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。

氮化硅陶瓷的流延制备及性能

氮化硅陶瓷兼具优良的力学性能和导热性能,在大功率半导体器件封装领域有着广泛的应用前景。采用MgO-Y2O3作为烧结助剂、亚微米级氮化硅粉体作为原料,利用流延成型工艺制备氮化硅带料。具体研究了分散剂质量分数、浆料固含量、粘结剂质量分数以及塑化剂和粘结剂的质量比对氮化硅带料制备的影响规律。此外研究了气压烧结后氮化硅陶瓷的微观结构及性能。通过优化浆料中各组分的添加量,成功制备了外观无缺陷、生坯密度高达2.09 g/cm^(3)的氮化硅带料。经气压烧结后的氮化硅陶瓷具备良好的性能,其体积密度为3.24 g/cm^(3),抗弯强度为756.41 MPa,热导率可达84.46 W/(m·K)。

激光加工氧化铝生瓷微结构制备方法

Al_(2)O_(3)陶瓷具备机械强度高、耐热性好、耐腐蚀的优势。基于激光减材加工技术,介绍了Al_(2)O_(3)生瓷激光减材加工的基本原理。通过建立激光能量密度模型,计算改变激光加工参数时的激光能量密度,从而对加工深度进行预测。通过对比激光加工功率、填充间距、扫描速度和激光重复频率的实验结果,分析了不同加工参数对Al_(2)O_(3)生瓷加工深度和表面粗糙度的影响规律。实验结果表明,通过使用合适的加工参数,在Al_(2)O_(3)生瓷上可制备深度12~280μm和表面粗糙度0.5~1.0μm的腔体。单脉冲能量是影响Al_(2)O_(3)生瓷加工深度的主要因素。在激光能量密度不变的情况下,单脉冲能量(20~200μJ)越高,加工深度越深。该研究验证了激光减材加工技术在Al_(2)O_(3)生瓷腔体直接成型加工中的可行性,推动了激光加工腔体技术在陶瓷封装外壳中的应用。

LTCC生瓷带缺陷分析与改善对策

针对低温共烧陶瓷10~40μm生瓷带生产过程中遇到的缺陷问题,从材料、工艺等多个方面做了详细的分析与验证,确定了导致缺陷的根本原因。提出了通过优化材料形貌、调整浆料配方、控制流延工艺等措施,改善了生瓷带的生产缺陷。

CaO-B_2O_3-SiO_2系LTCC流延生料带研制

研究了CaO-B2O3-SiO2系LTCC流延生料带的固含量对干燥收缩系数α以及生料带微观结构的影响。结果表明,生料带的α随着固含量的增加而增大,w(固含量)为40%,45%,50%和55%浆料的α分别为0.35,0.43,0.53和0.57。w(固含量)为50%的生料带上下表面颗粒分布最为均匀致密,烧成生料带的介电性能优良:εr≈6.5,tanδ<0.002(10GHz),适用于无源集成电路基片。

陶瓷燃料电池电解质流延膜的烧结工艺及其性能研究

本文采用“三明治式多孔夹板”烧结方法制得了均匀致密的、用于燃料电池的固体电解质膜材，用SEM方法观察了膜材的微观形貌，还用复数阻抗频谱仪对烧结膜材的电导性能进行了测定，实验结果表明，所采用的烧结工艺能有效解决单层厚膜烧结中易出现的起翘与开裂问题，所制得的膜材的电性能亦能满足陶瓷燃料电池的要求．

PVB对玻璃/陶瓷流延生料带结构与烧结性能的影响

用聚乙烯醇缩丁醛作为配制硼硅酸盐玻璃/α-Al2O3流延浆料的粘结剂,流延成型制备玻璃/Al2O3生料带,研究了PVB对玻璃/Al2O3复合料生料带密度、力学性能、微观结构及其烧结性能等的影响。实验结果表明,随着PVB分子量和羟基含量减小,生料带拉伸强度和断裂伸长率降低、体积密度增加、生料带排胶热分解温度降低,对烧结瓷体密度和介电性能的影响较小。

