氧化铝陶瓷金属化的界面性能

金属/陶瓷界面性能是陶瓷基板应用可靠性的重要影响因素。为了得到均匀致密且结合良好的金属/陶瓷界面,以丝网印刷方式制作了基材为Al_(2)O_(3)的钨金属化层,通过调整钨金属化浆料中无机氧化物Al_(2)O_(3)粉的质量分数,研究了无机氧化物内不同Al_(2)O_(3)质量分数对金属化层微观形貌、金属化层与陶瓷结合强度的影响,并探究了金属化层的烧结机理。结果显示:金属化层主要由金属骨架与玻璃相组成,其与陶瓷基体的结合强度与Al_(2)O_(3)质量分数呈现出强相关性。实验表明,无机氧化物中Al_(2)O_(3)质量分数为90%时拉力最大,为29.1N,相较于质量分数为20%时提升50%以上。在无机氧化物总占比相同的条件下,不同Al_(2)O_(3)质量分数对浆料印刷性能和方阻影响较小。研究结果为氧化铝陶瓷金属化的制作与应用提供了参考。

影响流延成型陶瓷素坯质量的因素

从浆料制备以及流延过程两大方面概述了影响通过流延成型制备的陶瓷素坯质量的重要因素。在陶瓷坯片流延成型前,浆料制备过程至关重要,其中溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂等的选择以及添加是影响浆料制备的主要因素,更是制约陶瓷素坯质量的关键所在。后续通过流延成型陶瓷素坯,实际生产过程中仍会出现不同类型的坯片质量问题,如坯片弯曲、坯片裂纹等。针对坯片质量问题,从浆料制备及流延参数方面对其进行了分析,系统梳理了控制坯片质量的有效措施。随着陶瓷素坯应用领域的不断扩大,对陶瓷素坯性能要求更高,这为制备高质量陶瓷素坯带来了更大的挑战,而随着流延浆料制备时添加剂种类的选择增多,以及新型流延工艺的逐渐成熟,控制陶瓷素坯质量的手段及措施更加多样,为工业化生产带来了更多的解决方案。

高温共烧陶瓷大深径比通孔填充工艺改良

通孔填充是高温共烧陶瓷(HTCC)制作流程中的关键工艺之一,直接影响着元件内部不同层之间电气连接的可靠性。此工艺主要是对冲孔后的陶瓷片进行通孔金属化,即将具有导通作用的金属浆料填充进通孔内。随着通孔深径比增大,常规通孔填充技术无法保证通孔填充质量,通孔填充工艺急需改良。影响通孔填充质量的因素较多,分析了浆料黏度、填孔压力、刮刀速度、刮刀硬度对大深径比通孔填充质量的影响。研究结果表明调整填孔压力、调整浆料黏度及降低刮刀速度均能改善通孔填充效果;刮刀硬度对填孔效果影响较大,当刮刀硬度降低至邵氏A60°~A70°时可保证大深径比通孔填充质量。这一研究结果可为高温共烧陶瓷填孔工艺中通孔填充质量的改善提供参考。

高温共烧陶瓷精细线条批量印刷工艺

当前,丝网印刷厚膜工艺已成为高温共烧陶瓷(HTCC)生瓷生产中的关键工艺,高密度陶瓷封装外壳的典型埋层布线线宽/线间距要求已达到45μm/45μm,为满足精细线条批量印刷要求,主要从原材料、网版和印刷工艺参数等方面分析了影响精细丝网印刷质量的因素。通过选用窄线径丝网规范(<15μm)的精密印刷网版,并调节浆料黏度至合适范围,同时优化印刷工艺参数,将印刷速度调整到250~300mm/s,减少了孔隙、断路、扩散等线条缺陷,印刷出状态优异的45μm线宽精细线条,从而实现45μm/45μm线宽/线间距的批量印刷,满足了高密度陶瓷封装外壳工艺要求。

梯度掺杂半导体材料光催化研究进展

提高光生载流子的分离效率是提升半导体材料光催化性能的有效途径之一。通常通过构建内建电场的方式来实现。然而,传统的异质结结构构建内建电场时需要半导体的能级相匹配,并且合成方式必须能够产生良好的界面接触,受到诸多条件限制。产生内建电场的另一种方法是构建同质结结构的内建电场,使用带隙相等但掺杂水平不同的同种半导体相互接触连接构成的同质结结构,相比于异质结,同样可以有效促进光生载流子的分离,而且由于只需要使用单一半导体材料,同质结的制备更为简便,已经在太阳能电池、光催化分解水制氢等诸多领域被应用。构建同质结结构最常用的一种方法是通过梯度掺杂在材料内部引入掺杂元素浓度阶梯式分布。文章介绍了梯度掺杂同质结半导体材料的光催化机理,并概述了梯度掺杂的不同掺杂方式及其在光催化领域的研究进展。

