本發(fā)明涉及加熱設(shè)備，具體涉及一種陶瓷加熱體及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、目前，由于氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的散熱性，穩(wěn)定性，絕緣性，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、智能功率組建、汽車電子、太陽能等高速發(fā)展的領(lǐng)域，在半導(dǎo)體制造過程中，需要利用氮化鋁陶瓷加熱器對晶片進行加熱，從而使cvd具備更好的效果，獲得更均勻的薄膜。

2、氮化鋁陶瓷硬度較高脆性較大，所以復(fù)雜零部件多采用單獨制作后，通過焊接的方式進行連接，氮化鋁陶瓷加熱器主要由加熱盤盤體和套筒組成，盤體主要接觸晶片，內(nèi)部嵌有射頻網(wǎng)、加熱絲等部件。

3、cn114150295a提供了一種陶瓷加熱器制備方法，常溫下將陶瓷原料粉進行預(yù)壓，并將射頻電極及加熱部件和陶瓷原料粉預(yù)成型，然后與燒制好的陶瓷管進行熱壓一次成型陶瓷加熱盤，一次的高溫?zé)贫伞?/p>

4、kr101333629b1提供了一種陶瓷加熱盤的制備方法，常溫下將陶瓷原料粉、射頻網(wǎng)、加熱絲直接裝入模具進行熱壓燒結(jié)，獲得陶瓷加熱盤。

5、然而現(xiàn)有的陶瓷加熱體由于制備過程仍存在一定的缺陷，如利用粉末進行預(yù)壓，獲得致密度較低的毛坯，直接將射頻網(wǎng)和加熱絲裝入模具后進行盤體燒結(jié)，盤體內(nèi)部射頻網(wǎng)平面度難以控制，加熱絲位置較設(shè)計位置有較大偏差，造成盤體溫度均勻性較差，并且盤體易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，使得所得陶瓷加熱體的表面溫度均勻性和熱導(dǎo)率較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷加熱體及其制備方法和用途，以解決陶瓷加熱體的表面溫度均勻性和熱導(dǎo)率較差的問題。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種陶瓷加熱體，所述陶瓷加熱體包括依次設(shè)置的第一陶瓷層、加熱層、第二陶瓷層、射頻網(wǎng)層和第三陶瓷層；

4、所述第一陶瓷層的厚度＞第二陶瓷層的厚度＞第三陶瓷層的厚度；

5、所述第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層的制備原料包括氮化鋁粉、氧化釔粉、粘接劑、增塑劑和醇。

6、本發(fā)明提供的陶瓷加熱體，通過對陶瓷加熱體的結(jié)構(gòu)和組成進行設(shè)計，實現(xiàn)了陶瓷加熱體的表面溫度均勻性和熱導(dǎo)率的有效提升，顯著提升了陶瓷加熱體的使用性能，同時也提升了加熱過程的效率，有利于實現(xiàn)對工件的高效加熱。

7、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一陶瓷層的厚度為12-30mm。

8、優(yōu)選地，所述第二陶瓷層的厚度為9-24mm。

9、優(yōu)選地，所述第三陶瓷層的厚度為3-9mm。

10、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層的制備原料以重量份計均包括氮化鋁粉90-100份、氧化釔粉4-6份、粘接劑8-12份、增塑劑4-7份和醇90-110份。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述粘接劑包括聚乙烯醇縮丁醛。

