乳胶体系流延片叠层制备ZnO压敏陶瓷材料研究

以水性乳胶作为粘结剂,利用水基流延工艺成功制备出强度高、韧性好、结构均匀、可在室温下叠层的ZnO生带材料;借用乳胶粘结剂对压力敏感的胶粘特性,室温下叠层制备了多层片式ZnO压敏材料坯体,烧结后该坯体的相对密度最大可到达99.58%,压敏场强随着烧结温度的升高而下降,漏电流最小为0.3μA,明显优于干压工艺制备的ZnO材料的烧结性能和压敏性能.     

TiO_2/ZrO_2掺杂MAS系LTCC生带的烧结致密化研究

文章以掺杂TiO2/ZrO2的MAS(MgO-Al2O3-SiO2)系微晶玻璃作为功能相,采用流延法制成生带并最终烧结成型。系统地研究了掺杂、粉体粒径、烧结条件等对LTCC基板收缩性能和致密性的影响。结果表明:通过成核剂TiO2/ZrO2的掺杂,能有效降低基板烧结温度,提高烧结致密性;粉体粒径对生带烧结后的致密性影响较大,粒径越小生带致密化程度越高,同时收缩率也越大。同时通过对比不同烧结条件下样品的致密性,确定了MAS系LTCC生带的最佳烧结曲线。     

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/℃。     

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。     

压制工艺对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃粉与Al_2O_3为原料,流延成型生瓷带,采用低温烧结法制备了玻璃/陶瓷系介电陶瓷材料。研究了压制工艺与烧成温度对复合材料烧结性能以及介电性能的影响。结果表明,随着成型压力增加与保压时间延长,生坯体积密度增加,相应烧结体的体积密度增加,烧成收缩率减小。玻璃/Al_2O_3生瓷带的微观形貌结构致密,20 MPa/10 min成型玻璃/Al_2O_3材料于850℃烧结具有较好的性能:体积密度为3.10 g·cm~(–3),10 MHz下的介电常数为7.97,介电损耗为0.000 86。因此该体系材料比较适合用作低温共烧陶瓷材料。     

铁电陶瓷与铁氧体叠层低温共烧行为的研究

将Pb(Ni1/3Nb2/3)O3基铁电陶瓷与NiZnCu铁氧体叠层低温共烧,研究了两种材料的共烧兼容特性,结果表明,两种材料之间不会发生化学反应产生新的物相,二者具有良好的化学相容性;两种材料在烧结收缩致密化过程中存在差异,由此导致叠层共烧体产生翘曲和开裂缺陷;对叠层共烧体微观组织结构分析表明,在叠层共烧体中靠近界面处铁电材料晶粒尺寸大于远离界面处晶粒尺寸,其原因在于共烧过程中Fe3+从铁氧体材料一侧扩散至铁电材料一侧并固溶于钙钛矿相晶格中所致。     

工艺过程中生瓷带收缩问题研究

HTCC/LTCC的工艺过程中经常会出现生瓷带收缩现象,由此现象引起的系列工艺问题众多,尤其对于多层互连结构的产品影响很大,而一些工艺环节会加重生瓷带收缩现象出现的频率、收缩的程度。文章对于生瓷带收缩现象的产生原因进行了较为详细的分析与阐述,同时针对生瓷带收缩问题采用生瓷带预处理工艺,并着重对不同的预处理工艺进行试验对比。不同的生瓷带预处理工艺各有利弊,可以根据产品的各自特点综合考虑,采用合适的工艺方法对生瓷带收缩问题加以解决。     

低烧ZnO-TiO2微波陶瓷介电特性及片式多层带通滤波器研究

采用材料特性、器件设计及制备工艺相结合的三位一体研究模式,研究了低烧ZnO-TiO2微波陶瓷介电特性,利用高频结构仿真软件HFSS对低烧陶瓷带通滤波器微波特性进行建模,重点介绍材料介电特性对片式带通滤波器性能影响的优化仿真,采用LTCC制造工艺技术制备片式多层带通陶瓷滤波器。研究结果表明:ZnO-TiO2微波陶瓷在895~910℃烧结,陶瓷相ZnTiO3、TiO2稳定存在,具有较佳的微波介质特性,在900℃烧结3h,其介电性能:εr=27.05、Qf=19822GHz、τf=2ppm/℃,该材料与Ag电极能较好匹配。模拟仿真表明:低烧材料的相对介电常数偏差是器件设计制备中的关键要素,仿真优化结果与LTCC试验样品的测试结果吻合较好。制备出的片式多层带通滤波器适用于表面贴装技术。     

