鐵氧體陶瓷無(wú)害金屬化技術(shù)的研究.pdf

1、隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和電磁兼容要求的提高，具有良好高頻特性的鐵氧體陶瓷得到廣泛應(yīng)用。作為鐵氧體陶瓷器件生產(chǎn)關(guān)鍵工藝之一的金屬化技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際上的熱門研究課題。 提高金屬化質(zhì)量，降低成本，解決傳統(tǒng)工藝的污染問(wèn)題，符合歐盟新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，是陶瓷金屬化工藝的主要發(fā)展方向。然而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于該技術(shù)的研究甚少，尚未取得突破性進(jìn)展與成果。 本文研究了鐵氧體陶瓷表面的無(wú)害金屬化技術(shù)，采用真空濺射法在鐵氧體陶瓷上成功制備了性能

2、良好的Cr/Ni-Cu/Ag結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合金屬化薄膜，研究了金屬化膜的各項(xiàng)性能與影響因素，還研究了該金屬化薄膜在95％A12O3陶瓷材料上的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了進(jìn)一步的思考與研究。 論文的主要工作和創(chuàng)新成果主要有： 1、通過(guò)文獻(xiàn)閱讀，分析了目前國(guó)內(nèi)外陶瓷表面金屬化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與存在的主要問(wèn)題。通過(guò)分析認(rèn)為，影響濺射金屬化質(zhì)量即抗拉性能與焊接性能的主要因素為膜層附著力(膜層與鐵氧體陶瓷結(jié)合情況)與內(nèi)應(yīng)力(膜層

3、與膜層之間結(jié)合情況)。而金屬化薄膜的材料、結(jié)構(gòu)與濺射工藝參數(shù)對(duì)于膜層的附著力與內(nèi)應(yīng)力有著很大影響。 2、通過(guò)理論研究與實(shí)驗(yàn)分析，針對(duì)膜層易被高溫焊錫熔蝕的問(wèn)題，創(chuàng)造性地提出了結(jié)構(gòu)為過(guò)渡層Cr/阻擋層Ni-Cu/焊接層Ag的多層復(fù)合金屬化薄膜，解決了金屬化薄膜的抗拉強(qiáng)度與耐高溫?zé)o鉛焊錫熔蝕兩大技術(shù)難題，提出了由Ni-Cu合金代替無(wú)法濺射的純Ni作為阻擋層的構(gòu)想，并取得了很好的效果。這一膜系結(jié)構(gòu)有較大的實(shí)用價(jià)值，在國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。

4、 3、采用磁控濺射技術(shù)在鐵氧體陶瓷上制備了性能良好的金屬化薄膜，研究了膜層材料、厚度和濺射工藝參數(shù)包括濺射功率、靶片間距和濺射氣壓對(duì)于薄膜抗拉性能與焊接性能的影響，分別得出了最理想和最利于產(chǎn)業(yè)化的膜層結(jié)構(gòu)、厚度與工藝參數(shù)。同時(shí)在同一真空周期采用多靶磁控濺射技術(shù)沉積多層膜，既提高膜層質(zhì)量，又提高了工作效率，降低單位成本。這一工藝對(duì)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)有重要指導(dǎo)意義。 4、利用SEM等工具分析了最優(yōu)會(huì)屬化薄膜Cr(150nm)/Ni-

5、Cu(460nm)/Ag(300nm)的表面形貌，斷面結(jié)構(gòu)，膜層結(jié)合與焊錫熔蝕情況，同時(shí)測(cè)試了其抗拉強(qiáng)度和高溫焊接性能，所制備的鐵氧體金屬化膜層其抗拉強(qiáng)度達(dá)到6.23MPa，在4.50 10秒鐘高溫?zé)o鉛焊料中的焊接良好率達(dá)100％，遠(yuǎn)高于電鍍、化學(xué)鍍等傳統(tǒng)工藝的性能指標(biāo)。 5、研究了金屬化薄膜在95％A12O3陶瓷上的應(yīng)用，探索出在95％A12O3陶瓷上的最佳膜系結(jié)構(gòu)為Ti(100nm)/Ni-Cu(680nm)/Ag(300n