氧化鋁因其絕緣、耐高溫、導熱率高、穩定性好及高性價比，是(shì)電子(zǐ)陶瓷基闆的(de)優良原料，随着電子(zǐ)産業的(de)迅猛發展，氧化鋁陶瓷基闆的(de)需求量逐年增加。但電子(zǐ)陶瓷基闆要(yào / yāo)求較高，原料氧化鋁的(de)品質及性能指标直接關系到(dào)基闆産品質量。
  本文主要(yào / yāo)探讨了(le／liǎo)流延法生産電子(zǐ)陶瓷基闆用氧化鋁的(de)性能指标，結合流延法工藝特點及陶瓷基闆的(de)質量要(yào / yāo)求，分析了(le／liǎo)氧化鋁主要(yào / yāo)技術指标對流延工藝及産品質量的(de)影響，并提出(chū)适于(yú)流延法陶瓷基闆用原料氧化鋁的(de)要(yào / yāo)求。
  流延工藝概述
  流延法生産氧化鋁陶瓷基闆，目前主要(yào / yāo)有兩種工藝體系：有機流延體系和(hé / huò)水基流延體系。有機流延溶劑多采用含甲苯和(hé / huò)二甲苯及酮類有機物作爲(wéi / wèi)溶劑，這(zhè)些溶劑有毒會對工人(rén)身體健康和(hé / huò)環境帶來(lái)危害，成本較高，但其産品質量高。水基流延體系采用水爲(wéi / wèi)溶劑，加入少量的(de)水溶性分散劑，具有無污染、綠色環保的(de)優點，且成本相對低，是(shì)新型的(de)陶瓷基闆流延成型技術 ，但因部分關鍵技術不(bù)能突破，質量較難控制。
  流延工藝基本過程爲(wéi / wèi)：漿料制備一(yī / yì ／yí)過篩一(yī / yì ／yí)流延一(yī / yì ／yí)幹燥一(yī / yì ／yí)模壓成型一(yī / yì ／yí)脫脂一(yī / yì ／yí)燒結。
  其中漿料主要(yào / yāo)由陶瓷粉體、溶劑、分散劑、粘結劑、塑性劑及其它添加劑組成。作爲(wéi / wèi)氧化鋁陶瓷基闆原料一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求氧化鋁的(de)含量在(zài)95％以(yǐ)上(shàng)，除加入氧化鋁微粉，還加入一(yī / yì ／yí)定比例的(de)含矽、鈣等粉體。爲(wéi / wèi)滿足流延的(de)要(yào / yāo)求，需要(yào / yāo)加入粘結劑、分散劑、增塑劑和(hé / huò)其他(tā)添加劑等。其中配料的(de)原則有以(yǐ)下幾個(gè)方面：(1)盡可能降低有機物的(de)含量；(2)盡量提高固相含量；(3)盡量降低分散劑的(de)含量；(4)坯體具有足夠的(de)柔韌性和(hé / huò)強度；(5)控制合适的(de)pH值，以(yǐ)提高分散劑的(de)分散效果。氧化鋁性能指标對流延工藝及産品的(de)影響一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)，電子(zǐ)陶瓷基闆用于(yú)集成電路，因此要(yào / yāo)求産品有緻密度(體積密度在(zài)3．7 g／cm 以(yǐ)上(shàng))、小的(de)尺寸公差、表面平整度高、電學性能優良、熱性能良好等。因此對原料氧化鋁的(de)要(yào / yāo)求也(yě)高。通常氧化鋁分爲(wéi / wèi)冶金級氧化鋁和(hé / huò)非冶金級氧化鋁，冶金級氧化鋁是(shì)用于(yú)鋁電解生産原鋁 。非冶金級氧化鋁是(shì)由化工合成或由冶金級氧化鋁加工而(ér)成的(de)具有特種用途的(de)氧化鋁。冶金級氧化鋁以(yǐ) α相爲(wéi / wèi)主，其中的(de)Na通常在(zài)0．3 wt％以(yǐ)上(shàng)，不(bù)能直接用于(yú)生産優質陶瓷。用于(yú)生産陶瓷基闆的(de)氧化鋁需要(yào / yāo)經過1400℃ 以(yǐ)上(shàng)高溫煅燒，經過脫鈉後，并充分研磨才能作爲(wéi / wèi)陶瓷基闆的(de)原料。通過長期的(de)研究和(hé / huò)生産應用，氧化鋁的(de)純度、 相含量、結晶形貌、粒度分布等指标對流延工藝及基闆産品質量影響較大(dà)。
