部分析晶绝缘瓷釉及其搪瓷电路基板

摘要

绝缘搪瓷电路基板以成本低、耐高温、性能稳定、机械强度高等优点，在通信、汽车、国防、照相机、空间技术、医药等许多行业得到了广泛的应用。少数几个发达国家已经能够大规模地生产高性能的搪瓷电路基板，而国内从事这方面的研究较少，特别是有关高性能绝缘瓷釉及其搪瓷金属基板的制备技术在国内还未见报道。 本课题旨在探索一种绝缘性能好的部分析晶瓷釉及其搪瓷电路基板的制备。这种微晶瓷釉在300-400℃高温时不出现软化，能够和金属基板密着良好，它的电学性能达到电路基板的要求。主要研究内容如下： 1．根据国外有关专利资料，本实验选择了碱土金属硅酸盐瓷釉系统，制定了以氧化钡、氧化镁、氧化硅、氧化硼为基础的一系列瓷釉配方。 2．实验表明：瓷釉配方在高温熔融时具有很强的腐蚀性，瓷釉的热膨胀系数比较低，因此，实验采用石英坩埚在高温电炉中熔制，采用普通低碳钢板作为金属基板，为了增强金属与瓷层之间的密着性，金属表面进行了披镍处理。 3．实验采用湿法对熔块进行研磨，采用于工浸搪和机械喷搪两种涂搪方法对金属基板进行涂覆。 4．实验测试了一系列瓷釉的烧结温度，确定了符合烧结工艺的瓷釉配方；在氧化气氛条件下，对F129瓷釉进行烧结实验，通过比较搪瓷表面烧结效果，确定了该瓷釉的烧结制度。 5．实验测试了微晶瓷釉的体积电阻率、耐击穿电压、介电性能等，并且测试了电路基板的瓷层厚度和耐击穿电压。 6．对瓷釉颗粒和瓷层表面进行扫描电子显微镜(SEM)分析：实验测试了研磨lh的瓷釉颗粒的粒度分布；对比分析了不同瓷釉颗粒和不同涂搪方法对搪瓷基板表面的影响。 7．实验测试了F129瓷釉0-600℃的热膨胀系数并确定了它的软化点；对一系列瓷釉进行了差热分析并结合x衍射分析，确定了瓷釉析晶温度和析晶的成分。 8.实验对比分析了不同涂覆工艺对瓷层厚度的影响；讨论了MgO和温度对体积电阻率的影响；对比了不同温度下普通搪瓷板和绝缘搪瓷板的耐击穿电压；讨论了介电性能与频率和温度的关系。

目录

文摘

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第一章搪瓷电路基板的发展

引言

1.1搪瓷的发展现状

1.2搪瓷电路基板的发展和应用

1.3搪瓷电路基板及其优势

1.3.1基本结构及优点

1.3.2搪瓷电路板的组装工艺流程

1.3.3搪瓷电路基板的优势

1.3.4理想的搪瓷电路板性能

1.4选题依据和内容及目标

1.4.1选题依据

1.4.2实验内容

1.4.3预期目标

第二章搪瓷基板制备原理

2.1瓷釉原料

2.2瓷釉熔制原理

2.3金属基板的表面处理

2.3.1烧油酸洗法

2.3.2披镍

2.4涂搪

2.4.1手工涂搪

2.4.2机械喷涂

2.4.3电泳涂覆

2.4.4静电干粉涂覆

2.5烧结

2.5.1釉浆的性能主要控制因素

2.5.2釉浆涂层厚度

2.5.3烧结温度与时间

2.5.4釉料的湿润性

第三章绝缘搪瓷基板的制备

3.1瓷釉的制备

3.1.1配方的选择

3.1.2熔制

3.2金属基板及其表面处理

3.2.1金属基板的选择

3.2.2金属基板的表面处理

3.3釉浆的制备

3.4涂覆

3.5烧结

第四章搪瓷基板的测试方法

4.1热分析

4.1.1烧结温度测试

4.1.2 DTA分析

4.1.3热膨胀系数分析

4.2结构测试方法

4.2.1 X衍射分析

4.2.2扫描电镜

4.2.3粒径分析

4.3搪瓷基板测试方法

4.3.1瓷层厚度测量

4.3.2瓷釉体积电阻率测量

4.3.3基板耐击穿电压测量

4.3.4介电性能测量

第五章搪瓷基板的测试与性能分析

5.1微观分析

5.2热分析

5.2.1热膨胀系数和软化点

5.2.2差热分析

5.3瓷层厚度

5.3.1测试搪瓷基板瓷层厚度

5.3.2不同涂覆工艺对瓷层厚度的影响

5.4电性能分析

5.4.1绝缘瓷釉与ECA瓷釉电性能对比

5.4.2体积电阻率

5.4.3耐击穿电压

5.4.4介电常数

5.4.5介电损耗

第六章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