一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带流延浆料的方法技术

本发明专利技术即一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带流延浆料的方法是一种膜带流延浆料与银包铜电极浆料在LTCC工艺中基于相似的各方参数的定制化匹配方案。主要针对瓷料和电极浆料匹配性问题提出的一种根本性、全面性解决LTCC工艺容差性差的解决方案。采用的电极浆料系银包铜粉所制，也提高了该解决方案的经济适用性。本发明专利技术所提出的方法具有材料普通易买，工艺容差性好等特点，符合绿色节能的环保需求，具有良好工业化应用前景，为我国LTCC产业化高速发展提供坚实的基础。可望在无线通讯、航空航天军事、微波‑射频器件应用、汽车电子器件等诸多领域得到大规模的应用。

A silver coated copper electrode paste, LTCC film with customized solutions

The invention is a solution of silver coated copper electrode paste, LTCC film is customized with a membrane with slurry and silver coated copper electrode paste in LTCC process parameters based on customized parties similarity matching scheme. This paper presents a fundamental and comprehensive solution to the problem of poor tolerance of LTCC process, which is based on the matching problem of ceramic materials and electrode pastes. The electrode paste is made by the powder, but also enhances the economic applicability of the solution. The solution provided by the invention has the characteristics of easy to buy ordinary materials, good fabrication tolerance, with green energy demand for environmental protection, has good prospects for industrial application, provide a solid foundation for the rapid development of LTCC industry in china. Is expected to be applied in wireless communication, aerospace, military microwave RF device applications, automotive electronics and other fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带的解决方案，属于低温共烧陶瓷【LTCC】领域。
技术介绍
LTCC工艺有一个无可回避的又棘手的技术性问题，那就是生瓷料和电极浆料匹配性问题，因为LTCC相关企业通常只单独研发生产生瓷料(包括瓷粉、瓷浆、膜带)抑或电极浆料，企业间一般采用试错法解决生瓷料和电极浆料的匹配性问题。然而，实际情况呈现出样品提供-试错-再提供样品-再试错的死循环状态，周期长不说，有时折腾到最后也还无法给出满意的匹配性方案，所以国内较多企业比较保守，一旦找到匹配性方案就只好紧抓不放，不利于行业技术的革新升级。生瓷料和电极浆料匹配性问题，其主要包括三个方面：一是烧结收缩行为匹配，即烧结时收缩速率和烧结后的收缩率要适配，不能造成电路图形或电路片损坏；再是线性热膨胀系数(CTE)匹配，即在电路片工作温度变化范围内，其各层各向的线性热膨胀系数(CTE)要接近且均匀，无界面效应；最后是化学反应(物理变化)匹配，即在生瓷料和电极浆料之间应不存在化学反应或物理变化(例如银迁移)。本专利技术旨在从根源上来解决生瓷料和电极浆料的匹配性问题，方法是先期从原料配方和浆料体系等诸多角度考虑一揽子的工艺解决方案，而不是像传统LTCC工艺仅仅局限于割裂的讨论瓷料的LTCC工艺、电极浆料的LTCC工艺、或是LTCC的烧结工艺等等，事实证明，这样的做法可行性很低。因为LTCC工艺是一种工艺容差性很小的工艺，工艺步骤的对接无论是工艺控制还是指标都有很高的要求，如果不是一揽子的解决方案的话，关键工艺步骤对接处常常变成一种试错型的死循环，很难跳出，这极大的限制了LTCC全套工艺的发展。综上所述，本专利技术即一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带的解决方案是一种根本性、全面性的LTCC工艺解决方案，能够为LTCC的产业化的高速发展指明方向，提高了LTCC产业化高速发展的可行性。
技术实现思路
为提高LTCC低温共烧工艺的容差性、经济性和设计灵活性，本专利技术提供一种银包铜 电极浆料定制化匹配LTCC膜带的定制化解决方案。具体内容如下：1.一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带的解决方案，其特征在于：一种膜带流延浆料与银包铜电极浆料在LTCC工艺中基于相似的固液比、溶剂体系、增稠剂、触变剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂各方面参数拟定的定制化匹配方案。工艺过程是：制备LTCC膜带，制备银包铜电极浆料，将银包铜电极浆料丝网印刷在LTCC膜带上，烘干、热压叠层、等静压、切割、低温共烧、封端得到定制产品的全套工艺，见图1。2.如上述1中所述的LTCC膜带中，其成分的体积比(vol％)含量见表7：表7 LTCC膜带成分表(vol％)3.如上述1中所述的制备LTCC膜带见图2，其包括以下步骤：A.玻璃粉制备，见图4。包括玻璃粉前驱体原料配置、球磨混料、烘干、熔融、粉碎、再球磨、再烘干、过筛得到玻璃粉。玻璃粉前驱体原料配置即根据表7中玻璃粉成分的体积比含量称取对应质量的玻璃粉前驱体原料。对应关系如表8：表8 玻璃粉成分与玻璃粉前驱体原料对应关系表玻璃粉成分(vol％) CaO B2O3SiO2MgO ZnO ZrO2玻璃粉前驱体原料(wt) Ca(OH)2H3BO3SiO2Mg(OH)2ZnO ZrO2球磨混料和再球磨时间在6～24h。球磨混料和再球磨配比为物料、无水乙醇、氧化锆球的重量比为1∶1～2∶2～4，氧化锆球优选Φ3～Φ5mm。烘干和再烘干的温度为70～90℃。熔融优选在玻璃熔块炉中进行，熔融温度控制在1420～1480℃。过筛时筛子的目数在300～400目。B.制备生瓷粉，见图5。包括瓷料复配、球磨混料、烘干、过筛。瓷料复配是根据表7复配瓷粉的体积比含量称取对应质量的玻璃粉前驱体原料，再加入到步骤A中所得玻璃粉中。球磨混料时间在6～24h。球磨混料配比为物料、无水乙醇、氧化锆球的重量比为1∶1～2∶2～4，氧化锆球优选Φ3～Φ5mm。烘干和再烘干的温度为70～90℃。过筛时筛子的目数在300～400目。C.配置流延浆料体系，见图6。包括配置溶剂体系、触变剂活化、增稠剂处理、添加增塑剂和表面活性剂、加入生瓷粉、湿法球磨、真空抽泡。配置溶剂体系是根据表9比例配置由无水乙醇、丙酮/丁酮、松油醇、邻苯二甲酸二丁酯组成的溶剂体系。表9 溶剂体系的构成(wt％)编号 无水乙醇 丙酮/丁酮 松油醇 邻苯二甲酸二丁酯 1 68 16.5 15 0.5 2 68.4 17.1 12.5 1 3 70.8 17.7 10 1.5 4 72.4 18.1 7.5 2 5 74 18.5 5 2.5 触变剂活化是将触变剂按溶剂体系0.1～1％(wt％)的比例加入到配制好的溶剂体系中进行活化，活化的温度控制在40～50℃。所述的触变剂可以是蓖麻油基有机衍生物的附聚物、膨润土、蒙脱土、改性聚酰胺蜡等等，其中某些触变剂也可不需活化过程直接加入，如膨润土、蒙脱土类触变剂可直接加入而不需要活化过程。增稠剂处理是将增稠剂按表10比例加入到配置的溶剂体系中进行溶解和分散。所述增稠剂可以是乙烯醇缩醛类如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)，也可以是纤维素类如乙基纤维素(HEC)、羟甲基纤维素(HMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)。表10 增稠剂添加比例(wt％)样品编号 乙烯醇缩醛类 纤维素类 1 8 0.1 2 6 1.8 3 4 2.6 4 2 3.7 增塑剂和表面活性剂的添加比例(wt％)见表11，增塑剂优选为聚乙二醇400(PEG-400，分子量400)，表面活性剂优选为司班85、卵磷脂、KH170、磷酸三乙酯(TEP)。表11 增塑剂、表面活性剂添加比例(wt％)加入生瓷粉是将B步骤过筛得到的生瓷粉按固液比45～55∶55～45(w)加入到上述已配制好的有机溶剂体系中。湿法球磨配比为物料、氧化锆球的重量比为1∶2～4，氧化锆球优选Φ3～Φ5mm，时间为12～48h。真空抽泡是在大于3000转/h的搅拌条件下，时间维持15min～60min，且真空度应在4×10-2Pa～8×10-2Pa。(深圳市信鸿锦电子材料有限公司消泡机)D.流延生产生膜带。流延膜厚、保温区间、流延速度、流延速度根据市场需求、设备要求、供料方式和生产效率综合决定。5.如上述1中所述的制备银包铜电极浆料，流程见图3。其包括配置溶剂体系、加入触变剂、增稠剂处理、加入消泡剂和表面活性剂、加入银包铜粉、密炼混匀得到银包铜电极浆料。根据表12比例且对应表9相应编号溶剂体系配置相应的由无水乙醇、丙酮/丁酮、松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯组成的与生瓷浆料体系相似的溶剂体系。表12 溶剂体系的构成(wt％)触变剂按溶剂体系0.1～1％(wt％)的比例加入到配制好的溶剂体系中进行活化，所述的触变剂优选膨润土、蒙脱土等等，增稠剂处理是将增稠剂按表13比例且对应表10样品相应编号，加入到配置的溶剂体系中进行溶解后形成的与生瓷浆料体系相似的混合体系。所述增稠剂可以是乙烯醇缩醛类如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)，也可以是纤维素类如乙基纤维素(HEC)、羟甲基纤维素(HMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)。表13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带的解决方案。其特征在于：一种膜带流延浆料与银包铜电极浆料在LTCC工艺中基于相似的各方参数拟定的定制化匹配方案。

