粉碎機(jī)。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中超聲波處理的功率為300-500w。

優(yōu)選的，所述步驟（3）中對(duì)陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理的條件：干燥溫度60-80℃，干燥時(shí)間8-12h。

優(yōu)選的，所述步驟（3）中燒結(jié)的條件：燒結(jié)溫度1300-1400℃，燒結(jié)時(shí)間3-5h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，解決了使用傳統(tǒng)金屬基板存在著散熱性差、絕緣性差的弊端，使得電子變壓器能將熱量及時(shí)有效散發(fā)出去，延長了電子變壓器的使用壽命，具體情況如下：

（1）本發(fā)明的電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，以氧化鋁粉、粘土、石英、硅粉、金屬粉末、氮化硼、碳化物混合物、二氧化鈦粉末、碳酸鈣、氧化鋅、鈦酸鎂為主要成分，通過加入羧甲基纖維素、燒結(jié)助劑、去離子水等輔助成分，輔以研磨分散、超聲波處理、二次研磨分散、壓制成型、高溫?zé)Y(jié)等工藝，使得制備的電子變壓器散熱用電子陶瓷基板環(huán)保無危害、導(dǎo)熱系數(shù)高、絕緣強(qiáng)度高，能夠滿足電子變壓器散熱要求，具有較好的應(yīng)用前景；

（2）本發(fā)明通過采用合適的燒結(jié)方法和使用的燒結(jié)助劑，實(shí)現(xiàn)電子陶瓷基板燒結(jié)體的致密化，大大提高了電子變壓器散熱用電子陶瓷基板的熱導(dǎo)率，提高其散熱性；

（3）本發(fā)明的制備工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)，并通過嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，可以控制該電子陶瓷基板在燒結(jié)過程中的結(jié)構(gòu)變化和化學(xué)變化，使得制得電子變壓器散熱用電子陶瓷基板能夠滿足散熱要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，由以下按照重量份的原料組成：氧化鋁粉70份、粘土35份、石英25份、硅粉20份、金屬粉末15份、氮化硼10份、碳化物混合物5.5份、二氧化鈦粉末7份、碳酸鈣5份、氧化鋅7份、鈦酸鎂12份、羧甲基纖維素5份、燒結(jié)助劑4份和去離子水50份。

其中，所述金屬粉末為氧化鑭粉末或氧化絡(luò)粉末。

其中，所述碳化物混合物為炭化硅和炭化硼按照質(zhì)量比為3:1的混合物。

其中，所述燒結(jié)助劑為硝酸鎂、硝酸釔和硝酸鑭中的一種或兩種以上的混合物。

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱取氧化鋁粉、粘土、石英、硅粉、金屬粉末、氮化硼、碳化物混合物、二氧化鈦粉末、碳酸鈣、氧化鋅、鈦酸鎂放入粉碎機(jī)中粉碎，過250目篩，然后放入球磨機(jī)中濕法球磨50min，再加入羧甲基纖維素和去離子水，攪拌均勻后進(jìn)行超聲波處理4h，得到混合漿料a；

（2）將步驟（1）中的混合漿料a在110℃烘箱內(nèi)保溫50min，再加入燒結(jié)助劑進(jìn)行二次濕法球磨，球磨3h，制成可凝膠陶瓷漿料b，對(duì)陶瓷漿料b進(jìn)行真空攪拌除泡；

（3）將步驟（2）制得的陶瓷漿料b注入模具中，壓制成型，得到陶瓷坯片，然后取出陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理，再將陶瓷坯片放入燒結(jié)爐內(nèi)，燒結(jié)成型，即得電子變壓器散熱用電子陶瓷基板。

其中，所述步驟（1）中的粉碎機(jī)為錘片式粉碎機(jī)或刀片式粉碎機(jī)。

其中，所述步驟（1）中超聲波處理的功率為400w。

其中，所述步驟（3）中對(duì)陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理的條件：干燥溫度70℃，干燥時(shí)間10h。

其中，所述步驟（3）中燒結(jié)的條件：燒結(jié)溫度1350℃，燒結(jié)時(shí)間4h。

實(shí)施例2

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，由以下按照重量份的原料組成：氧化鋁粉60份、粘土30份、石英20份、硅粉10份、金屬粉末10份、氮化硼5份、碳化物混合物3份、二氧化鈦粉末5份、碳酸鈣2份、氧化鋅5份、鈦酸鎂8份、羧甲基纖維素3份、燒結(jié)助劑2份和去離子水40份。