半导体陶瓷零部件种类及应用

随着科技的进步,手机、电脑、电动汽车、机器人等智能产品融入到人们的生活中。这些产品中存在着大量的半导体芯片,制备芯片需要用到半导体设备,如刻蚀机、光刻机、离子注入机等。打开半导体设备,里面大部分部件是陶瓷零部件,陶瓷零部件具有耐高温、耐腐蚀、精度高、强度高等优异性能,其可以很好地用在半导体设备内。大部分陶瓷零部件在半导体制程中作为设备的关键零部件直接与晶圆接触,可以实现晶圆表面温度高精度控制和快速升降温。本文中对半导体陶瓷零部件的制备原料,氧化铝、碳化硅、氮化铝、氮化硅、氧化钇等、半导体陶瓷零部件种类(半导体陶瓷手臂、陶瓷基板、陶瓷喷嘴、陶瓷窗、陶瓷腔体罩、多孔陶瓷真空吸盘等)、半导体陶瓷零部件的制备工艺,(粉料制备、粉料成型、高温烧结、精密加工、表面处理)做了介绍。

超细BaTiO_3和掺钇半导BaTiO_3陶瓷的溶胶－凝胶法制备及其表征

采用溶胶－凝胶法制备了平均粒径小于３０ｎｍ的超细ＢａＴｉＯ＿３和未见文献报道的掺钇超细ＢａＴｉＯ＿３．并用Ｘ－ｒａｙ粉末衍射分析和化学分析对它们进行了表征；用ＴＧ－ＤＴＧ－ＤＴＡ和ＩＲ对＂ＢａＴｉＯ＿３＂干凝胶的热分解历程进行了研究；用一般陶瓷工艺制得了掺钇半导铁酸钡陶瓷并对其室温电阻率与钇含量以及烧结温度的关系进行了讨论。

微波-水热法合成PZT粉体的研究

叙述了微波-水热法在制备电子陶瓷粉体中的应用，设计制造出基本满足使用要求的微波-水热反应釜，设计出微波-水热法制PZT压电陶瓷粉体的实验方案。制备了结晶完好、粒径分布均匀、平均粒径为2 ?m的PZT压电陶瓷粉体。

（Sr，Pb）TiO_3系V型PTC材料研究

本文研究了（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ＿３系Ｖ型ＰＴＣ材料的制备及导电机理。指出该材料的ＰＴＣ效应仍起源于受主态在晶界形成的势垒，其强烈的ＮＴＣ效应则是由于载流子的生成能和迁移激活能较大所引起。

SrTiO_3陶瓷中掺杂和Ti／Sr比的配合

在ＳｒＴｉＯ＿３双功能陶瓷的制备中，最关键的是晶粒生长、晶粒半导化和晶界绝缘化。ＳｒＴｉＯ＿３晶粒生长和半导化受到多种因素的影响，诸如杂质的种类和含量、Ｔｉ／Ｓｒ比、烧结温度、氧分压等，这些因素是相互制约、共同作用的。研究表明，适当的Ｔｉ过量促进晶粒生长；Ｔｉ／Ｓｒ≈１时，可降低烧结对氧分压的要求；过量Ｔｉ￣（４＋）和Ｓｒ￣（４＋）的固溶限受到氧分压和施主掺杂的影响，与此类似，施主杂质Ｎｂ￣（５＋）和Ｌａ￣（３＋）的固溶限也受到Ｔｉ／Ｓｒ比的影响。

钛酸锶铅基陶瓷材料的半导化研究

研究了（Ｓｒ＿（０．４８）Ｐｂ＿（０．４８）Ｙ＿（０．０３）Ｃａ＿（０．０１））ＴｉＯ＿３基陶瓷的半导化行为。结果表明：ＰｂＯ适当过量有利于半导化。Ｒａｍａｎ光谱，ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析表明，随着ＳｉＯ＿２含量的增加，氧空位浓度及Ｔｉ￣（３＋）浓度增大，ＸＲＤ分析表明，随ＳｉＯ＿２含量增大，轴比ｃ／ａ增大。

添加元素对反应烧结碳化硅导电特性的影响

研究了Ni、Mo和Al元素对反应烧结碳化硅导电特性的影响.试样通过室温、高温电阻率的测定和显微组织分析,可知在室温与高温下,加入Ni、Mo和Al均可明显降低反应烧结碳化硅的电阻率,随着Ni、Mo和Al加入量的增加,碳化硅的室温电阻率也下降.其中,Ni、Mo对反应烧结碳化硅电阻率的影响比Al大.在烧结过程中,Ni、Mo分别与液态Si反应,并在碳化硅粒子界面处生成Ni2Si3和Mo3Si5相。

