封接浆料及其制备方法,复合陶瓷基板及其制备方法与流程

文档序号:37313542发布日期:2024-03-13 21:05阅读:16来源:国知局

本发明属于电子行业用高性能陶瓷制造,特别是涉及一种封接浆料及其制备方法,复合陶瓷基板及其制备方法。


背景技术:

1、介质陶瓷材料作为雷达、有源电子扫描天线阵列、卫星通讯、及电信等领域的重要元件,被广泛应用于电阻、电容、电感、隔离器、环行器等各类高性能电子器件中。随着功能需求日益增加,各类介质陶瓷产品被加工、组合应用的形式越来越多,阵列式片状结构异质陶瓷基板因其集成化、小型化的结构特点,在相关领域得到了最为重要的关注。

2、在阵列式片状结构异质陶瓷基板的制程中,封接/连接工序至关重要,目前相关方法主要有以下两种:第一种是嵌入式异质陶瓷基片,其利用激光在陶瓷基片上形成梯形或锥度孔,将另一种陶瓷基片加工成梯形或锥度陶瓷体,再将陶瓷体嵌入梯形或锥度孔中,两者之间的微小缝隙通过耐高温、耐酸碱、致密的玻璃体进行互相粘接;第二种是微波铁氧体套片,其包括微波介质陶瓷环片和容纳于环片中的微波铁氧体圆片,两者通过粘接材料粘结。但是,上述两种方法共同存在的问题为封接材料极易开裂,从而导致复合陶瓷基板的封接合格率极低。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于,提供一种封接浆料及其制备方法,复合陶瓷基板及其制备方法,所要解决的技术问题是如何提供一种封接浆料,使应用该封接浆料封接的复合陶瓷基板不易发生封接材料的开裂,合格率高,从而更加适合适用。

2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种封接浆料,以质量百分含量计,其包括:

3、网络形成剂,70%~78.5%;

4、形核剂,1.5%~5%;

5、调整剂,2%~7%;所述网络形成剂、形核剂和调整剂的总和为77%~82%;

6、增韧剂,0.03%~0.35%;

7、固化剂,0.3%~1.5%;和

8、溶剂或稀释剂,17%~21%;

9、所述封接浆料涂覆后,烧结,排水,排胶,晶化,形成β-锂霞石微晶相;所述β-锂霞石微晶相的膨胀系数为-9.1×10-6~-0.8×10-6/k。

10、本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

11、优选的,前述的封接浆料,其中所述网络形成剂包括sio2、lio2、al2o3和zno,其中sio2≤68%,zno≤6%,lio2≥2%;所述形核剂包括tio2、zro2、p2o5、caf2和mgf2中的至少一种,其中tio2和zro2的总含量≤p2o5的含量;所述调整剂包括bi2o3、mgo、bao、sb2o3、b2o5、cao、k2o、wo3和moo3中的至少一种,其中bi2o3≤0.7wt%,sb2o3≤2wt%;所述增韧剂选自不饱和聚酯类和/或酚醛树脂类;所述固化剂选自聚酰胺类、小分子咪唑类和二胺类中的至少一种;所述溶剂或稀释剂包括有机相和无机相;所述有机相选自松油醇、丁基卡必醇、乙二醇、无水乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一种;所述无机相为去离子水。

12、优选的,前述的封接浆料,其还包括0.5~5%的颜料。

13、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种封接浆料的制备方法,其包括以下步骤:

14、根据前述的封接浆料配料;

15、将配料中的液相组分混合,在搅拌条件下将固相粉体组分加入液相组分混合物中,搅拌至料浆均匀,得到封接浆料。

16、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种复合陶瓷基板的制备方法,所述复合陶瓷基板包括介质陶瓷基板和铁氧体片;所述介质陶瓷基板上设置有封接孔;所述铁氧体片设置于所述封接孔内,其包括以下步骤:

