。為 0· 5-0. 6 μ m，Zr02粉料采用東曹氧化鋯粉料（3Y-TZP)，粒徑D5。為0· 5-0. 6 μ m，粘結劑采用 KURARAY的PVB樹脂（B30H)，分散劑采用國產(chǎn)蓖麻油，增塑劑采用國產(chǎn)鄰苯二甲酸二丁酯。
[0063] 性能測試 1、SEM測試 使用JSM-7600F場發(fā)射掃描電鏡觀察實施例2制備的陶瓷基板S2端面的微觀形貌，如 圖2所示。圖2中亮色部分為氧化鋯10,暗色部分為氧化鋁20。
[0064] 圖2中左側為陶瓷基板S2的芯層部分，右側為陶瓷基板S2的過渡層部分，陶瓷基 板S2中不可避免的存在一些氣孔30。
[0065] 由圖2可知，陶瓷基板S2的芯層和過渡層中，均含有氧化鋁和氧化鋯，亮色的氧 化鋯較均勻地分散于暗色的氧化鋁基體中，且芯層中氧化鋯含量高于過渡層中的氧化鋯含 量，但兩層之間沒有明顯分界；同樣地，過渡層與表層之間也不會有明顯的分界面，從而可 形成具有一體結構的陶瓷基板S1整體。
[0066] 2、密度測試 采用GBT 25995-2010(精細陶瓷密度和顯氣孔率試驗)公開的方法測試陶瓷基板S1-S4 和DS1的密度。
[0067] 3、彎曲強度測試 采用GBT 6569-2006精細陶瓷彎曲強度試驗方法，測試陶瓷基板S1-S4和DS1的三點 彎曲強度。
[0068] 4、熱導率測試 按照標準ASTM E1461公開的方法，在25°C下，使用導熱系數(shù)測試儀(型號LFA-447)測 試陶瓷基板S1-S4和DS1的熱導率。
[0069] 5、熱阻計算 熱阻是指熱量傳遞通道上兩個參點之間的溫度差與兩點間熱量傳輸速率的比值：Rth =Δ T/qx (1) 其中：Rth=兩點間的熱阻（°C /W或K/W)，Λ T=兩點間的溫度差（°C )，qx=兩點間熱量 傳遞速率(W)。 熱傳導模型的熱阻計算Rth = IVUS) (2) 其中：L為熱傳導距離（m)，S為熱傳導通道的截面積（m2)，λ為熱傳導系數(shù)(W/ (πι·Κ))。越短的熱傳導距離、越大的截面積和越高的熱傳導系數(shù)對熱阻的降低越有利，這要 求設計合理的封裝結構和選擇合適的材料。
[0070] 測試結果如表3所示。 表3
[0071] 從上表3的測試結果可以看出，本發(fā)明制備的陶瓷基板的彎曲強度比傳統(tǒng)氧化鋁 陶瓷基板的彎曲強度高，熱導率略低，但比傳統(tǒng)氧化鋁陶瓷基板要薄，熱阻相當甚至略低， 能在功能率模塊中得到廣泛應用。
[0072] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板由內(nèi)至外依次包括具有一體結構的芯層、 過渡層以及表層；所述過渡層包括對稱分布于芯層兩側的上過渡層和下過渡層，所述表層 包括對稱分布于上過渡層、下過渡層兩側的上表層、下表層；所述表層的材質(zhì)為氧化鋁，所 述過渡層和芯層的材質(zhì)均為氧化鋯增韌氧化鋁，且芯層中的氧化鋯含量高于過渡層中的氧 化錯含量。2. 根據(jù)權利要求1所述的陶瓷基板，其特征在于，所述芯層的化學組成為：0 < Zr02 < 40wt%,60 <A1203 <lOOwt%。3. 根據(jù)權利要求2所述的陶瓷基板，其特征在于，所述芯層的化學組成為10 < Zr02彡20wt%，80彡A1203 < 90wt% ;所述上過渡層、下過渡層的化學組成相同，為：0 < Zr02 < 10wt%,90 <A1203 < 100wt%。4. 根據(jù)權利要求2所述的陶瓷基板，其特征在于，所述芯層的化學組成為20 < Zr02彡40wt%，60彡A1203 < 80wt% ;所述上過渡層、下過渡層的化學組成相同，為：10 < Zr02 < 20wt%,80 <A1203 < 90wt%。5. 根據(jù)權利要求3或4所述的陶瓷基板，其特征在于，所述芯層、上表層、下表層、上過 渡層、下過渡層的厚度相同。6. 根據(jù)權利要求2所述的陶瓷基板，其特征在于，所述上過渡層包括上過渡層I和上過 渡層II，所述上過渡層I與芯層接觸，所述上過渡層II與上表層接觸；且上過渡層I的氧 化鋯含量高于上過渡層II中的氧化鋯含量； 所述下過渡層包括下過渡層I和下過渡層II，所述下過渡層I與芯層接觸，所述下過渡 層II與下表層接觸；且下過渡層I的氧化鋯含量高于下過渡層II中的氧化鋯含量。