  氧化鋁純度的(de)影響
  一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)，煅燒氧化鋁中的(de)雜質主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)SiO 、Fe O，、Na O、CaO、MgO、TiO：等，這(zhè) 雜質總量一(yī / yì ／yí)般不(bù)超過0．5％ ，A12O3含量>99．5％ 。Na2O含量Na2O是(shì)氧化鋁指标中最爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)指标，尤其是(shì)用于(yú)陶瓷生産的(de)氧化鋁。Na O在(zài)高溫下和(hé / huò)A1 O，結合生成一(yī / yì ／yí)種穩定的(de)高鋁酸鈉化合物Na2O·1 I Al2O3 ，也(yě)就(jiù)是(shì)通常所說(shuō)的(de)β相氧化鋁，，其結構爲(wéi / wèi)疏松的(de)層狀結構，Na2O 在(zài)富A12O3，的(de)條件下，結合AI2O3的(de)能力很強，Na2O：A12O3質量比爲(wéi / wèi)1：18．096，即使少量的(de)Na2O存在(zài)，也(yě)會大(dà)量生成β相A12O3，，影響陶瓷的(de)緻密度 。且這(zhè)種化合物導電率高，300℃ 時(shí)達10～S·cnl～，影Ⅱ向陶瓷基闆的(de)電性能。因此，用于(yú)陶瓷基闆生産的(de)氧化鋁必須選用低鈉氧化鋁産品，即Na2O含量低于(yú)0．1％ 的(de)氧化鋁。
  Fe含量
  對于(yú)氧化鋁中的(de)Fe含量，一(yī / yì ／yí)方面指其中結合的(de)化學Fe，另一(yī / yì ／yí)方面指夾雜在(zài)粉體中微細的(de)遊離鐵(又稱機械鐵)。對于(yú)其中的(de)化學Fe，通常以(yǐ)Fe2O3 存在(zài)。對于(yú)原料中A12O3 夾帶的(de)Fe顆粒在(zài)陶瓷燒結過程中，會在(zài)陶瓷内部或表面顯色，出(chū)現紅色或黑色的(de)斑點，不(bù)但對陶瓷基闆的(de)外觀帶來(lái)影響，而(ér)且影響其絕緣性能，因此一(yī / yì ／yí)但．出(chū)現斑點就(jiù)會導緻産品報廢，降低成品率。同時(shí)Fe2O3，含量過高，也(yě)會導緻陶瓷基闆的(de)顔色發黃，其原因與Fe離子(zǐ)替代剛玉品格中Al離子(zǐ)的(de)緻色反應有很大(dà)關系水分含量
  一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)陶瓷基闆用原料A12O3 粒度較小，爲(wéi / wèi)精磨後的(de)微粉，活性較高，在(zài)加工或存放過程中會吸潮，因
此有微量的(de)水分。對于(yú)水基流延l 藝，其中的(de)H2O含量不(bù)影響工藝。但對于(yú)有機流延影響較大(dà)，通常在(zài)有機流延中用的(de)有機溶劑(如PVB)是(shì)不(bù)溶水的(de)，隻要(yào / yāo)有少量水，都會導緻料漿絮凝，産生膠狀團聚，不(bù)但會造成流延困難，而(ér)且會導緻成品率下降。因此，用于(yú)有機流延的(de)氧化鋁要(yào / yāo)嚴格控制水分含量。
  其他(tā)雜質(污染物)