金属陶瓷覆层材料坯体的料浆法成形工艺

以无水乙醇和丁酮的共沸体系为溶剂 ,三油酸甘油酯为分散剂 ,PVB为粘结剂 ,丙三醇和DOP为增塑剂 ,环己酮为均化剂 ,将Fe 6B 4 8Mo混合粉末制备成为均匀分散、稳定悬浮的料浆。利用此料浆 ,通过三种方法成形了覆层材料的坯体 :用流延成形法制备出颗粒分布均匀、结构致密、厚度可控、具有适宜柔韧性和拉伸强度的覆层薄片坯体 ,根据覆层厚度要求可将一层或多层坯体叠置在钢基体上烧结 ;用雾化喷涂法或涂刷法直接在钢材或工件表面上形成厚度均匀、结构致密、粘结牢固的覆层坯体。对覆层坯体成形工艺中的干燥技术。

有机添加剂对ZrO_2流延生坯性能的影响

有机添加剂是流延料浆的关键组元,它们对料浆和流延生坯的性能有很大的影响。文章用流延法制备了YSZ电解质薄膜,并对生坯的力学性能进行了研究,分析了各有机添加剂对生坯力学性能的影响,最终提出了提高生坯及烧结体质量的方法。

CaAlSi系LTCC生带的流延制备及其烧结基板

以自制的CAS(CaO-Al2O3-SiO2)系玻璃作为功能相,通过分析不同的有机组分对流延浆料流变性能及分散稳定性的影响,优选:甲基乙基酮-乙醇为二元共沸溶剂;磷酸三丁酯为分散剂。浆料的黏度随粘结剂加入量增大而增大。随着增塑剂含量的增加,浆料黏度先减小后增大,当ζ(增塑剂:粘结剂)=0.6时,浆料黏度最低。流延浆料的最佳配方为:玻璃粉100.0g,粘结剂18.0g,磷酸三丁酯3.0g,增塑剂10.8g,溶剂为150.0～170.0g。流延生带样品于950℃烧结后获得相对密度达到96%,相对介电常数为6.97,介电损耗低于0.3%(1MHz)的玻璃陶瓷基板材料。

Mo-(Fe-B)-Fe混合粉末流延成型薄层坯体的干燥机理分析

流延成型Mo -(Fe -B) -Fe混合粉末的薄层坯体的干燥过程非常重要。本文根据现有理论对流延坯体干燥过程的各个阶段 ,特别是坯体孔隙中充满液相的恒速干燥阶段 (CRP)进行了分析。在恒速干燥阶段 ,产生了坯体的最大收缩和最大干燥应力。对引起干燥收缩的力和液相传输机制进行了分析 ,通过分析液相流动和固体网络之间的相互作用 ,可以计算孔隙液相中的压力分布。在靠近坯体干燥表面处 ,液相压力具有最大值 ,导致坯体在该处承受较大的压应力 ,并由此产生了不同大小的坯体收缩 ,从而引起干燥过程中的开裂现象。坯体开裂的可能性主要与坯体厚度和干燥速率有关。提出了避免干燥开裂的几个技术措施。

多层流延坯片的叠层工艺研究进展

流延坯片的叠层是多层陶瓷技术中最为重要的工艺之一。叠层工艺直接影响到电子器件三维结构(如通道、腔室及隔膜等)的质量。对叠层工艺如热压法叠层及其改进型技术、粘合基叠层、溶剂基叠层等进行综述,并对各种叠层方法的特点、研究进展及应用进行叙述。

X7R型MLCC流延瓷膜显微结构的AFM研究

针对多层陶瓷电容器流延瓷膜在迭片压片工艺中发生的起泡现象,利用原子力显微镜作为研究手段,分析对比了自制和进口流延瓷膜的微观结构差异,结果表明,瓷膜起泡的原因为瓷膜浆料中的粘结剂过多所致。根据分析结果提出了调节粘瓷比及调整流延工艺参数的建议,实践效果良好。

MAS系陶瓷生带的烧结特性研究

采用乳化机将MAS(MgO-Al2O3-SiO2)系微晶玻璃粉与有机组分均匀混合制成浆料,用流延法制成生带。研究了陶瓷生带的配比对生带叠层板烧结特性的影响。结果表明:粘结剂含量对生带叠层板烧结特性影响最大;粉体粒径以及增塑剂与粘结剂体积比值R的影响次之。生带叠层板的烧结致密度越大,其抗弯强度越高。

