电子陶瓷薄膜动压悬浮流延成型技术的研究

摘要

电子陶瓷薄膜是制造片式电子元器件和IC封装的一种重要基材，它是通过电子陶瓷浆料在高精密流延机上流延成型获得的，其中流延成型方法和流延机的性能是决定流延陶瓷薄膜厚度和精度达到高质量的技术关键。目前国内各元器件厂家使用的高精密电子陶瓷薄膜流延机主要靠国外引进。由于受发达国家技术的限制，引进的设备能够流延的薄膜厚度大都在10μm以上，而发达国家生产水平可以达到3-5μm，这影响到国产电子元器件产品制造水平的提高。因此，寻找新的陶瓷薄膜流延方法和开展流延机设计理论的研究，对我国电子元器件制造水平的提高具有十分重要的意义。 在对目前国内外流延方法、流延工艺和流延机发展现状总结归纳的基础上，本文提出了基于硬磁盘系统中磁头相对磁盘动压悬浮理论的一种新的技术方法—动压悬浮流延方法，利用该技术可以在不提高流延头几何运动精度的情况下流延出高精度的电子陶瓷薄膜。 本文阐述了流延机的系统构成、技术关键问题以及流延机的设计原则，并针对制备电子陶瓷薄膜的动压悬浮微型流延机中关键系统部件的结构开展了设计，对设计理论进行了初步探讨；本文基于等温条件下流体广义Reynolds方程，建立了在稳态情况下流延口流体动压方程，利用MATLAB进行数值分析，获得稳态时流延口压强分布形态，并且讨论了浆料的物理特性、流延浆料输入压强、流延口几何参量以及流延速度对流延动压场分布的影响规律；为了达到流延时流延间隙最优化，本文考虑了承载力对间隙变化量的效应，对预调间隙进行分析，得出不同的动压悬浮支撑刚度对预调间隙的影响规律；本文在探讨流延口出口处速度分布的基础之上，获得单位宽度上的流延口出口流量以及湿膜展成厚度的方程，并通过数值分析得出了浆料的物理特性、输入压强、流延口几何参量以及流延速度这些参数取值的变化对单位宽度上的流延口出口流量与湿膜展成厚度的影响规律；本文最后对流延系统在非稳态情况下的动力学模型作了初步探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2流延成型技术概述

1.3流延成型技术研究的国内外现状

1.3.1流延工艺研究的国内外现状

1.3.2流延方法研究的国内外现状

1.3.3流延机的国内外现状

1.4动压悬浮流延方法的理论依据

1.5电子陶瓷薄膜的动压悬浮流延技术研究的意义

1.6本课题的研究目标及内容

1.6.1课题的研究目标

1.6.2课题研究的内容

第2章电子陶瓷薄膜动压悬浮流延机设计

2.1流延机的构成及各模块的功能

2.1.1流延机的总体构成

2.1.2流延机各模块的功能

2.1.3流延机的设计原则

2.2微型流延机的总体结构设计

2.2.1微型流延机的设计方案

2.2.2设计中的关键问题

2.3动压悬浮微型流延机中关键部件的结构设计

2.3.1动压悬浮流延头的结构设计

2.3.2带传输系统机构与张力控制系统的设计

2.3.3干燥系统的设计

2.3.4浆料供给系统的设计

2.3.5控制系统的设计

2.3.6动压悬浮微型流延机结构图

2.4本章小结

第3章动压悬浮流延系统的动压场分析

3.1间隙函数关系式的建立

3.2稳态情况下的动压场分析

3.2.1动压场分布方程的建立

3.2.2动压场分布的计算与结果分析

3.3本章小结

第4章动压悬浮流延系统的预调间隙分析

4.1预调间隙数学模型的建立

4.2单位宽度上承载量的计算与分析

4.3预调间隙的计算与分析

4.3.1承载力的计算

4.3.2间隙变化量的计算与分析

4.3.3预调间隙的计算与结果分析

4.4本章小结

第5章动压悬浮流延系统的湿膜展成分析

5.1流体沿膜厚方向的流速分布

5.1.1速度分布方程的建立

5.1.2速度分布的分析

5.2单位宽度上流延口的出口流量

5.2.1出口流量方程的建立

5.2.2流延口出口流量的分析

5.3湿膜厚度的计算与分析

5.3.1湿膜厚度方程的建立

5.3.2湿膜厚度的计算与结果分析

5.4本章小结

第6章动压悬浮流延系统的动力学模型初论

6.1非稳态情况下压强分布方程的建立

6.2流延系统物理模型的建立

6.3动力学模型的建立

6.4动力学方程组的建立

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