劉名惠 宋先剛 王英紅

摘 要：等離子噴涂承燒板主要應用于電子元器件行業(yè)。本文對原料進行了選型，并對原有工藝進行了改進，包括配料工序增加造粒功能、成型工序提高液壓機壓力、燒成工序改進裝缽方式和燒溫曲線、噴砂工序改為自動化操作等。上述研究提高了氧化鋁基板壽命和釔穩(wěn)定氧化鋯涂層的粘合力，從而有效提高了噴涂承燒板整體質量，滿足了客戶的新需求。

關鍵詞：等離子噴涂；承燒板；氧化鋁；釔穩(wěn)定氧化鋯；電子元器件

等離子噴涂承燒板廣泛應用于MLCC等電子元器件行業(yè)。公司客戶主要有風華高科、潮州三環(huán)、太陽誘電等，主要平板產品尺寸為150mm*150mm*5mm。近年來，客戶對噴涂承燒板的質量提出了更高的標準，核心是降低雜質含量、提高使用壽命。這就要求在保證客戶使用環(huán)境的基礎上，提高基板壽命、增加涂層粘合力。本文擬從原材料選型開始，通過對原有工藝改進，使產品達到客戶新要求。

一、工藝流程

生產過程分為兩個階段，分別是氧化鋁基板制作和釔穩(wěn)定氧化鋯涂層制備，生產工藝流程見圖一。

二、生產設備和檢驗設備

（1）主要生產設備

雙碾輪式混砂機、振動篩、200T四柱液壓機、磁選機、隧道爐、等離子噴涂機（APS）。

（2）主要檢驗設備

游標卡尺、材料荷重軟化測試儀、吸水率測試儀、抗折儀、螺旋測微計。

三、原料選型

為防止雜質較多影響客戶產品，需嚴格控制原料中雜質含量。經過研究客戶要求和對比試驗分析，提高了主要化學成分的要求，并增加了氧化鈉和氧化鉀含量要求，確定了主要原料技術標準，具體見表1。

四、基板制作

（1）配料

原有工藝為：根據氧化鋁基板配方領料后，再使用混砂機進行混料處理，混料過程中逐步添加甲基纖維素、聚乙烯醇等添加劑。經40～50分鐘混料、物料水分控制為2%～3%后出料、篩分、困料、除鐵?；炝檄h(huán)節(jié)對于物料的均勻性、流動性有著至關重要的作用，也會影響基板成品質量。本文研究對混砂機刮板進行了改進，使混砂機在混料時增加了造粒功能，有效提高了物料的均勻性和流動性。

（2）成型

本公司采用液壓機進行干壓。經試驗，發(fā)現壓強從145MPa提升到160MPa，生坯尺寸精度較處理前提高約20%，縮小至正負0.15mm，同時提高了生坯密度，有效降低了粉體密度不均對產品質量的影響。

（3）干燥

生坯進爐前需通過干燥處理，以提高生坯強度、利于裝缽。

（4）燒成

原工藝采用立式裝板處理，產品合格率約90%。本文研究在生坯中間放置1片高純剛玉隔離薄板，使生坯中的水分和膠水更易揮發(fā)；同時重新設計了燒溫曲線，使升降溫更平緩，并增加排膠時間。經過上述改進，基板產品變形率和開裂率大幅降低，合格率提升至97%。

五、涂層制備

（1）噴砂

原有工藝是員工手持噴砂機對著基板操作，員工工作經驗非常重要。為了提高效率、降低人為因素影響，本文研究設計了自動化噴砂流水線工藝，確定了鋼砂D50粒度為0.3～0.6μm、壓縮空氣壓力為0.4～0.6MPa條件下，噴砂后的基板粗糙度最優(yōu)、與涂層粘合力最好。上述改進同時提高了噴砂工序的質量和效率。

（2）噴涂

使用等離子噴涂機（APS）將釔穩(wěn)定氧化鋯在高溫熔融狀態(tài)下噴涂在基板表面，可根據客戶要求反復噴涂以保證涂層厚度。

六、檢驗與評價

產品已通過3家大客戶批量認證，對客戶產品無影響，使用壽命提高約30%，可保證循環(huán)150次、約9個月時間承燒板不斷裂、涂層不脫落，產品物化指標和壽命均達到客戶要求。

七、總結

本文通過研究分析，確定了原材料技術標準及更加適合的工藝流程和工藝參數，研制的等離子噴涂承燒板產品雜質含量低、工作壽命長，符合客戶使用要求。

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（作者單位：廣東羚光新材料股份有限公司）