在電子元器件制造中,多層共燒技術(shù)廣泛應(yīng)用于制備高性能的陶瓷基板和多層片式元件。
共燒鉑電極漿料因其良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性成為常用材料。然而,在多層共燒過(guò)程中,層間污染問(wèn)題時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能與可靠性。先進(jìn)院(深圳)科技有限公司在解決這一技術(shù)難題上投入了大量研究,取得了一系列成果。
一、層間污染的成因
(一)元素?cái)U(kuò)散
在高溫共燒時(shí),鉑電極漿料中的某些元素,如助熔劑中的堿金屬元素,會(huì)因熱驅(qū)動(dòng)向相鄰陶瓷層擴(kuò)散。這些元素進(jìn)入陶瓷晶格后,可能改變陶瓷的電學(xué)和物理性能,導(dǎo)致層間絕緣性能下降。例如,鈉離子擴(kuò)散到陶瓷層中,會(huì)增加陶瓷的離子電導(dǎo)率,引發(fā)漏電等問(wèn)題。
(二)揮發(fā)與再沉積
共燒過(guò)程中,鉑電極漿料中的有機(jī)添加劑和部分低熔點(diǎn)成分會(huì)揮發(fā)。這些揮發(fā)物在爐內(nèi)氣氛中遷移,若不能及時(shí)排出,就可能在溫度較低的區(qū)域重新沉積在陶瓷層表面,形成污染層,影響層間結(jié)合力和電氣性能。
二、先進(jìn)院(深圳)科技有限公司的解決策略
(一)優(yōu)化漿料配方
先進(jìn)院(深圳)科技有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)整
鉑電極漿料的配方,減少易擴(kuò)散和揮發(fā)的成分。他們采用新型的低擴(kuò)散助熔劑體系,降低了堿金屬元素的含量,并優(yōu)化了有機(jī)添加劑的種類和比例。例如,使用具有更高熱穩(wěn)定性的有機(jī)載體,減少其在共燒過(guò)程中的揮發(fā)量。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,研發(fā)出的新型鉑電極漿料,有效抑制了元素?cái)U(kuò)散和揮發(fā),顯著降低了層間污染風(fēng)險(xiǎn)。
(二)改進(jìn)工藝控制
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升溫速率控制:準(zhǔn)確控制共燒過(guò)程的升溫速率至關(guān)重要。先進(jìn)院(深圳)科技有限公司研究發(fā)現(xiàn),過(guò)快的升溫速率會(huì)加劇元素?cái)U(kuò)散和揮發(fā)。通過(guò)采用分段升溫工藝,在關(guān)鍵溫度區(qū)間降低升溫速率,使?jié){料中的成分有足夠時(shí)間均勻反應(yīng)和揮發(fā),避免了局部過(guò)熱導(dǎo)致的大量元素?cái)U(kuò)散和揮發(fā)。例如,在 500 - 800℃這一易產(chǎn)生揮發(fā)的溫度區(qū)間,將升溫速率從常規(guī)的 10℃/min 降低至 5℃/min,有效減少了揮發(fā)物的產(chǎn)生。
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爐內(nèi)氣氛調(diào)控:優(yōu)化爐內(nèi)氣氛可以促進(jìn)揮發(fā)物排出,減少再沉積。公司在共燒過(guò)程中采用富氧氣氛,并增加氣體流量,加速揮發(fā)物的氧化和排出。同時(shí),合理設(shè)計(jì)爐內(nèi)氣體流向,避免揮發(fā)物在爐內(nèi)局部積聚,降低了其重新沉積在陶瓷層表面的可能性。
(三)使用阻隔層
先進(jìn)院(深圳)科技有限公司還提出在鉑電極與陶瓷層之間引入阻隔層的方法。阻隔層材料選用具有高化學(xué)穩(wěn)定性和低擴(kuò)散系數(shù)的物質(zhì),如特定成分的氧化物薄膜。在多層共燒前,通過(guò)濺射、涂覆等工藝在陶瓷層表面制備阻隔層。阻隔層能夠有效阻擋
鉑電極漿料中元素的擴(kuò)散,同時(shí)不影響電極與陶瓷層的結(jié)合性能。實(shí)驗(yàn)表明,使用阻隔層后,層間污染問(wèn)題得到了極大改善,產(chǎn)品的良品率顯著提高。
先進(jìn)院(深圳)科技有限公司通過(guò)優(yōu)化漿料配方、改進(jìn)工藝控制以及引入阻隔層等一系列措施,成功解決了共燒鉑電極漿料在多層共燒過(guò)程中的層間污染問(wèn)題,為電子元器件制造企業(yè)提供了可靠的技術(shù)支持,推動(dòng)了多層共燒技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。
以上數(shù)據(jù)僅供參考,具體性能可能因生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品規(guī)格而有所差異。