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氮化铝陶瓷烧结工艺介绍

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时间:2020-06-10

烧结是氮化铝多层基板产品非常重要的工艺,在这个过程中产品由生瓷通过高温收缩成熟瓷,对于尺寸精度而言这个阶段会影响产品的平整性及绝对尺寸,烧结曲线与烧结参数的稳定性是关键因素[9]。 在成瓷阶段,由于多层产品本身的结构复杂存在多重的不对称性,在收缩的过程中各个方向所受应力不尽相同;同时,金属化与陶瓷的收缩温度段及收缩率也不相同,产品内部金属化也分布各异,造成各个区域应力分布不同。因此,产品烧结后各个方面最终的收缩量不同,从而影响平整度。式(2)为双层共烧的翘曲率方程[10-13]: ρ=d20 × (1-λ) 12t30 × (3+υ)× (1-F)2 ×ΔF(2) 式中,d、λ、t分别 为 材 料 的 初 始 直 径、厚 度、体 积 分数,υ代表材料的泊松比,F 代表平均收缩率,ΔF 不 同材料之间的收缩率差。氮化铝陶瓷加工厂家联系电话:15012558160。

通过制定合理的烧结曲线,则可以使这些应力在烧结过程中有效地释放改善整个产品的平整度。由于各单位采用氮化铝体系不同,产品种类各异,没有单一的烧结曲线可以参考,总的原则是在满足产能的原则下,尽可能采用平滑缓慢的烧结曲线,使应力尽可能释放,得到平整度较好的产品。同时,增加整平工艺,使产品形变在高温高压下进一步平整化。

烧结工艺的稳定性包括温度的稳定性,产品承载方式均一性,单位热容量均等性等因素。温度的稳定性更多的与烧结设备有关,好的设备由于设计合理,其炉内实际温度与测试温度能够较好的吻合,温度分布均匀。质量较差的设备由于烧结曲线的不可控造成产品收缩率波动,尺寸精度恶化。产品承载方式同样重要,同批次产品如果承载方式不同会造成单个产品在炉内实际受热状态不同,同样会造成尺寸波动。单位热容量对于氮化铝多层共烧基板而言则是一个重要而又系统的影响因素,由于不同产品的结构大小不同,在炉内运行过程对热的实际需求也不同,单位热容量发生变化也造成了产品实际温度的变化,从而影响产品的平整度甚至绝对尺寸偏差。因此在烧结阶段控制好尺寸精度,需要制定合理的烧结曲线,选用稳定的烧结设备,尽量选择相同产品承载方式,并通过计算,合理搭配产品的进炉量与间距使单位热容量保持稳定,从而获得良好的尺寸精度。

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