A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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HIGH-THERMAL-CONDUCTIVITY SILICON NITRIDE CERAMIC INSULATING PLATE AND PREPARATION METHOD THEREFOR
The present invention relates to the technical field of ceramic substrates, and provides a high-thermal-conductivity silicon nitride ceramic insulating plate and a preparation method therefor. According to the present invention, magnesium oxide is used as a first sintering aid, and during a sintering process, magnesium oxide reacts with raw material silicon nitride powder to generate a liquid phase, so that the sintering temperature can be reduced, the production cost is saved, and the density and the bending strength of the silicon nitride ceramic insulating plate can also be improved; hafnium oxide is used as a second sintering aid, and due to the fact that hafnium oxide has a strong capacity of binding to oxygen, hafnium oxide is bound to impurity oxygen in the raw material silicon nitride powder during the sintering process, so that the content of lattice oxygen is eliminated, and the thermal conductivity of the silicon nitride ceramic insulating plate is improved; a third sintering aid of the present invention can prompt liquid phase reaction during the sintering process, and the third sintering aid reacts with silicon nitride powder to form a solid solution, so that amorphous phases at the grain boundary are reduced, high thermal conductivity is ensured, and the bending strength of a product is improved. In addition, according to the present invention, the problem in the prior art that a large-size ultra-thin substrate is difficult to prepare is solved.
La présente invention porte sur le domaine technique des substrats en céramique, et concerne une plaque isolante en céramique-nitrure de silicium à conductivité thermique élevée et son procédé de préparation. Selon la présente invention, de l'oxyde de magnésium est utilisé comme premier auxiliaire de frittage, et durant un procédé de frittage, l'oxyde de magnésium réagit avec la poudre de nitrure de silicium matière première pour générer une phase liquide, de sorte que la température de frittage peut être réduite, le coût de production est réduit, et la densité et la résistance à la flexion de la plaque isolante en céramique-nitrure de silicium peuvent également être améliorées ; de l'oxyde d'hafnium est utilisé comme second auxiliaire de frittage, et dû au fait que l'oxyde d'hafnium présente une forte capacité de liaison à l'oxygène, l'oxyde d'hafnium est lié à l'oxygène impureté dans la poudre de nitrure de silicium matière première durant le procédé de frittage, de sorte que la teneur de l'oxygène en réseau est éliminée, et que la conductivité thermique de la plaque isolante en céramique-nitrure de silicium est améliorée ; un troisième auxiliaire de frittage de la présente invention peut provoquer une réaction en phase liquide durant le procédé de frittage, et le troisième auxiliaire de frittage réagit avec la poudre de nitrure de silicium pour former une solution solide, de sorte que les phases amorphes au niveau de la limite des grains sont réduites, une conductivité thermique élevée est garantie, et la résistance à la flexion d'un produit est améliorée. De plus, selon la présente invention, le problème de l'état de la technique qui est qu'un substrat ultra-fin de grande taille est difficile à préparer est résolu.
本发明提供了一种高导热氮化硅陶瓷绝缘板及其制备方法，属于陶瓷基板技术领域。本发明采用氧化镁作为第一烧结助剂，在烧结过程中氧化镁与原料氮化硅粉体反应生成液相，能够降低烧结温度，节约生产成本，同时还能提高氮化硅陶瓷绝缘板的致密度和抗弯强度；本发明以氧化铪作为第二烧结助剂，利用其与氧结合能力较强，在烧结过程中与原料氮化硅粉体中的杂质氧结合，消除晶格氧含量，提高氮化硅陶瓷绝缘板的热导率；本发明的第三烧结助剂在烧结过程中能够促进液相反应，与氮化硅粉体反应形成固溶体，减少晶界处的非晶相，在保证高热导率的同时提高产品抗弯强度。此外，本发明还解决了现有技术中难以制备超薄大尺寸基板的难题。
HIGH-THERMAL-CONDUCTIVITY SILICON NITRIDE CERAMIC INSULATING PLATE AND PREPARATION METHOD THEREFOR
The present invention relates to the technical field of ceramic substrates, and provides a high-thermal-conductivity silicon nitride ceramic insulating plate and a preparation method therefor. According to the present invention, magnesium oxide is used as a first sintering aid, and during a sintering process, magnesium oxide reacts with raw material silicon nitride powder to generate a liquid phase, so that the sintering temperature can be reduced, the production cost is saved, and the density and the bending strength of the silicon nitride ceramic insulating plate can also be improved; hafnium oxide is used as a second sintering aid, and due to the fact that hafnium oxide has a strong capacity of binding to oxygen, hafnium oxide is bound to impurity oxygen in the raw material silicon nitride powder during the sintering process, so that the content of lattice oxygen is eliminated, and the thermal conductivity of the silicon nitride ceramic insulating plate is improved; a third sintering aid of the present invention can prompt liquid phase reaction during the sintering process, and the third sintering aid reacts with silicon nitride powder to form a solid solution, so that amorphous phases at the grain boundary are reduced, high thermal conductivity is ensured, and the bending strength of a product is improved. In addition, according to the present invention, the problem in the prior art that a large-size ultra-thin substrate is difficult to prepare is solved.
