CN115472367B - 一种基于超声混样的ltcc电阻制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法，包括：S1，一种LTCC电阻浆料包括功能相和有机载体；功能相由导电相、粘结相和改性剂组成；S2，称取导电相、粘结相和改性剂，混合并冷却得到待用的混合相；S3，将混合相配以乙醇，通过磁力搅拌制得浑浊液；S4，将浑浊液进行超声和磁力搅拌；S5，重复步骤S4后，真空冷冻干燥得到功能相；S6，称取功能相和有机载体，混合后轧至要求细度，得到电阻浆料；S7，利用电阻浆料制备LTCC电阻。本发明采用超声混样法制备的浆料均相性更好，采用真空冷冻干燥减轻了功能相颗粒的团聚现象，并且降低了球磨转移过程中功能相的损失，缩短了工艺操作时间，降低了工业成本。

Description

一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法
技术领域
本发明涉及电子材料技术领域，具体而言，涉及一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法。
背景技术
低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Cofired Ceramc，LTCC)产生于上世纪八十年代的日本，兴起于美国，该技术采用低损耗介质基板、低电阻率导体布线，基板共烧工艺打破传统厚膜集成电路对布线层数的限制，同时可实现电阻、电容等无源器件内埋，真正意义上达到三维微波互连，是目前实现微波组件小型轻量化、高密度、高可靠性封装的主流技术。采用LTCC技术制成的无源电路模块与单片IC组成的多芯片组件(Multi-Chip Moudle，MCM)正广泛应用于军事、航空航天、汽车、能源等领域。
随着LTCC技术在国内的迅速发展，其广阔的应用前景迫切需要配套材料的研发。LTCC材料分为基板材料、导体浆料和无源器件材料三类，其中电阻浆料是制备电阻器的关键材料，常用于军事相控阵雷达收发组件，是功分器、衰减器以及负载的重要组成部分，其性能的好坏直接影响着组件电性能的优劣。
对于相控阵收发组件用电阻器而言，埋置于微波多层电路基板内部的电阻器无法采用激光调阻，因此其阻值精度完全取决于浆料性能和电阻制备工艺过程的控制。通常来说，LTCC内埋电阻精度为±30％，为了改善内埋电阻器的阻值精度，吴亚光等在《LTCC高精度埋置电阻制备工艺研究》论文中采用进口浆料，通过优化浆料流变特性、印刷工艺和共烧曲线等手段，将埋置电阻精度提升至±18％；贾少雄等在《LTCC电阻精细控制》一文中通过优化电阻尺寸设计，实现将阻值精度控制在±17％。上述均是以进口浆料为原料，通过优化电阻制备工艺来获得精度提升，而对于国产浆料而言，原料本身性能参差不齐、重复性差，加大了浆料工艺设计难度，进而增加了试验成本，高阻值浆料(≥10kΩ)在该问题上尤其突出。
发明内容
本发明旨在针对国产电阻浆料技术的缺陷，提供一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法。
本发明提供的一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法，包括如下步骤：
S1，准备制备一种LTCC电阻浆料，包括一定重量比的功能相和有机载体；其中功能相由一定重量比的导电相、粘结相和改性剂组成；
S2，按步骤S1中的重量比称取导电相、粘结相和改性剂，将导电相、粘结相和改性剂混合并冷却，得到待用的混合相；
S3，将步骤S2中待用的混合相置入容器中，并配以适量的乙醇，通过磁力搅拌制得浑浊液；
S4，将超声波伸缩杆置入步骤S3获得的浑浊液中，先进行一段时间的超声后再进行一段时间的磁力搅拌；
S5，重复若干次步骤S4中超声和磁力搅拌后，取出溶液，真空冷冻干燥，得到均相性优良的功能相；
S6，按步骤S1中的重量比称取步骤S5获得的功能相和有机载体，将功能相和有机载体混合后轧至细度达到要求细度，得到LTCC电阻浆料；
S7，利用步骤S6制得的LTCC电阻浆料制备LTCC电阻。
在一些实施例中，功能相和有机载体的重量比为：(2～4.5):(5.5～8)。
在一些实施例中，所述导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.18:0.81:0.01。
在一些实施例中，所述导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.2:0.79:0.01。
在一些实施例中，步骤S2中导电相、粘结相和改性剂置于混料机混合5min。
在一些实施例中，步骤S3中配以200ml的乙醇，通过5min的磁力搅拌制得浑浊液。
在一些实施例中，步骤S4中先进行5min的超声后再进行2min的磁力搅拌。
在一些实施例中，步骤S6中将功能相和有机载体混合10min。
在一些实施例中，步骤S6中要求细度小于10μm。
在一些实施例中，步骤S7中，将步骤S6制得的LTCC电阻浆料在基底上，经丝网印刷、层压和烧结制成LTCC电阻。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明采用超声混样法，制备的LTCC电阻浆料均相性更好，改善了高阻值LTCC电阻的阻值均匀性差的问题，提高了LTCC电阻的精度。
2、本发明采用真空冷冻干燥，减轻了功能相颗粒的团聚现象，有利于颗粒均匀分散至有机载体中。
3、本发明提供的LTCC电阻制备方法中，制备LTCC电阻浆料时摒弃了球磨工艺，不仅降低了球磨转移过程中功能相的损失，而且缩短了工艺操作时间，大大降低了工业成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中基于超声混样的LTCC电阻制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法，包括如下步骤：
