氧化鋁因其(qí)絕緣、耐高溫、導熱率高、穩定性好及高性價比，是電子陶瓷基闆的優良原料，随着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)電子産業的迅猛發(fā／fà)展，氧化鋁陶瓷基闆的需求量逐年(nián)增加。但電子陶瓷基闆要(yào / yāo)求較高，原料氧化鋁的品質及性能(néng)指标直接關系到基闆産品質量。
  本文主要(yào / yāo)探讨了流延法生(shēng)産電子陶瓷基闆用(yòng)氧化鋁的性能(néng)指标，結合流延法工藝特點及陶瓷基闆的質量要(yào / yāo)求，分析了氧化鋁主要(yào / yāo)技術指标對(duì)流延工藝及産品質量的影響，并提出适于(yú)流延法陶瓷基闆用(yòng)原料氧化鋁的要(yào / yāo)求。
  流延工藝概述
  流延法生(shēng)産氧化鋁陶瓷基闆，目前主要(yào / yāo)有兩種工藝體系：有機流延體系和水基流延體系。有機流延溶劑多采用(yòng)含甲苯和二甲苯及酮類有機物作爲溶劑，這些溶劑有毒會(huì)對(duì)工人身體健康和環境帶來危害，成本較高，但其(qí)産品質量高。水基流延體系采用(yòng)水爲溶劑，加入少量的水溶性分散劑，具有無污染、綠色環保的優點，且成本相對(duì)低，是新型的陶瓷基闆流延成型技術 ，但因部分關鍵技術不能(néng)突破，質量較難控制。
  流延工藝基本過(guò)程爲：漿料制備一過(guò)篩一流延一幹燥一模壓成型一脫脂一燒結。
  其(qí)中漿料主要(yào / yāo)由陶瓷粉體、溶劑、分散劑、粘結劑、塑性劑及其(qí)它添加劑組成。作爲氧化鋁陶瓷基闆原料一般要(yào / yāo)求氧化鋁的含量在95％以上，除加入氧化鋁微粉，還加入一定比例的含矽、鈣等粉體。爲滿足流延的要(yào / yāo)求，需要(yào / yāo)加入粘結劑、分散劑、增塑劑和其(qí)他添加劑等。其(qí)中配料的原則有以下(xià)幾個方面：(1)盡可(kě)能(néng)降低有機物的含量；(2)盡量提高固相含量；(3)盡量降低分散劑的含量；(4)坯體具有足夠的柔韌性和強度；(5)控制合适的pH值，以提高分散劑的分散效果。氧化鋁性能(néng)指标對(duì)流延工藝及産品的影響一般來說，電子陶瓷基闆用(yòng)于(yú)集成電路，因此要(yào / yāo)求産品有緻密度(體積密度在3．7 g／cm 以上)、小的尺寸公差、表面平整度高、電學性能(néng)優良、熱性能(néng)良好等。因此對(duì)原料氧化鋁的要(yào / yāo)求也高。通常氧化鋁分爲冶金級氧化鋁和非冶金級氧化鋁，冶金級氧化鋁是用(yòng)于(yú)鋁電解生(shēng)産原鋁 。非冶金級氧化鋁是由化工合成或由冶金級氧化鋁加工而(ér)成的具有特種用(yòng)途的氧化鋁。冶金級氧化鋁以 α相爲主，其(qí)中的Na通常在0．3 wt％以上，不能(néng)直接用(yòng)于(yú)生(shēng)産優質陶瓷。用(yòng)于(yú)生(shēng)産陶瓷基闆的氧化鋁需要(yào / yāo)經過(guò)1400℃ 以上高溫煅燒，經過(guò)脫鈉後(hòu)，并充分研磨才能(néng)作爲陶瓷基闆的原料。通過(guò)長期的研究和生(shēng)産應用(yòng)，氧化鋁的純度、 相含量、結晶形貌、粒度分布等指标對(duì)流延工藝及基闆産品質量影響較大。
  氧化鋁純度的影響
  一般來說，煅燒氧化鋁中的雜質主要(yào / yāo)爲SiO 、Fe O，、Na O、CaO、MgO、TiO：等，這 雜質總量一般不超過(guò)0．5％ ，A12O3含量>99．5％ 。Na2O含量Na2O是氧化鋁指标中最爲重要(yào / yāo)的一個指标，尤其(qí)是用(yòng)于(yú)陶瓷生(shēng)産的氧化鋁。Na O在高溫下(xià)和A1 O，結合生(shēng)成一種穩定的高鋁酸鈉化合物Na2O·1 I Al2O3 ，也就(jiù)是通常所(suǒ)說的β相氧化鋁，，其(qí)結構爲疏松的層狀結構，Na2O 在富A12O3，的條件下(xià)，結合AI2O3的能(néng)力很強，Na2O：A12O3質量比爲1：18．096，即使少量的Na2O存在，也會(huì)大量生(shēng)成β相A12O3，，影響陶瓷的緻密度 。且這種化合物導電率高，300℃ 時達10～S·cnl～，影Ⅱ向陶瓷基闆的電性能(néng)。因此，用(yòng)于(yú)陶瓷基闆生(shēng)産的氧化鋁必須選用(yòng)低鈉氧化鋁産品，即Na2O含量低于(yú)0．1％ 的氧化鋁。
  Fe含量