采用叠层焊点的PBGA组件温度场模拟分析

运用有限元软件ANSYS建立了采用叠层焊点的塑料球栅阵列(Plastic Ball Grid Array,PBGA)结构有限元分析模型,基于该模型对PBGA结构在典型工作环境下的稳态温度场分布进行了模拟,对比传统单层焊点与叠层焊点对PBGA结构温度场的影响,并分析了焊点高度和PBGA结构各部分材料导热系数对内部温度的影响。结果表明:焊点结构形式(单层和叠层)和焊点高度对PBGA组件温度场影响不大;PCB的导热系数对PBGA组件温度场影响最大,其次是塑封和基板,粘结剂对PBGA组件温度场影响很小。     

低温共烧陶瓷生坯块切割毛边的分析及改善

生瓷坯切割作为低温共烧陶瓷（LTCC）工艺中的重要工序,对产品的外形尺寸和产品外观形貌具有关键的影响。针对热切时生坯外形毛边产生原因进行了分析,确定了浆料的分散特性、粘结剂含量及粘结剂/增塑剂的比值、切割温度是切割时产生毛边的主要原因。通过对粉体形貌及粒度分布、浆料分散特性、浆料配方中的粘结剂含量以及粘结剂/增塑剂含量之比、切割温度进行优化,明显改善了切割毛边问题。     

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。     

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。     

金属/BAS微晶玻璃复合基板的制备与性能研究

制备了与0Cr18Ni9不锈钢热膨胀相匹配的Ba-Al-Si系微晶玻璃,利用流延法将玻璃制成生瓷带。在不锈钢板表面生瓷带经温压烧结后形成金属/微晶玻璃复合基板。电气性能测试结果,介质层厚度>73.5μm时,击穿电压>1.28kV,泄漏电流<0.05mA;微晶玻璃膨胀系数为10×10–6/℃。     

有机添加剂对氧化铝流延浆料流变性能的影响

系统研究了流延法制备氧化铝陶瓷基片过程中分散剂、增塑剂和粘结剂对浆料流变性能的影响。结果表明:采用分散剂GTO和S80制得的浆料黏度最低,TEP制备的浆料黏度最高。利用增塑剂PEG400和DBP都能获得较低的浆料黏度,随着增塑剂与粘结剂比值R的增加,浆料黏度显著降低。采用分散剂TEA、粘结剂PVB、增塑剂DBP制备的氧化铝浆料,当R值为0.8~1.6时,流延浆料黏度为1 071~1 671 mPa.s,流延生带质量较好。     

The influence of sintering environment and intermediate grounding on the scattering of the superconducting characteristics in BSCCO ceramic produced by spray-frozen,freeze drying method

The effect of intermediate grounding and sintering environment (air or sintered powder) on the superconducting characteristics of Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O bulk ceramics obtained by spray-frozen freeze drying technique was investigated by X-ray diffraction, electric and magnetic measurements. Intermediate grounding leads to higher scattering coefficients of the superconducting characteristics. This result does not depend on sintering environment. Improved results are obtained when sintering is performed by immersing pellets “in powder” rather than placing them “on powder”. The powder used as sintering environment was pyrolized precursor powder calcinated in air for 100 h.     

烧结温度对硼硅酸盐玻璃/氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用流延成型工艺制备了硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷生瓷带,并经烧结制备了陶瓷试样。研究了烧结温度对所制陶瓷烧结性能、介电性能与微观结构的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,所得陶瓷试样的体积密度、烧结收缩和介电常数均先增大后减小;当烧结温度达到850℃时,陶瓷试样中开始析出钙长石晶相;经880℃烧结所得陶瓷性能较佳:体积密度为3.08 g/cm3,在20 MHz下相对介电常数为7.7,介质损耗为2.0×10–4,25～600℃内线膨胀系数为8.3×10–6/℃,满足LTCC基板材料的应用要求。     

双粒径组分YSZ陶瓷的烧结致密化研究

为了在低于1400℃的烧结温度下获得相对密度高于95%的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷,将粒径不同的YSZ粉体球磨混合成双粒径组分粉体,采用流延成型工艺制得生坯并分别在1 350,1 400,1 450℃下进行烧结。研究了双粒径粉体的组分对所制YSZ陶瓷性能的影响。结果表明:粗细粉组成的双粒径粉体试样烧结密度较之单一原料粉体有所提高,微米级(中径1.46μm)粉体与造粒后的纳米级(中径90 nm)粉体进行级配(质量比7∶3)后在1 350℃烧结所制的YSZ陶瓷相对密度达到97%。     

半导体工业中的盒形件Gehause粉末注射成形工艺研究

分析了半导体工业上盒形件Gehause的工艺结构及特点,通过金属粉末注射成形(MIM)工艺优化和采用研发的粘结剂系统,用SPC技术控制注射成型工艺参数与注射件重量,烧结后得到的盒形件Gehause产品在尺寸精度、性能等方面均满足要求.