一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于特种陶瓷成型技术领域，特别涉及一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法。
【背景技术】
[0002]陶瓷劈刀(Bonding capillary)，是微电子封装领域中球形引线键合的焊线工具，作为键合机的一个焊接针头，适用于可控硅、声表面波、LED、二极管、三极管、IC芯片等线路的键合封装上，将焊盘和引脚通过穿过陶瓷劈刀的金线形成很好的电气互连，目前，国内的成型技术尚难以制造出具有小孔径和合适锥形的陶瓷劈刀。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，可得到较小孔径和适合的锥形。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，包括如下步骤:
[0006]步骤1，将有机单体、交联剂和分散剂溶解于蒸馏水中配制成预混液，并调节pH值至9.5?11 ;
[0007]步骤2，向所述预混液中加入氧化铝陶瓷粉，再加入氧化锆球石球磨24?48h ；
[0008]步骤3，然后再加入引发剂和除泡剂，球磨均匀得到浆料；
[0009]步骤4，将所得浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，其中模具盖子的下方带有直径0.02?0.08mm的钢针；
[0010]步骤5，脱出模具，在真空烘箱中干燥至含水量小于0.05%，高温烧结炉中于1650 °C下烧结2?5h。
[0011]所述有机单体为丙烯酰胺(AM)，交联剂为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，分散剂为阴离子聚丙烯酰胺(AMAP)、三乙醇胺(TEA)和聚乙二醇400 (PEG-400)中的一种或者任意比例混合的几种，引发剂为硫酸铵(APS)，除泡剂为正辛醇。
[0012]所述有机单体的用量范围为0.005?0.02g，所述交联剂的用量范围为0.001?0.003g，所述分散剂的用量范围为0.03?0.1g,所述蒸馏水的用量范围为5?20mL，所述氧化铝陶瓷粉的用量范围为3?10g，所述氧化锆球石的级配为直径2?5mm，容积率为45%?55%，所述引发剂的用量范围为0.02?0.lg，所述除泡剂的用量范围为0.04?0.1g0
[0013]所述步骤4中室温下静置5?15分钟。
[0014]本发明中，氧化铝陶瓷粉是a -Al2O3特种陶瓷专用粉，纯度为99.5%，晶粒粒径约为 0.65-0.70 μ m。
[0015]与现有技术相比，本发明采用了凝胶注模成型工艺制备复合氧化物陶瓷劈刀，该方法有效地结合了高浓度悬浮体溶胶的原位固化工艺和陶瓷坯体的注浆成型工艺，能够在短时间内制备出高密度、高强度、成分及结构非常均匀的陶瓷劈刀坯体。凝胶注模成型工艺用于新型复合氧化物陶瓷劈刀的制备中，相比于其他方法而言，具有工艺简单、成本经济、坯体成型缺陷少等优点，更易于工业化生产。
【附图说明】
[0016]图1为本发明制备的复合氧化物陶瓷劈刀的X射线衍射图。
[0017]图2为本发明制备的复合氧化物陶瓷劈刀场发射形貌图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
[0019]实施例1
[0020]一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，包括如下步骤:
[0021]步骤1，将0.05g丙烯酰胺(AM),0.0lg N，N’_亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)和0.03g分散剂溶解于16mL蒸馏水中配制成预混液，并调节pH值至9.5?11 ;
[0022]步骤2，向所述预混液中加入30g氧化铝陶瓷粉，1g氧化铬、15g氧化锆，再加入氧化锆球石球磨24?48h ；
[0023]步骤3，然后再加入0.3g过硫酸铵(APS)和0.3g正辛醇，球磨均匀得到浆料；
[0024]步骤4，将所得浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置5?15分钟，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，在此过程中，有机单体和交联剂共同作用形成坚固的三维网状结构，使氧化铝颗粒被原位固化，直至凝固成型，其中模具盖子的下方带有直径0.02?0.08mm的钢针；
[0025]步骤5，脱出模具，在真空烘箱中干燥至含水量小于0.05%，高温烧结炉中于1650°C下烧结2?5h，得到复合氧化物陶瓷劈刀，其主要成分为氧化铝82%，氧化锆16%，氧化铬I%以及其他添加剂I%。
[0026]从图1可以看出，所制备的复合氧化物劈刀成分为锆掺杂以及铬掺杂，其每个衍射峰均与标准卡片 Al2Zr3 (PDF N0.48-1380) (Al0 9Cr0.J 203 (PDF N0.51-1349)的标准峰都相对应的很好。从图2可以看出，所制备的复合氧化物陶瓷劈刀颗粒均匀，结构致密，为纳米级颗粒。
[0027]实施例2
[0028]一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，包括如下步骤:
[0029]步骤1，将0.2g丙烯酰胺(AM)、0.3g N，N’_亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)和Ig分散剂溶解于32mL蒸饱水中配制成预混液，并调节pH值至9.5?11 ;
