氧化鋁因其絕緣、耐高溫、導熱率高、穩定性好及高性價比，是電子陶瓷基闆的優良原料，随着電子産業的迅猛發展，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指标直接關系到基闆産品質量。
  本文主要探讨了流延法生(shēng)産電子陶瓷基闆用氧化鋁的性能指标，結合流延法工(gōng)藝特點及陶瓷基闆的質量要求，分(fēn)析了氧化鋁主要技術指标對流延工(gōng)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(gōng)藝概述
  流延法生(shēng)産氧化鋁陶瓷基闆，目前主要有兩種工(gōng)藝體(tǐ)系：有機流延體(tǐ)系和水基流延體(tǐ)系。有機流延溶劑多采用含甲苯和二甲苯及酮類有機物(wù)作爲溶劑，這些溶劑有毒會對工(gōng)人身體(tǐ)健康和環境帶來危害，成本較高，但其産品質量高。水基流延體(tǐ)系采用水爲溶劑，加入少量的水溶性分(fēn)散劑，具有無污染、綠色環保的優點，且成本相對低，是新型的陶瓷基闆流延成型技術 ，但因部分(fēn)關鍵技術不能突破，質量較難控制。
  流延工(gōng)藝基本過程爲：漿料制備一(yī)過篩一(yī)流延一(yī)幹燥一(yī)模壓成型一(yī)脫脂一(yī)燒結。
  其中(zhōng)漿料主要由陶瓷粉體(tǐ)、溶劑、分(fēn)散劑、粘結劑、塑性劑及其它添加劑組成。作爲氧化鋁陶瓷基闆原料一(yī)般要求氧化鋁的含量在95％以上，除加入氧化鋁微粉，還加入一(yī)定比例的含矽、鈣等粉體(tǐ)。爲滿足流延的要求，需要加入粘結劑、分(fēn)散劑、增塑劑和其他添加劑等。其中(zhōng)配料的原則有以下(xià)幾個方面：(1)盡可能降低有機物(wù)的含量；(2)盡量提高固相含量；(3)盡量降低分(fēn)散劑的含量；(4)坯體(tǐ)具有足夠的柔韌性和強度；(5)控制合适的pH值，以提高分(fēn)散劑的分(fēn)散效果。氧化鋁性能指标對流延工(gōng)藝及産品的影響一(yī)般來說，電子陶瓷基闆用于集成電路，因此要求産品有緻密度(體(tǐ)積密度在3．7 g／cm 以上)、小(xiǎo)的尺寸公差、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要求也高。通常氧化鋁分(fēn)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(shēng)産原鋁 。非冶金級氧化鋁是由化工(gōng)合成或由冶金級氧化鋁加工(gōng)而成的具有特種用途的氧化鋁。冶金級氧化鋁以 α相爲主，其中(zhōng)的Na通常在0．3 wt％以上，不能直接用于生(shēng)産優質陶瓷。用于生(shēng)産陶瓷基闆的氧化鋁需要經過1400℃ 以上高溫煅燒，經過脫鈉後，并充分(fēn)研磨才能作爲陶瓷基闆的原料。通過長期的研究和生(shēng)産應用，氧化鋁的純度、 相含量、結晶形貌、粒度分(fēn)布等指标對流延工(gōng)藝及基闆産品質量影響較大(dà)。
  氧化鋁純度的影響
  一(yī)般來說，煅燒氧化鋁中(zhōng)的雜(zá)質主要爲SiO 、Fe O，、Na O、CaO、MgO、TiO：等，這 雜(zá)質總量一(yī)般不超過0．5％ ，A12O3含量>99．5％ 。Na2O含量Na2O是氧化鋁指标中(zhōng)最爲重要的一(yī)個指标，尤其是用于陶瓷生(shēng)産的氧化鋁。Na O在高溫下(xià)和A1 O，結合生(shēng)成一(yī)種穩定的高鋁酸鈉化合物(wù)Na2O·1 I Al2O3 ，也就是通常所說的β相氧化鋁，，其結構爲疏松的層狀結構，Na2O 在富A12O3，的條件下(xià)，結合AI2O3的能力很強，Na2O：A12O3質量比爲1：18．096，即使少量的Na2O存在，也會大(dà)量生(shēng)成β相A12O3，，影響陶瓷的緻密度 。且這種化合物(wù)導電率高，300℃ 時達10～S·cnl～，影Ⅱ向陶瓷基闆的電性能。因此，用于陶瓷基闆生(shēng)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