【技术特征摘要】
1.一种银包铜电极浆料定制化匹配LTCC膜带的解决方案。其特征在于：一种膜带流延浆料与银包铜电极浆料在LTCC工艺中基于相似的各方参数拟定的定制化匹配方案。2.如权利要求1中所述的膜带流延浆料，其特征在于：配置溶剂体系优选表1比例，配置由无水乙醇、丙酮/丁酮、松油醇、邻苯二甲酸二丁酯组成的溶剂体系。表1膜带流延浆料溶剂体系的构成(wt％)编号无水乙醇丙酮/丁酮松油醇邻苯二甲酸二丁酯16816.5150.5268.417.112.51370.817.7101.5472.418.17.5257418.552.5触变剂活化是将触变剂按溶剂体系0.1～1％(wt％)的比例加入到上述配制好的溶剂体系中进行活化。所述的触变剂优选蓖麻油基有机衍生物的附聚物、膨润土、蒙脱土、改性聚酰胺蜡等等。增稠剂处理是将增稠剂优选按表2比例加入到上述配置的溶剂体系中进行溶解。所述增稠剂优选乙烯醇缩醛类如缩醛类、聚烯醇类，纤维素类。表2 增稠剂添加比例(wt％)(流延浆料)样品编号缩醛类或聚烯醇类纤维素类180.1261.8342.6423.7增塑剂和表面活性剂的添加比例(wt％)优选见表3，增塑剂优选聚乙二醇400(PEG-400，分子量400)，表面活性剂优选司班85、卵磷脂、KH170、磷酸三乙酯(TEP)。表3 增塑剂和表面活性剂添加比例(wt％)增塑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑敏刚，邢孟江，刘永红，张树人，
申请(专利权)人：云南银峰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53