1.本发明涉及电子陶瓷材料制备工艺领域，尤其涉及一种氧化物陶瓷基板一体烧结方法。
背景技术：
2.近年来，电动汽车、电力汽车以及半导体照明航空航天、卫星通信等进入高速发展阶段，其电子器件工作电流大、温度高、频率高，为满足器件及电路工作的稳定性，对芯片载体提出了更高的要求，陶瓷基板具有优良的热性能、微波性能、力学性能及可靠性高等优点，可广泛应用于这些领域。无论是传统的氧化铝、氧化铍陶瓷基板，还是目前市场火热的氮化硅、氮化铝陶瓷基板都要求成瓷后的陶瓷基板具有较好的平整度便于后续加工，基本要求陶瓷基板厚度在1mm以内，平整度不得大于陶瓷厚度的10％。
3.目前陶瓷基板的制作工艺基本采用熟烧后再增加复平烧结的方式，通过将陶瓷基板叠放后配重压烧的方式进行整平，该方式目前主要存在几个问题：
4.首先是陶瓷基板熟烧后，翘曲程度不一，叠片后压烧对于部分翘曲严重的基板不能起到整平作用，导致复平效果参差不齐，部分翘曲严重的还需再一次甚至三次复平烧结，多次烧结同时必然带来陶瓷晶粒二次发育，晶粒过大，影响陶瓷基板的力学强度。
5.其次是复平占用窑炉资源，多次复平增加了生产制备的周期，同时增加生产过程的人工及能耗成本，整体效率不高最后，采用叠片压烧的方式，其基板复平后平整度基本在0.2mm以内，不能满足目前高性能薄膜电路基板0.05mm以内要求，同时复平温度控制范围严格，温度过高陶瓷基板容易发生粘粘，温度过低复平烧结不能起到整平效果。
技术实现要素：
6.本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提高氧化物陶瓷基板品质，同时由于陶瓷基板熟烧和复平两个工序合并为一个烧结工序，还可以节能减排，又能缩短生产制造周期的氧化物陶瓷基板一体烧结方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：氧化物陶瓷基板一体烧结方法，包括如下步骤：
8.a、对陶瓷原粉进行预烧处理；
9.b、将经过步骤a处理后的陶瓷原粉进行球磨处理；
10.c、将经过步骤b处理后的陶瓷原粉进行喷雾造粒处理，得到陶瓷料球；
11.d、将陶瓷料球制成陶瓷基板生坯；
12.e、将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；
13.f、将叠放在一起陶瓷基板放置在高温窑炉中进行高温烧结；
14.g、对熟烧后的陶瓷基板进行除沙处理。
15.进一步的是，在步骤a中，预烧温度为1200-1400℃，预烧时间为2-4h。
16.进一步的是，在步骤b中，球磨处理时，溶剂为纯水或者酒精，球磨机中放置有氧化
锆瓷球，氧化锆瓷球的直径为3-8mm，陶瓷原粉：溶剂：氧化锆瓷球＝1：0.8-2：1-3。
17.进一步的是，陶瓷料球的粒度大小为40-80μm。
18.进一步的是，在步骤e中，陶瓷基板生坯翘曲度≤0.2mm，厚度公差为
±
0.03mm。
19.进一步的是，在步骤e中，将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起的具体步骤为：在50-70℃的环境下，先将隔离胶喷涂/涂覆在一片陶瓷基板生坯的上表面，再将下一片陶瓷基板生坯放置在上一片陶瓷基板生坯上，依次反复循环操作。
20.进一步的是，相邻陶瓷基板生坯之间隔离胶的厚度为20-40μm。
21.进一步的是，在步骤e中，陶瓷基板生坯的厚度小于1mm时，将8片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；
22.陶瓷基板生坯的厚度在1-1.5mm时，将5片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起。
23.进一步的是，在步骤g中，熟烧后的陶瓷基板放入光饰机中进行除沙处理；
24.光饰机中加入纯水、粒度为0.6-0.8mm的沙，纯水位高于陶瓷基板顶部30-50mm，陶瓷基板的质量与沙的质量比例为1:2-2.5。
25.本发明的有益效果是：本方法烧结后，产品的平整度可以直接达到0.05mm以内，陶瓷体积密度不受压烧影响而降低，整体产品性能优良，满足高端陶瓷基板需求。
26.本发明成功将目前常规的陶瓷基板熟烧、复平两个工序合并为一个烧结工序。既起到了生产过程的节能减排，又能缩短生产制造周期，实现陶瓷基板的高质量、高效制造过程。本发明尤其适用于氧化物陶瓷基板一体烧结工艺之中。
具体实施方式
27.氧化物陶瓷基板一体烧结方法，包括如下步骤：
28.a、对陶瓷原粉进行预烧处理；
29.b、将经过步骤a处理后的陶瓷原粉进行球磨处理；
30.c、将经过步骤b处理后的陶瓷原粉进行喷雾造粒处理，得到陶瓷料球，陶瓷料球的粒度大小为40-80μm；
31.d、将陶瓷料球制成陶瓷基板生坯；
32.e、将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；
33.f、将叠放在一起陶瓷基板放置在高温窑炉中进行高温烧结，高温窑炉的在高温状态下温差区间分布差异不超过20℃；
34.g、对熟烧后的陶瓷基板进行除沙处理。
35.为了实现更精确的烧结控制，从而获得更佳的产品品质，各步骤的优选方案如下：
36.在步骤a中，预烧温度为1200-1400℃，预烧时间为2-4h，预烧时间为2-4h，降低粉料的活性。
37.在步骤b中，球磨处理时，溶剂为纯水或者酒精，球磨机中放置有氧化锆瓷球，氧化锆瓷球的直径为3-8mm，陶瓷原粉：溶剂：氧化锆瓷球＝1：0.8-2：1-3，球磨机的转速为16-25r/min，球磨时间为18-28h。
