本文關(guān)鍵詞：電子陶瓷金屬化的研究

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【摘要】：電子陶瓷廣泛應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域,是基礎(chǔ)的電子元器件,我國是電子陶瓷器件的生產(chǎn)大國,其產(chǎn)量占全球的三分之二。表面金屬化是電子陶瓷制備中一項(xiàng)關(guān)鍵工藝,直接影響到陶瓷的電性能、可靠性、焊接性能等,研制高品質(zhì)的電極是提高器件性能的關(guān)鍵性技術(shù)。迄今為止,國內(nèi)外主流電極金屬化工藝一直沿用著絲印、電鍍等傳統(tǒng)工藝技術(shù),不僅成本高、可靠性差,而且能耗高、污染嚴(yán)重。隨著ROSH標(biāo)準(zhǔn)的全面實(shí)施,無鉛化的綠色環(huán)保工藝已然成為當(dāng)今電子產(chǎn)品制造的必然發(fā)展方向。采用綠色環(huán)保的濺射工藝替代絲印電鍍進(jìn)行電子陶瓷金屬化,全面提升器件的質(zhì)量,勢在必行。本文以電子陶瓷中應(yīng)用最廣泛的氧化鋅壓敏電阻和低居里點(diǎn)的熱敏陶瓷為主要對象,進(jìn)行陶瓷濺射金屬化技術(shù)的研究,系統(tǒng)研究了濺射工藝、膜層材料和結(jié)構(gòu)對電子陶瓷性能的影響,提出了最佳膜層結(jié)構(gòu),并成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。論文的主要研究工作與創(chuàng)新性成果有：1.氧化鋅壓敏電阻采用濺射工藝進(jìn)行金屬化,是目前國際上尚未解決的重大技術(shù)難題,本研究分析了膜層與陶瓷基體的附著機(jī)制、導(dǎo)電機(jī)制與焊接機(jī)制,系統(tǒng)地研究了膜系材料、微觀結(jié)構(gòu)、濺射工藝對器件機(jī)械、電氣和焊接性能的影響,并結(jié)合產(chǎn)業(yè)化的要求,提出了最佳多層膜系結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原則,并成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。研究結(jié)果表明,NiCr/Cu/Ag的濺射膜電極結(jié)構(gòu),其抗拉強(qiáng)度高達(dá)13.9 MPa,作為器件可靠性指標(biāo)的高溫負(fù)荷壽命壓敏電壓變化率,從絲印的1.32%降低到0.61%,器件非線性系數(shù)、壓敏電壓和漏電流等主要技術(shù)參數(shù)均全面優(yōu)于絲印工藝,而其電極厚度僅為絲印銀漿的四分之一,使制備成本降低了50-60%。2.低居里點(diǎn)PTC難以采用絲印-高溫?zé)Y(jié)工藝進(jìn)行金屬化,即使采用常規(guī)的濺射工藝也極易影響其性能,本研究采用一定厚度的NiCr、Al作為過渡層和阻擋層,有效阻擋了銅或銀離子向瓷體擴(kuò)散,成功地解決了低居里點(diǎn)PTC熱敏陶瓷的金屬化難題。3.以賤金屬材料做電極材料是陶瓷金屬化的一種必然發(fā)展趨勢,本課題首次研究成功了Al/Cu、NiCr/Cu的賤金屬膜系結(jié)構(gòu)的電極,規(guī)�；懂a(chǎn)結(jié)果表明,這種膜系電極的焊接性、通流能力、抗拉強(qiáng)度以及其它各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均能達(dá)到指標(biāo)要求,其成本可以大幅度降低,這一技術(shù)具有很大的市場推廣前景。4.NTC熱敏陶瓷濺射金屬化時(shí),一直很難實(shí)現(xiàn)較高的膜層結(jié)合力,使得濺射技術(shù)在NTC上的應(yīng)用受到限制,我們從微觀角度進(jìn)行了分析研究,認(rèn)為原先絲印燒銀過程相當(dāng)于二次燒結(jié),能有效改變晶粒尺寸,在一定程度上影響沉積電極與基體的結(jié)合力。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了“NTC熱敏陶瓷絲印燒結(jié)工藝不影響晶體結(jié)構(gòu)”傳統(tǒng)論述,為NTC濺射金屬化提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：電子陶瓷 金屬化 磁控濺射 復(fù)合電極
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.756
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-34
• 1.1 電子陶瓷14-28
• 1.1.1 ZnO壓敏電阻15-20
• 1.1.2 熱敏電阻20-28
• 1.2 電子陶瓷的金屬化28-30
• 1.2.1 陶瓷制備流程28
• 1.2.2 金屬化工藝方法28-30
• 1.3 國內(nèi)外研究狀況30-31
• 1.4 研究動(dòng)機(jī)31-32
• 1.5 本文主要工作和結(jié)構(gòu)安排32-34
• 2 薄膜成膜機(jī)制和復(fù)合膜系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)34-44
• 2.1 薄膜成膜機(jī)理34-35
• 2.2 薄膜特性35-41
• 2.2.1 附著力36-37
• 2.2.2 內(nèi)應(yīng)力37-39
• 2.2.3 焊接性能39-40
• 2.2.4 導(dǎo)電性能40-41
• 2.2.5 抗溶蝕性41
• 2.3 膜系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 3 磁控濺射法制備電極膜層44-51
• 3.1 磁控濺射技術(shù)44-47
• 3.1.1 磁控濺射原理44-45
• 3.1.2 磁控濺射主要參數(shù)45-47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備47-49
• 3.3 實(shí)驗(yàn)流程49-50
• 3.3.1 靶材處理49
• 3.3.2 樣品預(yù)處理49-50
• 3.3.3 磁控濺射50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 ZnO壓敏電阻濺射金屬化的研究51-61
• 4.1 表面電極制備51-52
• 4.2 氧化鋅壓敏電阻技術(shù)指標(biāo)52-53
• 4.3 性能測試和結(jié)果分析53-59
• 4.3.1 機(jī)械性能53-55
• 4.3.2 電氣性能55-57
• 4.3.3 微觀結(jié)構(gòu)57-58
• 4.3.4 焊接性能58-59
• 4.5 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 5 PTC、NTC熱敏電阻濺射金屬化研究61-68
• 5.1 PTC熱敏電阻61-64
• 5.1.1 焊接性能62-63
• 5.1.2 電氣性能63-64
• 5.2 NTC熱敏電阻64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 6 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 論文主要內(nèi)容68
• 6.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)68-69
• 6.3 論文主要不足點(diǎn)69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者簡歷74

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程文琴;陶瓷金屬化釉面發(fā)黑原因探討[J];陶瓷科學(xué)與藝術(shù);2005年04期

2 董笑瑜;顧獻(xiàn)林;范愛華;王娟;王長芬;;淺談陶瓷金屬化質(zhì)量的可靠性控制[J];真空電子技術(shù);2006年04期

3 張靈芝;王雷波;郭莉;曹小軍;;陶瓷金屬化粉料粒度與抗拉強(qiáng)度的研究[J];真空電子技術(shù);2009年04期

4 李春發(fā);;陶瓷金屬化的方法和配方[J];半導(dǎo)體情報(bào);1973年05期

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6 李其森;周培Q，

本文編號：900651