La présente invention porte sur le domaine technique des substrats en céramique, et concerne une plaque isolante en céramique-nitrure de silicium à conductivité thermique élevée et son procédé de préparation. Selon la présente invention, de l'oxyde de magnésium est utilisé comme premier auxiliaire de frittage, et durant un procédé de frittage, l'oxyde de magnésium réagit avec la poudre de nitrure de silicium matière première pour générer une phase liquide, de sorte que la température de frittage peut être réduite, le coût de production est réduit, et la densité et la résistance à la flexion de la plaque isolante en céramique-nitrure de silicium peuvent également être améliorées ; de l'oxyde d'hafnium est utilisé comme second auxiliaire de frittage, et dû au fait que l'oxyde d'hafnium présente une forte capacité de liaison à l'oxygène, l'oxyde d'hafnium est lié à l'oxygène impureté dans la poudre de nitrure de silicium matière première durant le procédé de frittage, de sorte que la teneur de l'oxygène en réseau est éliminée, et que la conductivité thermique de la plaque isolante en céramique-nitrure de silicium est améliorée ; un troisième auxiliaire de frittage de la présente invention peut provoquer une réaction en phase liquide durant le procédé de frittage, et le troisième auxiliaire de frittage réagit avec la poudre de nitrure de silicium pour former une solution solide, de sorte que les phases amorphes au niveau de la limite des grains sont réduites, une conductivité thermique élevée est garantie, et la résistance à la flexion d'un produit est améliorée. De plus, selon la présente invention, le problème de l'état de la technique qui est qu'un substrat ultra-fin de grande taille est difficile à préparer est résolu.
本发明提供了一种高导热氮化硅陶瓷绝缘板及其制备方法，属于陶瓷基板技术领域。本发明采用氧化镁作为第一烧结助剂，在烧结过程中氧化镁与原料氮化硅粉体反应生成液相，能够降低烧结温度，节约生产成本，同时还能提高氮化硅陶瓷绝缘板的致密度和抗弯强度；本发明以氧化铪作为第二烧结助剂，利用其与氧结合能力较强，在烧结过程中与原料氮化硅粉体中的杂质氧结合，消除晶格氧含量，提高氮化硅陶瓷绝缘板的热导率；本发明的第三烧结助剂在烧结过程中能够促进液相反应，与氮化硅粉体反应形成固溶体，减少晶界处的非晶相，在保证高热导率的同时提高产品抗弯强度。此外，本发明还解决了现有技术中难以制备超薄大尺寸基板的难题。
HIGH-THERMAL-CONDUCTIVITY SILICON NITRIDE CERAMIC INSULATING PLATE AND PREPARATION METHOD THEREFOR
PLAQUE ISOLANTE EN CÉRAMIQUE-NITRURE DE SILICIUM À CONDUCTIVITÉ THERMIQUE ÉLEVÉE ET SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
一种高导热氮化硅陶瓷绝缘板及其制备方法
ZHANG WEIRU (author) / LIANG PANPAN (author) / JING HE (author) / SUN FENG (author) / XU XUEMIN (author) / DONG TINGXIA (author) / LV PEIYUAN (author) / HE XIAO (author) / XU JINMENG (author) / WEI WENZHAO (author)
2022-06-30
Patent
Electronic Resource
Chinese
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
HIGH-THERMAL-CONDUCTIVITY SILICON NITRIDE CERAMIC INSULATING PLATE AND PREPARATION METHOD THEREFOR
| European Patent Office | 2024
Preparation method of silicon nitride ceramic with high thermal conductivity
| European Patent Office | 2024
High-thermal-conductivity silicon nitride ceramic and preparation method thereof
| European Patent Office | 2020
High Thermal Conductivity Silicon Nitride Ceramic
| British Library Online Contents | 2001
High-thermal-conductivity silicon nitride ceramic material and preparation method thereof
| European Patent Office | 2021