SiO_2对(Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO_2基压敏陶瓷电性能的影响

研究SiO2对(Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2基压敏陶瓷的压敏特性、电容特性及晶粒半导化的影响,发现按照配方TiO2+0.3%(SrCO3+Bi2O3)+0.075%Ta2O5+0.3%SiO2配制的样品具有最低的压敏电压、最大的相对介电常数及最小的晶粒电阻。

SrTiO_3双功能陶瓷的表面效应

通过压制、烧成不同厚度的瓷片，发现在一定的配方和工艺条件下，ＳｒＴｉＯ３双功能陶瓷的压敏电压Ｕ１０ｍＡ与瓷片厚度无关。对瓷片进行单向磨薄后测量表观电阻率，发现ＳｒＴｉＯ３双功能陶瓷存在着表面效应。对本文试样，表面存在厚度小于２０μｍ、电阻率大于１０６Ω·ｃｍ的高阻层，内部是电阻率小于１０Ω·ｃｍ的低电阻体。表面效应是导致ＳｒＴｉＯ３双功能陶瓷与ＺｎＯ压敏陶瓷导电行为不同的根本原因之一。

钛酸锶钡(Ba_xSr_(1-x)TiO_3)陶瓷制备及其介电性能的研究

采用乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯为原料的溶胶凝胶方法制备了BaxSr1-xTiO3(x=0.6)超细粉体,将BST超细粉体压制成型,进行烧结,得到(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷。通过热分析(DSC/TG)、X射线衍射(XRD)分析(Ba0.6Sr0.4)TiO3粉体合成过程及其相结构变化。采用扫描电子显微镜(SEM)描述(Ba0.6Sr0.4)TiO3烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷的-50～100℃介电温谱。实验结果表明BaxSr1-xTiO3粉体的相结构为立方相钙钛矿结构,其合成温度及烧结温度分别为800℃及1250℃,均低于传统工艺的相应温度。(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷在-50～100℃温度范围内,其电容率随着烧结温度升高而增大,介电损耗tgδ在-50～100℃温度范围内,随温度的增加而降低。1250℃的(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷烧结体样品存在介电峰弥散化。

稀土元素Ln对SrTiO_3陶瓷介电性质的影响

用稀土元素改性的SrTiO3陶瓷采用传统的陶瓷工艺来制备。本文研究了SrTiO3基陶瓷,(1+x)SrTiO3+x(Ln·4TiO2)陶瓷的介电性质,并且报道了稀土元素Ln(Ln=La2O3、Nd2O3、Y2O3或CeO2)对SrTiO3基陶瓷的εr和tgδ的温度特性和频率特性的影响。

双施主掺杂BaTiO_3半导体陶瓷材料的研究

以 Sb2 O3单施主和 Y2 O3+ Nb2 O5 双施主作为半导化元素 ,对低阻 Ba Ti O3半导体陶瓷的 PTCR特性进行了研究 ,通过不同的掺杂方式及工艺得到了低电阻率 PTC陶瓷材料 ,室温电阻率ρ2 5 =4· 49Ω· cm ,温度系数 αT=6 .0 4× 10 - 2 °C- 1 ,升阻比 β=1.0× 10 3,对低阻 PTC材料进行了探讨。

PTCR陶瓷材料的超低温烧结

主要研究了ＢＮ对ＰＴＣＲ陶瓷材料低温烧结的作用．对Ｌａ掺杂ＢａＴｉＯ_３ＰＴＣＲ陶瓷，在１１００℃的低温下烧结可以得到室温电阻率为１５０ ·ｃｍ、升阻比为４．９个数量级的样品．对居里温度为３６０℃的高居里点（Ｂａ_（０．４）Ｐｂ_（０．６））ＴｉＯ_３ ＰＴＣＲ陶瓷材料，选用 Ｎｂ_２Ｏ_５为半导化剂，ＢＮ和ＡＳＴ为助烧剂时，可以在１０００℃左右的超低温下烧成．同时，对ＢＮ助烧剂的液相烧结机制进行了初步的探讨．

A位施主掺杂对液相合成(SrPb)TiO_3基陶瓷热敏特性的影响

以液相合成的（ＳｒＰｂ）ＴｉＯ３为主要原料，分别以Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３和Ｂｉ２Ｏ３为掺杂剂制备样品，讨论了每种掺杂对材料的Ｖ型ＰＴＣ热敏特性及微观形貌的影响，确定了每种掺杂剂的最佳掺量，并对其半导机理进行了分析．

ZnO压敏陶瓷的一价离子掺杂

本文研究了一价金属离子掺杂对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的影响。根据晶界的双Ｓｃｈｏｔｋｙ势垒模型分析计算了ＺｎＯ晶柱表层１５ｎｍ浅范围的正电荷中心浓度ＮＤ对ＺｎＯ压敏陶瓷小电流区非线性特性的影响。结果表明ＮＤ减小，非线性增强。如果掺入ＺｎＯ压敏陶瓷中的一价金属离子进入了ＺｎＯ晶粒体内对正电中心进行补偿。