38.在步骤e中，陶瓷基板生坯翘曲度≤0.2mm，厚度公差为
±
0.03mm。将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起的具体步骤为：在50-70℃的环境下，先将隔离胶喷
涂/涂覆在一片陶瓷基板生坯的上表面，再将下一片陶瓷基板生坯放置在上一片陶瓷基板生坯上，依次反复循环操作，并且相邻陶瓷基板生坯之间隔离胶的厚度为20-40μm，叠好的陶瓷基板生坯自然冷却后粘接为一个整体。
39.在实际制作时，需根据最终产品要求限定陶瓷基板的摆放层数，从而保证不得压碎最底部的陶瓷基板，陶瓷基板生坯的厚度小于1mm时，将8片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；陶瓷基板生坯的厚度在1-1.5mm时，将5片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起。
40.在步骤g中，熟烧后的陶瓷基板放入光饰机中进行除沙处理，光饰机中加入纯水、粒度为0.6-0.8mm的sic沙，纯水位高于陶瓷基板顶部30-50mm，陶瓷基板的质量与sic沙的质量比例为1:2-2.5。
41.综上所述，本发明烧结后的陶瓷基体平整度可以达到0.05
㎜
以内，陶瓷基体体积密度几乎不受影响，陶瓷平整度优于单独复平效果，且将传统的熟烧、复平两个工序合并为一个工序，采用本发明专利提供的方法烧结的陶瓷基板可以实现基板熟烧、复平一体化烧结，既起到了生产过程的节能减排，又能缩短生产制造周期，实现陶瓷基板的高质量、高效制造过程。
技术特征：
1.氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于，包括如下步骤：a、对陶瓷原粉进行预烧处理；b、将经过步骤a处理后的陶瓷原粉进行球磨处理；c、将经过步骤b处理后的陶瓷原粉进行喷雾造粒处理，得到陶瓷料球；d、将陶瓷料球制成陶瓷基板生坯；e、将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；f、将叠放在一起陶瓷基板放置在高温窑炉中进行高温烧结；g、对熟烧后的陶瓷基板进行除沙处理。2.如权利要求1所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤a中，预烧温度为1200-1400℃，预烧时间为2-4h。3.如权利要求1所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤b中，球磨处理时，溶剂为纯水或者酒精，球磨机中放置有氧化锆瓷球，氧化锆瓷球的直径为3-8mm，陶瓷原粉：溶剂：氧化锆瓷球＝1：0.8-2：1-3。4.如权利要求1所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：陶瓷料球的粒度大小为40-80μm。5.如权利要求1所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤e中，陶瓷基板生坯翘曲度≤0.2mm，厚度公差为
±
0.03mm。6.如权利要求1至5任意一项所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤e中，将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起的具体步骤为：在50-70℃的环境下，先将隔离胶喷涂/涂覆在一片陶瓷基板生坯的上表面，再将下一片陶瓷基板生坯放置在上一片陶瓷基板生坯上，依次反复循环操作。7.如权利要求6所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：相邻陶瓷基板生坯之间隔离胶的厚度为20-40μm。8.如权利要求6所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤e中，陶瓷基板生坯的厚度小于1mm时，将8片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；陶瓷基板生坯的厚度在1-1.5mm时，将5片的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起。9.如权利要求1所述的氧化物陶瓷基板一体烧结方法，其特征在于：在步骤g中，熟烧后的陶瓷基板放入光饰机中进行除沙处理；光饰机中加入纯水、粒度为0.6-0.8mm的沙，纯水位高于陶瓷基板顶部30-50mm，陶瓷基板的质量与沙的质量比例为1:2-2.5。
技术总结
本发明涉及电子陶瓷材料制备工艺领域，尤其涉及一种氧化物陶瓷基板一体烧结方法，包括如下步骤：a、对陶瓷原粉进行预烧处理；b、将经过步骤a处理后的陶瓷原粉进行球磨处理；c、将经过步骤b处理后的陶瓷原粉进行喷雾造粒处理，得到陶瓷料球；d、将陶瓷料球制成陶瓷基板生坯；e、将一定数量的陶瓷基板生坯通过隔离胶整齐叠放在一起；f、将叠放在一起陶瓷基板放置在高温窑炉中进行高温烧结；g、对熟烧后的陶瓷基板进行除沙处理。本发明成功将目前常规的陶瓷基板熟烧、复平两个工序合并为一个烧结工序。既起到了生产过程的节能减排，又能缩短生产制造周期，实现陶瓷基板的高质量、高效制造过程。过程。
技术研发人员：刘豪 尚华 林贵洪 王刚 万融
受保护的技术使用者：宜宾红星电子有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/2/23