12、優(yōu)選地，所述增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯。

13、優(yōu)選地，所述醇包括甲醇、乙醇或乙二醇中的1種或至少2種的組合。

14、第二方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述陶瓷加熱體的制備方法，所述制備方法包括：

15、將氮化鋁粉、氧化釔粉、粘接劑、增塑劑和醇進行混合攪拌，之后進行流延，得到坯片；

16、采用所得坯片分別制備第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層；

17、將第一陶瓷層、加熱層、第二陶瓷層、射頻網(wǎng)層和第三陶瓷層依次進行裝配后進行熱壓處理，之后依次進行第一熱處理和第二熱處理，得到陶瓷加熱體。

18、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所得坯片的厚度為0.3-0.6mm。

19、優(yōu)選地，制備所述第一陶瓷層為將40-50個坯片疊層得到。

20、優(yōu)選地，制備所述第二陶瓷層為將30-40個坯片疊層得到。

21、優(yōu)選地，制備所述第三陶瓷層為將10-15個坯片疊層得到。

22、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱壓處理的溫度為100-120℃。

23、優(yōu)選地，所述熱壓處理的壓力為50-80t。

24、優(yōu)選地，所述熱壓處理的時間為≥1h。

25、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一熱處理的溫度為550-650℃。

26、優(yōu)選地，所述第一熱處理在保護氣氛下進行。

27、優(yōu)選地，所述第一熱處理的時間為12-18h。

28、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二熱處理的溫度為1750-1850℃。

29、優(yōu)選地，所述第二熱處理在保護氣氛下進行。

30、優(yōu)選地，所述第二熱處理的壓力為18-25mpa。

31、優(yōu)選地，所述第二熱處理的時間為2-4h。

32、第三方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述陶瓷加熱體的用途，所述用途包括采用陶瓷加熱體制備氮化鋁陶瓷加熱器。

33、與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

34、本發(fā)明提供陶瓷加熱體采用特定的陶瓷層設(shè)計，實現(xiàn)了陶瓷加熱體加熱性能的提升，所得陶瓷加熱體的熱導(dǎo)率≥268.5w/mk，溫度分布系數(shù)≤0.21有利于陶瓷加熱體對工件的高效均勻加熱。

技術(shù)特征：

1.一種陶瓷加熱體，其特征在于，所述陶瓷加熱體包括依次設(shè)置的第一陶瓷層、加熱層、第二陶瓷層、射頻網(wǎng)層和第三陶瓷層；

2.如權(quán)利要求1所述陶瓷加熱體，其特征在于，所述第一陶瓷層的厚度為12-30mm；

3.如權(quán)利要求1或2所述陶瓷加熱體，其特征在于，所述第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層的制備原料以重量份計均包括氮化鋁粉90-100份、氧化釔粉4-6份、粘接劑8-12份、增塑劑4-7份和醇90-110份。

4.如權(quán)利要求1-3任一項所述陶瓷加熱體，其特征在于，所述粘接劑包括聚乙烯醇縮丁醛；

5.一種如權(quán)利要求1-4任一項陶瓷加熱體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

6.如權(quán)利要求5所述制備方法，其特征在于，所得坯片的厚度為0.3-0.6mm；

7.如權(quán)利要求5或6所述制備方法，其特征在于，所述熱壓處理的溫度為100-120℃；

8.如權(quán)利要求5-7任一項所述制備方法，其特征在于，所述第一熱處理的溫度為550-650℃；

9.如權(quán)利要求5-8任一項所述制備方法，其特征在于，所述第二熱處理的溫度為1750-1850℃；

10.一種如權(quán)利要求1-4任一項陶瓷加熱體的用途，其特征在于，所述用途包括采用陶瓷加熱體制備氮化鋁陶瓷加熱器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種陶瓷加熱體及其制備方法和用途，具體涉及加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，所述陶瓷加熱體包括依次設(shè)置的第一陶瓷層、加熱層、第二陶瓷層、射頻網(wǎng)層和第三陶瓷層；所述第一陶瓷層的厚度＞第二陶瓷層的厚度＞第三陶瓷層的厚度；所述第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層的制備原料包括氮化鋁粉、氧化釔粉、粘接劑、增塑劑和醇。本發(fā)明提供的陶瓷加熱體，通過對陶瓷加熱體的結(jié)構(gòu)和組成進行設(shè)計，實現(xiàn)了陶瓷加熱體的表面溫度均勻性和熱導(dǎo)率的有效提升，顯著提升了陶瓷加熱體的使用性能，同時也提升了加熱過程的效率，有利于實現(xiàn)對工件的高效加熱。

技術(shù)研發(fā)人員：姚力軍,邊逸軍,王佳乾,楊慧珍,廖培君
受保護的技術(shù)使用者：寧波江豐電子材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28