其中，所述金屬粉末為氧化鑭粉末或氧化絡(luò)粉末。

其中，所述碳化物混合物為炭化硅和炭化硼按照質(zhì)量比為2:1的混合物。

其中，所述燒結(jié)助劑為硝酸鎂、硝酸釔和硝酸鑭中的一種或兩種以上的混合物。

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱取氧化鋁粉、粘土、石英、硅粉、金屬粉末、氮化硼、碳化物混合物、二氧化鈦粉末、碳酸鈣、氧化鋅、鈦酸鎂放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，然后放入球磨機(jī)中濕法球磨40min，再加入羧甲基纖維素和去離子水，攪拌均勻后進(jìn)行超聲波處理3h，得到混合漿料a；

（2）將步驟（1）中的混合漿料a在100℃烘箱內(nèi)保溫40min，再加入燒結(jié)助劑進(jìn)行二次濕法球磨，球磨2h，制成可凝膠陶瓷漿料b，對(duì)陶瓷漿料b進(jìn)行真空攪拌除泡；

（3）將步驟（2）制得的陶瓷漿料b注入模具中，壓制成型，得到陶瓷坯片，然后取出陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理，再將陶瓷坯片放入燒結(jié)爐內(nèi)，燒結(jié)成型，即得電子變壓器散熱用電子陶瓷基板。

其中，所述步驟（1）中的粉碎機(jī)為錘片式粉碎機(jī)或刀片式粉碎機(jī)。

其中，所述步驟（1）中超聲波處理的功率為300w。

其中，所述步驟（3）中對(duì)陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理的條件：干燥溫度60℃，干燥時(shí)間8h。

其中，所述步驟（3）中燒結(jié)的條件：燒結(jié)溫度1300℃，燒結(jié)時(shí)間3h。

實(shí)施例3

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板，由以下按照重量份的原料組成：氧化鋁粉80份、粘土40份、石英30份、硅粉30份、金屬粉末20份、氮化硼15份、碳化物混合物8份、二氧化鈦粉末10份、碳酸鈣8份、氧化鋅10份、鈦酸鎂15份、羧甲基纖維素8份、燒結(jié)助劑6份和去離子水60份。

其中，所述金屬粉末為氧化鑭粉末或氧化絡(luò)粉末。

其中，所述碳化物混合物為炭化硅和炭化硼按照質(zhì)量比為4:1的混合物。

其中，所述燒結(jié)助劑為硝酸鎂、硝酸釔和硝酸鑭中的一種或兩種以上的混合物。

一種電子變壓器散熱用電子陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱取氧化鋁粉、粘土、石英、硅粉、金屬粉末、氮化硼、碳化物混合物、二氧化鈦粉末、碳酸鈣、氧化鋅、鈦酸鎂放入粉碎機(jī)中粉碎，過300目篩，然后放入球磨機(jī)中濕法球磨60min，再加入羧甲基纖維素和去離子水，攪拌均勻后進(jìn)行超聲波處理5h，得到混合漿料a；

（2）將步驟（1）中的混合漿料a在120℃烘箱內(nèi)保溫60min，再加入燒結(jié)助劑進(jìn)行二次濕法球磨，球磨4h，制成可凝膠陶瓷漿料b，對(duì)陶瓷漿料b進(jìn)行真空攪拌除泡；

（3）將步驟（2）制得的陶瓷漿料b注入模具中，壓制成型，得到陶瓷坯片，然后取出陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理，再將陶瓷坯片放入燒結(jié)爐內(nèi)，燒結(jié)成型，即得電子變壓器散熱用電子陶瓷基板。

其中，所述步驟（1）中的粉碎機(jī)為錘片式粉碎機(jī)或刀片式粉碎機(jī)。

其中，所述步驟（1）中超聲波處理的功率為500w。

其中，所述步驟（3）中對(duì)陶瓷坯片進(jìn)行干燥處理的條件：干燥溫度80℃，干燥時(shí)間12h。

其中，所述步驟（3）中燒結(jié)的條件：燒結(jié)溫度1400℃，燒結(jié)時(shí)間5h。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。