  對(duì)于(yú)氧化鋁中的Fe含量，一方面指其(qí)中結合的化學Fe，另一方面指夾雜在粉體中微細的遊離鐵(又稱機械鐵)。對(duì)于(yú)其(qí)中的化學Fe，通常以Fe2O3 存在。對(duì)于(yú)原料中A12O3 夾帶的Fe顆粒在陶瓷燒結過(guò)程中，會(huì)在陶瓷内部或表面顯色，出現紅色或黑色的斑點，不但對(duì)陶瓷基闆的外觀帶來影響，而(ér)且影響其(qí)絕緣性能(néng)，因此一但．出現斑點就(jiù)會(huì)導緻産品報廢，降低成品率。同時Fe2O3，含量過(guò)高，也會(huì)導緻陶瓷基闆的顔色發(fā／fà)黃，其(qí)原因與Fe離子替代剛玉品格中Al離子的緻色反應有很大關系水分含量
  一般來說陶瓷基闆用(yòng)原料A12O3 粒度較小，爲精磨後(hòu)的微粉，活性較高，在加工或存放過(guò)程中會(huì)吸潮，因
此有微量的水分。對(duì)于(yú)水基流延l 藝，其(qí)中的H2O含量不影響工藝。但對(duì)于(yú)有機流延影響較大，通常在有機流延中用(yòng)的有機溶劑(如(rú)PVB)是不溶水的，隻要(yào / yāo)有少量水，都會(huì)導緻料漿絮凝，産生(shēng)膠狀團聚，不但會(huì)造成流延困難，而(ér)且會(huì)導緻成品率下(xià)降。因此，用(yòng)于(yú)有機流延的氧化鋁要(yào / yāo)嚴格控制水分含量。
  其(qí)他雜質(污染物)
  除上面所(suǒ)提到的雜質，由于(yú)陶瓷基闆屬于(yú)精細電子陶瓷範疇，對(duì)原料氧化鋁粉體的潔淨度要(yào / yāo)求較高，粒度通常在3000目以下(xià)，一但 昆入可(kě)見的雜質或污染物也會(huì)對(duì)牛産工藝及産品質量造成很大的影響。因此要(yào / yāo)求原料氰化鋁在』J【j工過(guò)程中，避免外部雜質對(duì)氧化鋁的污染，提高産品的潔淨度。
  結晶形貌的影響
  氧化鋁在高溫煅燒過(guò)程中，因加入的礦化劑不同，結晶形貌也有所(suǒ)不同，有球形、片狀、蠕蟲狀等微觀形貌 ]。流延法工藝要(yào / yāo)求高的漿體濃度且具有良好的流動性，要(yào / yāo)求流延膜均勻度高。因此，氧化鋁顆粒在有機溶劑中的分散性能(néng)越好，就(jiù)越有利于(yú)生(shēng)産。當氧化鋁結晶不完整，且球形度不高時，顆粒表面活性提高，表面能(néng)大，其(qí)吸油率就(jiù)高，從而(ér)導緻漿體粘度增加，流動性變差，降低流延膜的均勻性，導緻流延膜開裂、局部包裹瓷疱，從而(ér)降低成品率。實踐證明，當氧化鋁的形貌球形度越高，制備的漿體的粘度越低，流動性越好，流延性能(néng)越好，産品的成品率也就(jiù)越高。
  相轉化率的影響
  流延法生(shēng)産陶瓷基闆的厚度小，尺寸也小，且要(yào / yāo)求高的緻密度和高的平整度。因此要(yào / yāo)求原料燒結活性要(yào / yāo)高，且不能(néng)産生(shēng)大的變形量。對(duì)于(yú)煅燒αAL2O3 α相轉化率越高，結晶越完整，真密度越高，燒結活性就(jiù)越低。而(ér)α相轉化率越低，結晶缺陷就(jiù)多，真密度越低，燒結活性就(jiù)越高收縮率就(jiù)越大，過(guò)大的收縮率就(jiù)會(huì)造成基闆變形跫大，翹曲度大。但α相轉化率太高時，燒結活性就(jiù)低，盡管收縮率小，但緻密度相對(duì)低，需要(yào / yāo)更高的燒結溫度，不利于(yú)控制生(shēng)産成本。因此，用(yòng)于(yú)制備陶瓷基闆的α氧化鋁不但要(yào / yāo)控制适宜的α相轉化率，且要(yào / yāo)保證其(qí)轉化率穩定，這樣才有利于(yú)生(shēng)産高質量陶瓷基闆。
  粉體團聚的影響
  氧化鋁在從氫氧化鋁制備過(guò)程中，每一個氫氧化鋁顆粒在脫水後(hòu)成爲若幹個微小顆粒團聚體，并且在後(hòu)期煅燒中仍保持團聚體形貌，通過(guò)充分研磨後(hòu)，團聚體分散爲單個晶粒的微粉，在α氧化鋁，研磨過(guò)程中，若不能(néng)完全将團聚粒研磨分散，就(jiù)會(huì)存在一部分團聚粒，這些未被研磨開的小團聚在流延過(guò)程中會(huì)形成空洞，從而(ér)降低陶瓷緻密度和陶瓷基闆的強度。因而(ér)，用(yòng)于(yú)流延法陶瓷基闆的氧化鋁粉體必須爲全研磨粉體，不能(néng)有顆粒團聚現象。
  綜上所(suǒ)述，用(yòng)于(yú)流延法陶瓷基闆的氧化鋁中雜質含量、結晶形貌、 ．相轉化率、粒度分布均對(duì)流延工藝及陶瓷基闆的質量有較大的影響，因此一般要(yào / yāo)求：
  (1)Na2O含量低于(yú)0．1％ ，Fe及Fe2O H2O含量盡可(kě)能(néng)低；
  (2)結晶形貌以球形爲好；
  (3)原料氧化鋁的α相轉化率應控制适宜，且保持穩定；
  (4)氧化鋁應經過(guò)充分研磨，減少團聚顆粒。