7. 根據(jù)權利要求6所述的陶瓷基板，其特征在于，所述上過渡層II與下過渡層II的化 學組成相同，為：〇 <Zr02 彡 10wt%，90 彡A1203 < 100wt% ; 所述上過渡層I與下過渡層I的化學組成相同，為：10 <Zr02彡20wt%，80彡A1203 < 90wt°/〇 ； 所述芯層的化學組成為：20 <Zr02彡40wt%，60彡A1203 < 80wt%。8. 根據(jù)權利要求6所述的陶瓷基板，其特征在于，所述芯層、上表層、下表層、上過渡層 I、上過渡層II、下過渡層I、下過渡層II的厚度相同。9. 權利要求1所述的陶瓷基板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：流延成型分別 制備芯層生坯、上過渡層生坯、下過渡層生坯、上表層生坯和下表層生坯；按上表層-上過 渡層-芯層-下過渡層-下表層的順序將各生坯依次疊放，等靜壓后排膠燒結，得到所述陶 瓷基板。10. 根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，流延成型制備芯層生坯、上過渡層 生坯和下過渡層生坯所采用的陶瓷漿料中均含有氧化鋯、氧化鋁、粘結劑、分散劑、增塑劑 和溶劑；流延成型制備上表層生坯和下表層生坯采用的陶瓷漿料中含有氧化鋁、粘結劑、分 散劑、增塑劑和溶劑。11. 根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，流延成型制備各生坯所采用的陶 瓷漿料中的粘結劑各自獨立地選自聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇中的一種或兩種。12. 根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，流延成型制備各生坯所采用的陶 瓷漿料中的分散劑各自獨立地選自蓖麻油、三油酸甘油酯、磷酸酯、緋魚油、三乙醇胺中的 至少一種。13. 根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，流延成型制備各生坯所采用的陶 瓷漿料中的增塑劑各自獨立地選自鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇、甘油中的至少一種。14. 根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，流延成型制備各生坯所采用的陶 瓷漿料中的溶劑各自獨立地選自甲苯、二甲苯、乙醇、丁酮中的至少一種。15. -種功率模塊，所述功率模塊中含有DBC基板；所述DBC基板包括陶瓷基板和位于 陶瓷基板表面的金屬層；其特征在于，所述陶瓷基板為權利要求1所述的陶瓷基板。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陶瓷基板及其制備方法，所述陶瓷基板由內(nèi)至外依次包括具有一體結構的芯層、過渡層以及表層；所述過渡層包括對稱分布于芯層兩側的上過渡層和下過渡層，所述表層包括對稱分布于上過渡層、下過渡層兩側的上表層、下表層；所述表層的材質(zhì)為氧化鋁，所述過渡層和芯層的材質(zhì)均為氧化鋯增韌氧化鋁，且芯層中的氧化鋯含量高于過渡層中的氧化鋯含量。本發(fā)明還提供了采用所述陶瓷基板的功率模塊。本發(fā)明提供的陶瓷基板，其表層為氧化鋁陶瓷，過渡層和芯層為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷，從外至內(nèi)氧化鋯含量梯度增加，具有更高的強度和韌性，能在功率模塊中得到廣泛應用。
【IPC分類】C04B35/10, B32B18/00
【公開號】CN105459515
【申請?zhí)枴緾N201410430706
【發(fā)明人】林勇釗, 林信平
【申請人】比亞迪股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月28日