钙长石陶瓷基片的水基流延成型工艺研究

采用水基流延成型钙长石陶瓷基片坯体,研究分散剂、pH值、粘结剂及塑化剂对浆料流动性能的影响。实验结果表明：当浆料中固相含量为48vol%时,以聚丙烯酸胺为分散剂,浆料的pH值10,粘结剂含量为6.0wt%~8wt%时,增塑剂含量为4wt%~6wt%时,可以制备出稳定性良好、流动性适宜的钙长石流延浆料。通过SEM可以看出,高分子膜均匀包覆在钙长石颗粒表面,并且钙长石颗粒分布均匀,没有明显较大的孔隙。

Mo-(Fe-B)-Fe混合粉末流延成型薄层坯体技术研究

以无水乙醇和丁酮的共沸体系为溶剂 ,三油酸甘油酯为分散剂 ,聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂 ,丙三醇和邻苯二甲酸二正辛酯为增塑剂 ,环己酮为均化剂 ,将Mo -(Fe -B) -Fe混合粉末制备成均匀分散、稳定悬浮的流延料浆。利用此料浆 ,采用玻璃模具浇制法流延成型出颗粒分布均匀、结构致密、厚度可控、具有适宜柔韧和拉伸强度的薄层坯体。

粉体颗粒细度对多层片式氧化锌压敏电阻器性能的影响

通过调整 Bi_2O_3、Sb_2O_3、TiO_2、B_2O_3、BaCO_3等少量添加剂的掺量,可在低温880℃下与10%Pd-90%Ag内电极共烧,制得性能优良的多层片式氧化锌压敏电阻器(ZnO MLCV)。主要采用两种不同颗粒细度的 ZnO 粉体来研究粉体颗粒细度对多层片式氧化锌压敏电阻器性能的影响。研究发现适当地使用部分超细 ZnO 粉体,改善 ZnO 粉体的颗粒分布,再使用适量的磷酸酯作为分散剂,可以流延制得较致密、平整、均匀的膜片,从而制得瓷体的致密性较高,且非线性系数较高、漏电流较低、峰值电流及能量耐量较高的多层片式压敏电阻器;而 ZnO 粉体颗粒粒径太大及过细,都会影响膜片的质量,进而影响多层片式压敏电阻器的性能。XRD 衍射分析发现 ZnO 粉体颗粒细度的改变对瓷体的物相组成无明显影响。

LTCC生瓷带流延工艺研究

通过合理调配材料成分,有效充分地球磨混料,精确控制工艺参数,成功流延加工出一种硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷复合材料体系的低温共烧陶瓷(LTCC)生瓷带。通过对LTCC生瓷带进行热解质量(TG)分析,确定了LTCC基板的烧结温度曲线,对比测试了试制LTCC生瓷带与DuPont 951PT生瓷带及其烧成LTCC基板的性能,考核了试制生瓷带的LTCC加工工艺适应性。结果表明,试制LTCC生瓷带与951PT生瓷带相比,外观质量、厚度、未烧与烧成体密度及烧成LTCC基板的热学性能基本相当,介电常数和介电损耗略有差异,机械强度略大,工艺适应性满足LTCC基板加工实用要求。

LED的LTCC封装基板研究

LTCC基板广泛应用于先进的LED封装技术。阐述了LED的陶瓷封装基板的特点,介绍了制造LTCC封装基板的生瓷片性能和制造工艺,通过对LTCC基板热电分离结构的优点分析,指出金属散热通孔是提高LTCC基板散热效果的关键原因,并展望了LTCC封装基板发展方向。

生瓷带打孔机运动平台的设计

LTCC是现代微电子封装中的的重要组成部分,因其性能优良而广泛用于高速、高频系统中,生瓷带打孔机是LTCC多层基板制备中的关键设备。高速精密的运动控制技术和精密机械加工技术是生瓷带打孔机的关键技术。本文主要介绍了生瓷带打孔机中X、Y运动平台的设计理念、计算方法、分析和部分仿真结果。对于其它设备的研制,具有一定的借鉴引用价值。