[0030]步骤2，向所述预混液中加入45g氧化铝陶瓷粉，13g氧化铬、20g氧化锆，再加入氧化锆球石球磨24?48h ；
[0031]步骤3，然后再加入3g过硫酸铵(APS)和3g正辛醇，球磨均匀得到浆料；
[0032]步骤4，将所得浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置5?15分钟，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，在此过程中，有机单体和交联剂共同作用形成坚固的三维网状结构，使氧化铝颗粒被原位固化，直至凝固成型，其中模具盖子的下方带有直径0.02?0.08mm的钢针；
[0033]步骤5，脱出模具，在真空烘箱中干燥至含水量小于0.05%，高温烧结炉中于1650°C下烧结2?5h，得到复合氧化物陶瓷劈刀，其主要成分为氧化铝86%，氧化锆12%，氧化铬I%以及其他添加剂I%。
[0034]实施例3
[0035]一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，包括如下步骤:
[0036]步骤1，将0.0lg丙烯酰胺(AM),0.002g N，N，-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)和0.006g分散剂溶解于23mL蒸饱水中配制成预混液，并调节pH值至9.5?11 ;
[0037]步骤2，向所述预混液中加入40g氧化铝陶瓷粉，1g氧化铬、25g氧化锆，再加入氧化锆球石球磨24?48h ；
[0038]步骤3，然后再加入5g过硫酸铵(APS)和4g正辛醇，球磨均匀得到浆料；
[0039]步骤4，将所得浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置5?15分钟，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，在此过程中，有机单体和交联剂共同作用形成坚固的三维网状结构，使氧化铝颗粒被原位固化，直至凝固成型，其中模具盖子的下方带有直径0.02?0.08mm的钢针；
[0040]步骤5，脱出模具，在真空烘箱中干燥至含水量小于0.05%，高温烧结炉中于1650°C下烧结2?5h，得到复合氧化物陶瓷劈刀，其主要成分为氧化铝82%，氧化锆12%，氧化铬3%以及其他添加剂3%，其他添加剂可以是塑胶粒子和/或α粒子。
【主权项】
1.一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，将有机单体、交联剂和分散剂溶解于蒸馏水中配制成预混液，并调节PH值至9.5 ?11 ; 步骤2，向所述预混液中加入氧化铝陶瓷粉，再加入氧化锆球石球磨24?48h ; 步骤3，然后再加入引发剂和除泡剂，球磨均匀得到浆料； 步骤4，将所得浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，其中模具盖子的下方带有直径0.02?0.08mm的钢针； 步骤5，脱出模具，在真空烘箱中干燥至含水量小于0.05%，高温烧结炉中于1650°C下烧结2?5ho2.根据权利要求1所述复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，其特征在于，所述有机单体为丙烯酰胺(AM)，交联剂为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)，分散剂为阴离子聚丙烯酰胺(AMAP)、三乙醇胺(TEA)和聚乙二醇400 (PEG-400)中的一种或者任意比例混合的几种，弓丨发剂为硫酸铵(APS)，除泡剂为正辛醇。3.根据权利要求1或2所述复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，其特征在于，所述有机单体的用量范围为0.005?0.02g，所述交联剂的用量范围为0.001?0.003g，所述分散剂的用量范围为0.03?0.1g,所述蒸馏水的用量范围为5?20mL，所述氧化铝陶瓷粉的用量范围为3?10g，所述氧化锆球石的级配为直径2?5mm，容积率为45%?55%，所述引发剂的用量范围为0.02?0.lg，所述除泡剂的用量范围为0.04?0.lg。4.根据权利要求1所述复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，其特征在于，所述步骤4中室温下静置5?15分钟。
【专利摘要】一种复合氧化物陶瓷劈刀的制造方法，将有机单体、交联剂和分散剂溶解于蒸馏水中配制成预混液，加入氧化铝陶瓷粉，再加入氧化锆球石球磨，然后加入引发剂和除泡剂，球磨均匀得到浆料；将浆料倒入模具中，盖上模具盖子，室温下静置，使浆料中的有机单体发生聚合，即凝胶化过程，其中模具盖子的下方带有直径0.02～0.08mm的钢针；脱出模具，在真空烘箱中干燥烧结，本发明采用凝胶注模成型工艺制备复合氧化物陶瓷劈刀，有效结合了高浓度悬浮体溶胶的原位固化工艺和陶瓷坯体的注浆成型工艺，能够在短时间内制备出高密度、高强度、成分及结构非常均匀的陶瓷劈刀坯体，具有工艺简单、成本经济、坯体成型缺陷少等优点，更易于工业化生产。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/48, C04B35/10, C04B35/632
【公开号】CN104961470
【申请号】CN201510363972
【发明人】王秀峰, 宫在磊, 王莉丽, 江红涛
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月26日