水性粘合剂在电子陶瓷流延成型中的应用

总结了水性粘合剂的种类,分散形态,及其物理化学性质,如黏度、分子量、玻化温度等对电子陶瓷流延成型的影响,阐明了水性粘合剂对陶瓷浆料的稳定机理。从环保和MLCC高性能化的角度出发,指出采用水基流延的必然趋势,其重要研究方向在于提高水基流延的膜片强度。     

振华富博士后创新基地水基流延成型技术取得突破性进展

<正>流延成型是制备片式电子元器件最重要的技术,它是将溶剂、粉体、粘结剂、分散剂和增塑剂混合在一起球磨一定时间,制成均匀的浆料,然后浆料流经刮刀制成一定微米级厚度的薄带。     

ZnO压敏陶瓷的PVA系水基流延成型工艺及其性能

采用聚乙烯醇(PVA)系水基流延成型工艺制备了ZnO压敏陶瓷的水基流延膜。用粒度分析、粘度测量和动态机械热分析等方法研究了各组分对水基流延浆料性能的影响,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了水基流延膜的微观结构和物相组成。结果表明:在浆料质量比(陶瓷粉体:去离子水:分散剂:粘结剂:增塑剂:表面活性剂)=100:84.6:1:6:5.4:3时,所制水基流延膜无缺陷且微观结构均匀;另外,该流延膜经900℃烧结后具有良好的电性能:电压梯度E1mA=112.4 V/mm,非线性系数=34.6,漏电流密度JL=0.5×10–6A/cm2。     

水基流延成型制备片式电感器件研究

以聚丙烯酸铵为粉体分散剂,聚乙烯醇和丙烯酸乳液为复合粘结剂,聚乙二醇(PEG600)为增塑剂,制备了Ni-Zn水基流延成型铁氧体浆料。研究了Ni-Zn铁氧体粉体在水中的稳定性,以及粘结剂含量、固相含量对浆料性能、流延薄带性能及薄带压合性能的影响。结果表明:在pH=9.5、分散剂含量(质量分数)为6‰时,Ni-Zn铁氧体粉体在水中具有较好的稳定性;在聚乙烯醇、丙烯酸树脂和固相含量(质量分数)分别达到6.5%、15%和54.5%时,所制Ni-Zn浆料具有较好的流动性,以其制成的20μm薄带则结构致密、附着力及压合较好、无分层;以水性浆料和有机浆料分别制成的1005型号电感(介质膜厚和线圈匝数相同)在100 MHz下测得的阻抗几乎相同,而前者成本却降低了80%左右。     

含BCL烧结助剂的CSLST微波介质陶瓷的水基流延

以苯丙乳液为粘结剂,聚丙烯酸(PAA)为分散剂,丙三醇为增塑剂,去离子水为分散介质,对添加烧结助剂B2O3-CuO-LiCO3(BCL)的(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷粉体进行了水基流延成型工艺的研究。通过研究各种添加剂含量对浆料流变性能的影响,得出了适合流延的浆料配方(质量分数)为:陶瓷粉料50%,分散剂1%,粘结剂10%,增塑剂与粘结剂质量比为1:4。该浆料呈剪切变稀特性,经流延可制备均匀无裂纹的流延膜片。膜片叠层后在900℃下烧结具有较佳的微波介电性能:εr=75.8,Q×f=1 422 GHz,τf=13.39×10–6/℃。     

低烧基板的流延料浆配制及流延工艺研究

陶瓷材料的成膜技术是制造低温共烧多层陶瓷基板的关键技术之一，本文介绍了低温共烧（８００－９００℃），低介电常数（ε〈５）多层陶瓷基板中，流延料浆的配制及最佳流延工艺参数的研究。     

水基流延制备片式PTCR陶瓷的研究

采用sol-gel法制备纳米BaTiO3基PTCR粉体,并以其为原料,采用水基流延成型工艺制备片式PTCR。研究了在sol-gel法制备BaTiO3粉体中,施受主元素含量、陶瓷的烧成温度与PTC效应、晶粒尺寸的关系以及水基流延工艺中各种添加剂对浆料和膜片性能的影响。结果表明:以纳米BaTiO3粉体为原料、水基流延的片式PTCR坯片,在1240℃下就能半导化,所得陶瓷样品的升阻比高于104,温度系数大于13%℃–1,平均晶粒尺寸小于2μm。     

PNN-PZT陶瓷流延浆料流变性能研究

以体积比为7:3的丁酮和无水乙醇为混合溶剂,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂,玉米油为分散剂配制了PNN-PZT陶瓷流延浆料。研究了浆料球磨时间、固相体积分数以及各有机添加剂用量对其流变性能的影响。结果表明:当w(分散剂)为0.75%,w(粘结剂)为4.17%,球磨时间为8h,固相体积分数为75%,ζ(增塑剂:粘结剂)为0.6时,浆料流变性能良好,浆料黏度在2500mPa·s左右。     

流延成型用AlN无苯浆料的制备及其性能研究

氮化铝(AlN)陶瓷具有优良的热、电、力、光学性能,具有广阔的应用前景,已经引起了国内外研究者的广泛关注。以无水乙醇和异丙醇为混合溶剂,研究了分散剂添加量、Y值(表示粘结剂和增塑剂质量之比)、固含量及溶剂种类对AlN浆料性能的影响。在不添加二甲苯的前提下,当分散剂添加量为1.0%(质量分数)、Y值为0.75时,制备了固含量为39.5%(体积分数)的低黏度AlN浆料,并利用流延成型制备了AlN生坯,在氮气气氛中1 825℃,保温4 h烧结后得到相对密度为99.8%、热导率为178 W·m–1·K–1的AlN陶瓷。     