S1，准备制备一种LTCC电阻浆料，包括功能相和有机载体，功能相和有机载体的重量比为3.5:6.5；其中功能相由导电相、粘结相和改性剂组成，导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.18:0.81:0.01；
S2，按步骤S1中的重量比称取导电相、粘结相和改性剂，将导电相、粘结相和改性剂置入混料机混合5min，并取出冷却，得到待用的混合相；
S3，将步骤S2中待用的混合相置入烧杯中，并配以200ml的乙醇，通过5min的磁力搅拌制得浑浊液；
S4，将超声波伸缩杆置入步骤S3获得的浑浊液中，调节功率15W，先5min的超声后再进行2min的磁力搅拌，避免长时间持续超声导致固体粒子因温升而团聚；
S5，重复5次步骤S4中超声和磁力搅拌后，取出溶液，真空冷冻干燥，得到均相性优良的功能相；
S6，按步骤S1中的重量比称取步骤S5获得的功能相和有机载体，将功能相和有机载体置入混料机混合10min后，经三辊机轧至细度小于10μm，得到LTCC电阻浆料；
S7，将步骤S6制得的LTCC电阻浆料以进口Ferro A6体系生瓷板为基底，经丝网印刷、层压、烧结制成LTCC电阻。
实施例2
如图1所示，本实施例提出一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法，包括如下步骤：
S1，准备制备一种LTCC电阻浆料，包括功能相和有机载体，功能相和有机载体的重量比为3.5:6.5；其中功能相由导电相、粘结相和改性剂组成，导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.2:0.79:0.01；
S2，按步骤S1中的重量比称取导电相、粘结相和改性剂，将导电相、粘结相和改性剂置入混料机混合5min，并取出冷却，得到待用的混合相；
S3，将步骤S2中待用的混合相置入烧杯中，并配以200ml的乙醇，通过5min的磁力搅拌制得浑浊液；
S4，将超声波伸缩杆置入步骤S3获得的浑浊液中，调节功率15W，先5min的超声后再进行2min的磁力搅拌，避免长时间持续超声导致固体粒子因温升而团聚；
S5，重复6次步骤S4中超声和磁力搅拌后，取出溶液，真空冷冻干燥，得到均相性优良的功能相；
S6，按步骤S1中的重量比称取步骤S5获得的功能相和有机载体，将功能相和有机载体置入混料机混合10min后，经三辊机轧至细度小于10μm，得到LTCC电阻浆料；
S7，将步骤S6制得的LTCC电阻浆料以进口Ferro A6体系生瓷板为基底，经丝网印刷、层压、烧结制成LTCC电阻。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，准备制备一种LTCC电阻浆料，包括一定重量比的功能相和有机载体；其中功能相由一定重量比的导电相、粘结相和改性剂组成；
S2，按步骤S1中的重量比称取导电相、粘结相和改性剂，将导电相、粘结相和改性剂混合并冷却，得到待用的混合相；
S3，将步骤S2中待用的混合相置入容器中，并配以适量的乙醇，通过磁力搅拌制得浑浊液；
S4，将超声波伸缩杆置入步骤S3获得的浑浊液中，先进行一段时间的超声后再进行一段时间的磁力搅拌；
S5，重复若干次步骤S4中超声和磁力搅拌后，取出溶液，真空冷冻干燥，得到均相性优良的功能相；
S6，按步骤S1中的重量比称取步骤S5获得的功能相和有机载体，将功能相和有机载体混合后轧至细度达到要求细度，得到LTCC电阻浆料；
S7，利用步骤S6制得的LTCC电阻浆料制备LTCC电阻。
2.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，功能相和有机载体的重量比为：(2～4.5):(5.5～8)。
3.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，所述导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.18:0.81:0.01。
4.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，所述导电相、粘结相和改性剂的重量比为0.2:0.79:0.01。
5.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S2中导电相、粘结相和改性剂置于混料机混合5min。
6.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S3中配以200ml的乙醇，通过5min的磁力搅拌制得浑浊液。
7.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S4中先进行5min的超声后再进行2min的磁力搅拌。
8.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S6中将功能相和有机载体混合10min。
9.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S6中要求细度小于10μm。
10.根据权利要求1所述的基于超声混样的LTCC电阻制备方法，其特征在于，步骤S7中，将步骤S6制得的LTCC电阻浆料在基底上，经丝网印刷、层压和烧结制成LTCC电阻。
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