  對于氧化鋁中(zhōng)的Fe含量，一(yī)方面指其中(zhōng)結合的化學Fe，另一(yī)方面指夾雜(zá)在粉體(tǐ)中(zhōng)微細的遊離(lí)鐵(又(yòu)稱機械鐵)。對于其中(zhōng)的化學Fe，通常以Fe2O3 存在。對于原料中(zhōng)A12O3 夾帶的Fe顆粒在陶瓷燒結過程中(zhōng)，會在陶瓷内部或表面顯色，出現紅色或黑色的斑點，不但對陶瓷基闆的外(wài)觀帶來影響，而且影響其絕緣性能，因此一(yī)但．出現斑點就會導緻産品報廢，降低成品率。同時Fe2O3，含量過高，也會導緻陶瓷基闆的顔色發黃，其原因與Fe離(lí)子替代剛玉品格中(zhōng)Al離(lí)子的緻色反應有很大(dà)關系水分(fēn)含量
  一(yī)般來說陶瓷基闆用原料A12O3 粒度較小(xiǎo)，爲精磨後的微粉，活性較高，在加工(gōng)或存放(fàng)過程中(zhōng)會吸潮，因
此有微量的水分(fēn)。對于水基流延l 藝，其中(zhōng)的H2O含量不影響工(gōng)藝。但對于有機流延影響較大(dà)，通常在有機流延中(zhōng)用的有機溶劑(如PVB)是不溶水的，隻要有少量水，都會導緻料漿絮凝，産生(shēng)膠狀團聚，不但會造成流延困難，而且會導緻成品率下(xià)降。因此，用于有機流延的氧化鋁要嚴格控制水分(fēn)含量。
  其他雜(zá)質(污染物(wù))
  除上面所提到的雜(zá)質，由于陶瓷基闆屬于精細電子陶瓷範疇，對原料氧化鋁粉體(tǐ)的潔淨度要求較高，粒度通常在3000目以下(xià)，一(yī)但 昆入可見的雜(zá)質或污染物(wù)也會對牛産工(gōng)藝及産品質量造成很大(dà)的影響。因此要求原料氰化鋁在』J【j工(gōng)過程中(zhōng)，避免外(wài)部雜(zá)質對氧化鋁的污染，提高産品的潔淨度。
  結晶形貌的影響
  氧化鋁在高溫煅燒過程中(zhōng)，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(gōng)藝要求高的漿體(tǐ)濃度且具有良好的流動性，要求流延膜均勻度高。因此，氧化鋁顆粒在有機溶劑中(zhōng)的分(fēn)散性能越好，就越有利于生(shēng)産。當氧化鋁結晶不完整，且球形度不高時，顆粒表面活性提高，表面能大(dà)，其吸油率就高，從而導緻漿體(tǐ)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，從而降低成品率。實踐證明，當氧化鋁的形貌球形度越高，制備的漿體(tǐ)的粘度越低，流動性越好，流延性能越好，産品的成品率也就越高。
  相轉化率的影響
  流延法生(shēng)産陶瓷基闆的厚度小(xiǎo)，尺寸也小(xiǎo)，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，且不能産生(shēng)大(dà)的變形量。對于煅燒αAL2O3 α相轉化率越高，結晶越完整，真密度越高，燒結活性就越低。而α相轉化率越低，結晶缺陷就多，真密度越低，燒結活性就越高收縮率就越大(dà)，過大(dà)的收縮率就會造成基闆變形跫大(dà)，翹曲度大(dà)。但α相轉化率太高時，燒結活性就低，盡管收縮率小(xiǎo)，但緻密度相對低，需要更高的燒結溫度，不利于控制生(shēng)産成本。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，這樣才有利于生(shēng)産高質量陶瓷基闆。
  粉體(tǐ)團聚的影響
  氧化鋁在從氫氧化鋁制備過程中(zhōng)，每一(yī)個氫氧化鋁顆粒在脫水後成爲若幹個微小(xiǎo)顆粒團聚體(tǐ)，并且在後期煅燒中(zhōng)仍保持團聚體(tǐ)形貌，通過充分(fēn)研磨後，團聚體(tǐ)分(fēn)散爲單個晶粒的微粉，在α氧化鋁，研磨過程中(zhōng)，若不能完全将團聚粒研磨分(fēn)散，就會存在一(yī)部分(fēn)團聚粒，這些未被研磨開(kāi)的小(xiǎo)團聚在流延過程中(zhōng)會形成空洞，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(tǐ)必須爲全研磨粉體(tǐ)，不能有顆粒團聚現象。
  綜上所述，用于流延法陶瓷基闆的氧化鋁中(zhōng)雜(zá)質含量、結晶形貌、 ．相轉化率、粒度分(fēn)布均對流延工(gōng)藝及陶瓷基闆的質量有較大(dà)的影響，因此一(yī)般要求：
  (1)Na2O含量低于0．1％ ，Fe及Fe2O H2O含量盡可能低；
  (2)結晶形貌以球形爲好；
  (3)原料氧化鋁的α相轉化率應控制适宜，且保持穩定；
  (4)氧化鋁應經過充分(fēn)研磨，減少團聚顆粒。