  除上(shàng)面所提到(dào)的(de)雜質，由于(yú)陶瓷基闆屬于(yú)精細電子(zǐ)陶瓷範疇，對原料氧化鋁粉體的(de)潔淨度要(yào / yāo)求較高，粒度通常在(zài)3000目以(yǐ)下，一(yī / yì ／yí)但 昆入可見的(de)雜質或污染物也(yě)會對牛産工藝及産品質量造成很大(dà)的(de)影響。因此要(yào / yāo)求原料氰化鋁在(zài)』J【j工過程中，避免外部雜質對氧化鋁的(de)污染，提高産品的(de)潔淨度。
  結晶形貌的(de)影響
  氧化鋁在(zài)高溫煅燒過程中，因加入的(de)礦化劑不(bù)同，結晶形貌也(yě)有所不(bù)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(de)漿體濃度且具有良好的(de)流動性，要(yào / yāo)求流延膜均勻度高。因此，氧化鋁顆粒在(zài)有機溶劑中的(de)分散性能越好，就(jiù)越有利于(yú)生産。當氧化鋁結晶不(bù)完整，且球形度不(bù)高時(shí)，顆粒表面活性提高，表面能大(dà)，其吸油率就(jiù)高，從而(ér)導緻漿體粘度增加，流動性變差，降低流延膜的(de)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(de)形貌球形度越高，制備的(de)漿體的(de)粘度越低，流動性越好，流延性能越好，産品的(de)成品率也(yě)就(jiù)越高。
  相轉化率的(de)影響
  流延法生産陶瓷基闆的(de)厚度小，尺寸也(yě)小，且要(yào / yāo)求高的(de)緻密度和(hé / huò)高的(de)平整度。因此要(yào / yāo)求原料燒結活性要(yào / yāo)高，且不(bù)能産生大(dà)的(de)變形量。對于(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(dà)，過大(dà)的(de)收縮率就(jiù)會造成基闆變形跫大(dà)，翹曲度大(dà)。但α相轉化率太高時(shí)，燒結活性就(jiù)低，盡管收縮率小，但緻密度相對低，需要(yào / yāo)更高的(de)燒結溫度，不(bù)利于(yú)控制生産成本。因此，用于(yú)制備陶瓷基闆的(de)α氧化鋁不(bù)但要(yào / yāo)控制适宜的(de)α相轉化率，且要(yào / yāo)保證其轉化率穩定，這(zhè)樣才有利于(yú)生産高質量陶瓷基闆。
  粉體團聚的(de)影響
  氧化鋁在(zài)從氫氧化鋁制備過程中，每一(yī / yì ／yí)個(gè)氫氧化鋁顆粒在(zài)脫水後成爲(wéi / wèi)若幹個(gè)微小顆粒團聚體，并且在(zài)後期煅燒中仍保持團聚體形貌，通過充分研磨後，團聚體分散爲(wéi / wèi)單個(gè)晶粒的(de)微粉，在(zài)α氧化鋁，研磨過程中，若不(bù)能完全将團聚粒研磨分散，就(jiù)會存在(zài)一(yī / yì ／yí)部分團聚粒，這(zhè)些未被研磨開的(de)小團聚在(zài)流延過程中會形成空洞，從而(ér)降低陶瓷緻密度和(hé / huò)陶瓷基闆的(de)強度。因而(ér)，用于(yú)流延法陶瓷基闆的(de)氧化鋁粉體必須爲(wéi / wèi)全研磨粉體，不(bù)能有顆粒團聚現象。
  綜上(shàng)所述，用于(yú)流延法陶瓷基闆的(de)氧化鋁中雜質含量、結晶形貌、 ．相轉化率、粒度分布均對流延工藝及陶瓷基闆的(de)質量有較大(dà)的(de)影響，因此一(yī / yì ／yí)般要(yào / yāo)求：
  (1)Na2O含量低于(yú)0．1％ ，Fe及Fe2O H2O含量盡可能低；
  (2)結晶形貌以(yǐ)球形爲(wéi / wèi)好；
  (3)原料氧化鋁的(de)α相轉化率應控制适宜，且保持穩定；
  (4)氧化鋁應經過充分研磨，減少團聚顆粒。