氧化鋁因其絕緣、耐高溫、導熱率高、穩定性好(hǎo)及高性價比，是電子陶瓷基闆的優良原料，随著(zhe)電子産業的迅猛發(fā)展，氧化鋁陶瓷基闆的需求量逐年增加。但電子陶瓷基闆要求較高，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。
  本文主要探讨了流延法生産電子陶瓷基闆用氧化鋁的性能(néng)指标，結合流延法工藝特點及陶瓷基闆的質量要求，分析了氧化鋁主要技術指标對(duì)流延工藝及産品質量的影響，并提出适于流延法陶瓷基闆用原料氧化鋁的要求。
  流延工藝概述
  流延法生産氧化鋁陶瓷基闆，目前主要有兩(liǎng)種(zhǒng)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含甲苯和二甲苯及酮類有機物作爲溶劑，這(zhè)些溶劑有毒會(huì)對(duì)工人身體健康和環境帶來危害，成(chéng)本較高，但其産品質量高。水基流延體系采用水爲溶劑，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(chéng)本相對(duì)低，是新型的陶瓷基闆流延成(chéng)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(chéng)型一脫脂一燒結。
  其中漿料主要由陶瓷粉體、溶劑、分散劑、粘結劑、塑性劑及其它添加劑組成(chéng)。作爲氧化鋁陶瓷基闆原料一般要求氧化鋁的含量在95％以上，除加入氧化鋁微粉，還(hái)加入一定比例的含矽、鈣等粉體。爲滿足流延的要求，需要加入粘結劑、分散劑、增塑劑和其他添加劑等。其中配料的原則有以下幾個方面(miàn)：(1)盡可能(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，電子陶瓷基闆用于集成(chéng)電路，因此要求産品有緻密度(體積密度在3．7 g／cm 以上)、小的尺寸公差、表面(miàn)平整度高、電學(xué)性能(néng)優良、熱性能(néng)良好(hǎo)等。因此對(duì)原料氧化鋁的要求也高。通常氧化鋁分爲冶金級氧化鋁和非冶金級氧化鋁，冶金級氧化鋁是用于鋁電解生産原鋁 。非冶金級氧化鋁是由化工合成(chéng)或由冶金級氧化鋁加工而成(chéng)的具有特種(zhǒng)用途的氧化鋁。冶金級氧化鋁以 α相爲主，其中的Na通常在0．3 wt％以上，不能(néng)直接用于生産優質陶瓷。用于生産陶瓷基闆的氧化鋁需要經(jīng)過(guò)1400℃ 以上高溫煅燒，經(jīng)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(cháng)期的研究和生産應用，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爲SiO 、Fe O，、Na O、CaO、MgO、TiO：等，這(zhè) 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的一個指标，尤其是用于陶瓷生産的氧化鋁。Na O在高溫下和A1 O，結合生成(chéng)一種(zhǒng)穩定的高鋁酸鈉化合物Na2O·1 I Al2O3 ，也就(jiù)是通常所說的β相氧化鋁，，其結構爲疏松的層狀結構，Na2O 在富A12O3，的條件下，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)大量生成(chéng)β相A12O3，，影響陶瓷的緻密度 。且這(zhè)種(zhǒng)化合物導電率高，300℃ 時(shí)達10～S·cnl～，影Ⅱ向(xiàng)陶瓷基闆的電性能(néng)。因此，用于陶瓷基闆生産的氧化鋁必須選用低鈉氧化鋁産品，即Na2O含量低于0．1％ 的氧化鋁。
  Fe含量
  對(duì)于氧化鋁中的Fe含量，一方面(miàn)指其中結合的化學(xué)Fe，另一方面(miàn)指夾雜在粉體中微細的遊離鐵(又稱機械鐵)。對(duì)于其中的化學(xué)Fe，通常以Fe2O3 存在。對(duì)于原料中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(miàn)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，而且影響其絕緣性能(néng)，因此一但．出現斑點就(jiù)會(huì)導緻産品報廢，降低成(chéng)品率。同時(shí)Fe2O3，含量過(guò)高，也會(huì)導緻陶瓷基闆的顔色發(fā)黃，其原因與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)于水基流延l 藝，其中的H2O含量不影響工藝。但對(duì)于有機流延影響較大，通常在有機流延中用的有機溶劑(如PVB)是不溶水的，隻要有少量水，都(dōu)會(huì)導緻料漿絮凝，産生膠狀團聚，不但會(huì)造成(chéng)流延困難，而且會(huì)導緻成(chéng)品率下降。因此，用于有機流延的氧化鋁要嚴格控制水分含量。
  其他雜質(污染物)
  除上面(miàn)所提到的雜質，由于陶瓷基闆屬于精細電子陶瓷範疇，對(duì)原料氧化鋁粉體的潔淨度要求較高，粒度通常在3000目以下，一但 昆入可見的雜質或污染物也會(huì)對(duì)牛産工藝及産品質量造成(chéng)很大的影響。因此要求原料氰化鋁在』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，結晶形貌也有所不同，有球形、片狀、蠕蟲狀等微觀形貌 ]。流延法工藝要求高的漿體濃度且具有良好(hǎo)的流動性，要求流延膜均勻度高。因此，氧化鋁顆粒在有機溶劑中的分散性能(néng)越好(hǎo)，就(jiù)越有利于生産。當氧化鋁結晶不完整，且球形度不高時(shí)，顆粒表面(miàn)活性提高，表面(miàn)能(néng)大，其吸油率就(jiù)高，從而導緻漿體粘度增加，流動性變差，降低流延膜的均勻性，導緻流延膜開(kāi)裂、局部包裹瓷疱，從而降低成(chéng)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(hǎo)，流延性能(néng)越好(hǎo)，産品的成(chéng)品率也就(jiù)越高。
  相轉化率的影響
  流延法生産陶瓷基闆的厚度小，尺寸也小，且要求高的緻密度和高的平整度。因此要求原料燒結活性要高，且不能(néng)産生大的變形量。對(duì)于煅燒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(chéng)基闆變形跫大，翹曲度大。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(duì)低，需要更高的燒結溫度，不利于控制生産成(chéng)本。因此，用于制備陶瓷基闆的α氧化鋁不但要控制适宜的α相轉化率，且要保證其轉化率穩定，這(zhè)樣(yàng)才有利于生産高質量陶瓷基闆。
  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(chéng)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)完全將(jiāng)團聚粒研磨分散，就(jiù)會(huì)存在一部分團聚粒，這(zhè)些未被(bèi)研磨開(kāi)的小團聚在流延過(guò)程中會(huì)形成(chéng)空洞，從而降低陶瓷緻密度和陶瓷基闆的強度。因而，用于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。
  綜上所述，用于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，因此一般要求：
  (1)Na2O含量低于0．1％ ，Fe及Fe2O H2O含量盡可能(néng)低；
  (2)結晶形貌以球形爲好(hǎo)；
  (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(jīng)過(guò)充分研磨，減少團聚顆粒。