[發明專利]一種超薄大尺寸LTCC陶瓷基板的制備方法

有效

• 申請號: 202110388792.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113087526B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 袁世逢;龐錦標;韓玉成;竇占明;舒國勁
• 申請（專利權）人: 中國振華集團云科電子有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 楊成剛

1.一種超薄大尺寸LTCC陶瓷基板的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）陶瓷基板材料制備：采用ZnNb₂O₆體系作為基礎體系，ZnNb₂O₆體系通過ZnO和Nb₂O₅按摩爾配比后混料預燒合成；

（2）陶瓷基板材料介電常數調整：通過復合高介電常數的TiO₂材料調整材料體系的介電常數達到設定值；

（3）陶瓷基板材料燒結溫度調節：按LTCC燒結工藝的要求，添加燒結助劑，降低體系的燒結溫度，達到低溫燒結的目的；

（4）粉體混合：通過濕法球磨的方式對ZnNb₂O₆粉體、TiO₂粉體、燒結助劑進行混合，使粉體充分混合均勻；

（5）出料烘干：將混合好的粉體置于烘箱中進行干燥處理；

（6）體系除雜：將烘干后的粉體使用燒結爐燒結，除去體系內的有機物和雜質；

（7）砂磨處理：通過砂磨的方式對燒結除雜后的粉體進行砂磨處理，使體系的粉體粒徑分布均勻，且可以增大粉體的比表面積，有利于提高粉體的反應活性；

（8）出料烘干：將砂磨后的粉體置于烘箱中進行干燥處理；

（9）漿料制備：在砂磨得到的粉體中，使用濕法球磨的方式加入溶劑、分散劑和消泡劑，進行初步漿料制備，再加入粘結劑、溶劑，完成漿料制備；

（10）制作生瓷片：按現有流延工藝進行流延和裁片；

（11）生坯制作：按現有流延工藝對生瓷片進行疊片、等靜壓、熱切，形成生坯；

（12）燒結成型：按現有LTCC工藝燒結成型；

詳細步驟如下：

1）ZnO和Nb₂O₅通過摩爾配比后使用去離子水作為溶劑，球磨3h-5h后使用烘箱80℃~100℃下出料烘干；

2）烘干后的粉體在1000℃~1050℃下燒結3h~4h制得ZnNb₂O₆粉體；

3）將合成的ZnNb₂O₆粉體、TiO₂粉體、燒結助劑進行球磨混合后使用烘箱80℃~100℃下出料烘干；

4）將烘干后的粉體在600℃~700℃下燒結2h，除去體系內的有機物和雜質；

5）使用砂磨機將混合干燥后的粉體進行砂磨處理，使體系的粒徑D₅₀≤0.5μm；砂磨完的粉體使用噴霧干燥塔在240℃~260℃下進行噴霧干燥處理，得到干燥后的粉體，準備進行配料；

6）使用砂磨得到的粉體制備流延料，以乙醇或二甲苯作為溶劑，按照粉體與溶劑5∶1的比例進行配制，并加入5‰~6‰的分散劑和消泡劑進行第一次球磨，時間為20~30h；

7）粉體經過充分混合后加入30%~32%的粘結劑，并再次補充10%~12%的乙醇、二甲苯，再次球磨10h~12h，使粘結劑和溶劑充分的混合均勻；

8）混合均勻后的漿料通過孔隙為1μm~2μm的濾袋進行出料，以去除制備流延料的過程中混入的雜質；

9）過濾完畢后的漿料進行真空脫泡處理，真空壓力≥1MP a，脫泡時間≥30min，攪拌速率為40 r/min ~60r/min；

10）使用1.5m/min~2m/min的流延速度和21℃~50℃的流延區間制備流延膜片；

11）制備的流延膜片使用裁片機裁制成設定大小的陶瓷膜片；

12）裁制后的單層膜片使用疊片機進行疊片，疊片后的生坯厚度控制在40μm ~200μm；

13）疊片后封裝完畢進行等靜壓，將等靜壓的最大壓力設置為170 MP a ~180MP a，保壓時間為20 min ~30min；

14）將等靜壓后的生坯使用熱切機進行熱切，切割尺寸為120 mm ~180mm；

15）切割后的生坯放置在恒溫恒濕柜里進行陳腐處理，陳腐時間為2天~3天；

16）陳腐完畢的生坯使用排膠爐進行600℃~650℃，2h~3h排膠處理；

17）排膠后的生坯在880℃~950℃下保溫30min~60min燒結，在無蓋板壓制的狀態下基板燒結后最終保持水平的狀態。