喷雾包覆法制备镍电极X7R瓷料

以水溶性硝酸盐为原料,通过喷雾包覆的方法,实现了掺杂材料对BaTiO3的均匀包覆,得到了符合EIA—X7R规范的镍电极MLCC瓷料。用SEM、EDX对包覆粉体进行了表征,分析了包覆掺杂机理。通过制作圆片和Ni-MLCC进行电性能验证。结果表明,所得Ni-MLCC,εr达3 075,tanδ为1.16×10–2,最大容量温度变化率为10.61%,特别适合于大规模生产。     

MgO掺杂Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷的研究

以通用的陶瓷工艺合成Ba0.7Sr0.3TiO3基电容器陶瓷。通过实验研究MgO掺杂量对材料εr、tanδ和容量温度变化率等性能的影响,探讨了MgO的掺杂改性机理。结果表明:MgO具有减小介电常数温度变化率,降低陶瓷气孔率,细化陶瓷晶粒尺寸的作用。当MgO的质量分数为0.20%时,陶瓷的εr达最大值4528;质量分数为1.00%时,得到εr为4090,tanδ为0.0043,介电常数温度变化率为21.1%的Y5V瓷料。     

还原气氛烧成Y5V瓷粉的结构与介电性能

运用SEM和XRD等手段，研究了掺杂对Y5V钛酸钡陶瓷材料结构和性能的影响。SEM和能谱的研究结果表明：掺杂促进了材料的烧结，Nd^5 聚集在晶界的位置，形成针状的晶粒。XRD结果表明，掺杂材料中有新相形成，掺杂组分能够促进钛酸钡材料居里点向低温方向移动，并促进介温曲线平滑。还发现，由于还原气氛烧结，材料中电导损耗增加导致介质损耗上升。     

无机sol-gel法制备二氧化钒薄膜的研究

采用无机sol-gel法,以分析纯V2O5为原料,在Si衬底、玻璃衬底上空气中加热制备了V2O5薄膜,在不同温度下真空退火,得到了具有择优取向的VO2薄膜。研究了其制备工艺和显微结构。结果表明:在玻璃衬底和硅衬底上薄膜的最佳真空退火工艺均为480℃/2h。所制备的VO2薄膜具有沿<110>晶向生长的择优取向。薄膜表面形貌良好,颗粒尺寸分布均匀。     

多层瓷介电容器失效模式和机理

系统介绍了开路、短路和电参数漂移这三种主要的MLCC失效模式,以及介质层内空洞和电极结瘤、介质层分层、热应力和机械应力引起介质层裂纹、其他微观机理等五种主要的失效机理。针对MLCC的失效分析技术,从生产工艺和使用设计上提出了预防MLCC失效的措施。     

基于高压陶瓷电容器放电回路的优化设计

针对使用高压电容器的几种放电回路,开展了回路参数仿真分析研究。参数辨识结果表明采用高压陶瓷电容和固态开关组成的放电回路参数明显优于采用高压固体电容器和触发管的放电回路,改进装配方式后回路参数也比改进之前明显减小。该改进技术的提出,在不改变既定电性能指标的基础上大大改善了整个回路电路的体积与质量。该改进技术已成功应用于多个爆破项目中。     

钛酸铋钾陶瓷的sol-gel法制备及性能表征

以硝酸钾,五水硝酸铋,钛酸四丁酯为原料,采用sol-gel法制备了K0.5Bi0.5TiO3(KBT)压电陶瓷,分别用DSC-TGA、XRD和FT-IR分析了凝胶的热演化、晶化与相变过程,研究了KBT陶瓷的介电性能。结果表明:600℃烧结即可合成纯钙钛矿相KBT粉体;sol-gel法比传统固相反应法的烧结温度降低约200℃,且能有效控制晶粒长大,抑制杂相生成。所制KBT陶瓷的介电温谱的分析结果显示KBT为典型的弛豫型铁电体。     

复合胶凝材料水化过程的ESEM观察

利用环境扫描电镜(ESEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了由硅酸盐水泥、粉煤灰和膨胀剂组成的复合胶凝材料的水化产物形貌和硬化浆体结构。复合胶凝材料水化初期有过渡产物钾石膏片状晶体生成,CSH凝胶为约1μm长的晶须,而钙矾石则以六方片状晶核形式存在。在粉煤灰颗粒表面有通过溶解-结晶机制生成的水化产物。在水化后期,CSH成为无特征形貌的致密浆体,其中分布有充分发育的棒状钙矾石晶体。粉煤灰颗粒由表面生成的水化产物与周围的浆体紧密结合成为一个整体。     

新型BNT系高温陶瓷电容器材料的研究

采用固相合成工艺,制备了(Bi0.5Na0.5)(1–x)CaxTiO3(BNCT)陶瓷(x=0.01～0.14)。研究了Ca含量对BNCT陶瓷介电性能的影响。结果表明,所有BNCT陶瓷样品中都存在第二相TiO2;随着Ca含量的增加,BNCT陶瓷的介电峰向低温方向移动,介温曲线越来越平坦,剩余极化急剧减小,介质损耗逐渐减小。往x=0.12的BNCT陶瓷里掺入质量分数为1.5%的MnCO3,所得陶瓷样品的室温tanδ小于1%、绝缘电阻率达到1011?.cm,并满足–55～+250℃下,?C/C25℃≤±15%的高温MLCC的要求。     

电极留边量对高压瓷介电容器耐电强度的影响

通过对不同电极留边量的高压瓷介电容器耐电强度进行测试和分析,并从中发现当电极留边量控制在0.8~1.2mm时,能够使高压瓷介电容器的合格率达到最佳值(不良率小于50PPM).从而满足了整机客户的对可靠性的要求.