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目前,低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)研制的新型无源集成元器件成为了许多研究人员的热点。而陶瓷膜带是制备LTCC产品的第一道工序,它直接影响着后续的打孔、印刷、叠压以及排胶烧成等工序。本文研究了流延成型中有机粘结对CaO-Al2O3-B2O3-SiO2(CABS)玻璃/氧化铝陶瓷生料带及烧结性能的影响,并分析了在非水基放大试生产过程中出现的表面色差问题、膜片叠压收缩问题以及排胶残留量问题等。本研究主要内容包括: ⑴聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是陶瓷流延成型中使用最为广泛的一种,实验通过选用不同特性的PVB制备流延生料带并对其性能进行测试表征。结果表明:随着PVB的分子量增大和羟基含量增多,有利于提高生料带的拉伸强度和断裂伸长率。同时,在一定分子量范围内,羟基对生料带拉伸强度的影响超过分子量的影响。生料带的排胶过程分为两个阶段:第一阶段主要与生料带的羟基含量有关,羟基含量越多,其排胶温度越高;第二阶段排胶温度与PVB分子量有关,分子量增大,排胶温度有升高趋势。选用低分子量和羟基含量的PVB作为粘结剂有利于增加玻璃/陶瓷流延生料带的体积密度及其颗粒的分散致密性,同时也使多层式生料带热压叠合生坯的烧结收缩率降低,但对烧结瓷片的体积密度和介电性能影响不显著。而采用多种PVB复合作为粘结剂,实验结果表明:小分量的B20H虽然可以增大生料带的体积密度,提高致密性,但在力学性能上表现很不好,纯B20H制成的生料带强度只有1.12MPa,而添加大分子量的B60H后,力学性能明显提高。 ⑵采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和乙基纤维素(EC)作为流延成型粘结剂制备玻璃/陶瓷生料带,重点分析了PMMA和EC生料带的堆积致密形貌、排胶过程、烧结收缩以及介电性能等。实验结果表明:分别采用6wt%的PMMA和10wt%的EC作为粘结剂制备的陶瓷生料带堆积致密性好,叠压收缩率较小。试样烧成径向收缩率分别为10.44%和14.54%,其中PMMA试样的介电常数为8.19(10kHz),介电损耗为2.4×10-3左右;EC试样的介电常数为8.06(10kHz),介电损耗为2.0×10-3左右。通过DSC和TG对PMMA、EC生料带的排胶过程和机理进行了详细的分析。结果表明: PMMA和EC在空气中的热分解过程主要存在两种方式:低温区的断链热分解和高温区的氧化分解。PMMA生料带在400℃完成排胶过程,但仍存在一定量的残留,需要在更高温度下保温以便排胶完全。而EC生料带由于粘结剂的高温氧化阶段在390.6℃-493.8℃之间,所以EC生料带可以在500℃时保温一段时间以减少碳残留量。在PMMA生料带排胶过程中,由于氧化铝或玻璃与PMMA分子链的基团存在着较强的键合作用,会对PMMA高温区的氧化分解有一定滞后影响。 ⑶选用聚丙烯酸(PAA)作为分散剂、两种苯丙乳液作为水基粘结剂进行流延成型生料带,并观察和分析了试样的排胶和烧结情况。实验表明:用1wt%PAA作为分散剂,20wt%苯丙乳液(Tg=25℃)为粘结剂制备的水基生料带,其表面未开裂,气孔较少,但其强度较低。用苯丙乳液制备的生料带主要在300℃-400℃之间发生热分解,并且分解速率达到最大,失重量到达85%以上。而在400℃-500℃之间发生前期产物的氧化分解,当温度处于500℃以上时,样品的失重基本保持不变。