17、s1将前述的封接浆料涂覆于所述封接孔的内壁上;将与所述封接孔尺寸匹配的铁氧体片装配于所述封接孔内,使所述封接孔的内壁与铁氧体片的外壁之间充满所述封接浆料;

18、s2烧结;在烧结过程中排水,排胶;烧结之后进行晶化;研磨,抛光,得到复合陶瓷基板。

19、本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

20、优选的,前述的制备方法,其中所述介质陶瓷基板上设置有阵列式分布的封接孔;步骤s1中所述将前述的封接浆料涂覆于所述封接孔的内壁上包括以下步骤:

21、在所述封接孔内形成尺寸为目标封接浆料厚度的容腔;

22、向所述容腔内注入所述封接浆料。

23、优选的,前述的制备方法,其中步骤s2中所述烧结是在≥1000℃下保温20~60min;所述排水是在150~200℃下保温20~40min;所述排胶是在450~620℃下保温20~40min;所述晶化是在低于烧结温度150~200℃下保温2~3h;所述晶化后,所述封接浆料形成了β-锂霞石微晶相;所述β-锂霞石微晶相的膨胀系数为-9.1×10-6~-0.8×10-6/k。

24、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种复合陶瓷基板,其包括:

25、介质陶瓷基板,所述介质陶瓷基板上设置有封接孔;

26、铁氧体片,所述铁氧体片设置于所述封接孔内;

27、封接材料,设置于封接孔内壁与铁氧体片外壁之间的间隙内;所述封接材料为权利要求1至3任一项所述的封接材料。

28、本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

29、优选的,前述的复合陶瓷基板,其中所述介质陶瓷基板的材质选自fe-ni-zn、sr-mg-ti、zn-ti-o、mg-ti-o、zn-si-o、mg-si-o、ca-si-o和mg-nb-o中的至少一种,其膨胀系数为8.5×10-6~9.5×10-6/k;所述铁氧体片的材质选自mg-sr-la、co-fe-o、mg-fe-o、ni-fe-o、ba-fe-o和mn-fe-o中的至少一种,其膨胀系数为10.5×10-6~11.5×10-6/k。

30、优选的,前述的复合陶瓷基板,其中所述封接孔的内腔尺寸与所述铁氧体片的尺寸匹配;所述铁氧体片装配于所述封接孔后的单边间隙为0.01mm~0.1mm。

31、优选的,前述的复合陶瓷基板,其中其是由前述的制备方法制备的。

32、借由上述技术方案,本发明提出的一种封接浆料及其制备方法,复合陶瓷基板及其制备方法至少具有下列优点:

33、本发明提出的封接浆料及其制备方法,其通过研究介质陶瓷和铁氧体两种不同陶瓷材料的特性,优化设计了封接浆料的组成配方和工艺,依据膨胀系数匹配原则、浸润性原则设计出了一种具有负膨胀系数特征的封接浆料;本发明通过精确控制封接浆料的原材料比例制备了封接浆料,并通过将其涂覆于封接孔内壁,将铁氧体陶瓷装载于封接孔内,然后通过熔融烧结,排水,排胶和晶化步骤,完成介质陶瓷和铁氧体两种陶瓷体的封接;本发明的封接浆料经过晶化处理之后形成了膨胀系数为负值的β-锂霞石微晶相,其膨胀系数为-9.1×10-6~-0.8×10-6/k;由于封接浆料封接后具有负膨胀系数的特性,因此在封接过程中,封接浆料可以有效补偿介质陶瓷与铁氧体陶瓷两者之间的膨胀性失配,有效地降低了异质陶瓷基板封接过程中的应力及应力开裂缺陷,且,其在进一步降低复合基板封接应力的同时,获得了更高的封接强度,大幅度提升了片状复合陶瓷基板的封接合格率;通过大量实验验证,在复合陶瓷基板生产过程中,本发明技术方案可以将封接开裂比例由现有技术的90%降低至10%,极大地提高了产品合格率。

34、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

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