因為在氮氣氛中燒結(jié)的多層陶瓷電容器中使用的銅端膏會導(dǎo)致有機載體的殘?zhí)?,從而?dǎo)致電極導(dǎo)電性降低和報廢率高。為了在燒結(jié)過程中不留下殘留物,應(yīng)該提高溶劑和增稠劑的相容性,因為它對有機載體的分級揮發(fā)和碳殘留有重要影響。在這項工作中,我們?nèi)A林科納比較了不同溶劑的揮發(fā)性,并將幾種溶劑按一定比例混合,以制備聚丙烯酸酯樹脂的有機載體。通過改變不同組分的比例,有效地調(diào)節(jié)了混合溶劑的分級揮發(fā)性和溶解度參數(shù),用熱重分析儀測量了樹脂和有機載體的熱重曲線,研究了溶解度參數(shù)對樹脂在溶劑中溶解性和有機載體殘留量的影響。結(jié)果表明,不同溶劑的混合可以實現(xiàn)溶劑的分級揮發(fā);混合溶劑與聚丙烯酸酯樹脂的溶解度參數(shù)越接近,有機載體的特性粘度越高,聚丙烯酸酯樹脂熱分解殘留物越低。有機載體的低殘留燒結(jié)可以通過使用具有分級揮發(fā)性和近似溶解度參數(shù)的混合溶劑作為樹脂來實現(xiàn)。
隨著市場對多層陶瓷電容器(MLCC)的需求不斷增加,電子信息產(chǎn)品對MLCC的要求往往是高頻、低功耗、小型化、優(yōu)越的儲能和低成本。值得一提的是,銅端電子漿料由導(dǎo)電相(銅)、鍵合相(玻璃或氧化物晶體)和有機載體三種主要成分組成。有機載體由有機溶劑和增稠劑組成,其中有機溶劑占65-98%。此外,聚丙烯酸酯樹脂通常用作有機載體中的增稠劑,有機載體的燒結(jié)殘留物主要取決于聚丙烯酸酯樹脂增稠劑在溶劑中的熱降解。目前,導(dǎo)電性較好的Cu電極已取代貴金屬電極成為主流電極材料,但由于Cu的氧化特性,燒結(jié)只能在氮氣中進行。氮氣氛下燒結(jié)銅端漿料產(chǎn)生的殘?zhí)繉捉饘賰?nèi)電極多層陶瓷電容器(BME-MLCC)有機載體成分的選擇提出了很大的挑戰(zhàn)。增稠劑在有機載體中的殘留率是決定電極導(dǎo)電性的關(guān)鍵因素。導(dǎo)電膜中殘留的碳將極大地影響膜的導(dǎo)電性。關(guān)于燒結(jié)氣氛、溫度、速率和時間對導(dǎo)電性的影響已有大量研究,但增稠劑的熱降解特性對殘?zhí)康挠绊懮胁磺宄?,而增稠劑是MLCC中應(yīng)用的有機載體的主要成分。因此,根據(jù)混合溶劑與增稠劑的互溶性關(guān)系,開發(fā)選擇具有分級揮發(fā)性的混合溶劑和制備極低殘留有機載體的方法具有現(xiàn)實意義。
有機載體通常由溶劑、增稠劑、表面活性劑、觸變劑和其他添加劑組成。有機溶劑是有機載體的主要成分,約占有機載體總質(zhì)量的65%-98%。它應(yīng)該快速溶解增稠劑,具有良好的溶解性和高沸點,以避免在制備有機載體時揮發(fā)。混合溶劑的有機載體可以調(diào)節(jié)揮發(fā)特性,在低溫下實現(xiàn)不揮發(fā),而在干燥溫度下實現(xiàn)分級揮發(fā)。同時,它可以提高漿料的粘度和流動性,增強漿料的穩(wěn)定性和可印刷性。此外,合理選擇混合溶劑還可以提高增稠劑的溶解度和銅的潤濕性,大大提高電子漿料在MLCC中的性能。
將不同沸點的溶劑相結(jié)合是調(diào)節(jié)揮發(fā)的有效方法。這可歸因于混合溶劑的分壓。根據(jù)亨利定律,在一定的溫度和平衡狀態(tài)下,混合溶劑的相對含量決定了蒸汽壓的相對比例。在熱揮發(fā)之前,四種混合溶劑的比例是一致的。在T-DMF和T-CAC的熱揮發(fā)過程中,兩種低沸點溶劑(DMF和CAC)在低溫下會優(yōu)先揮發(fā),而T在低溫下?lián)]發(fā)較少。不同的揮發(fā)速率導(dǎo)致T與DMF和CAC的相對比例在揮發(fā)一段時間后增加,T的分壓增加,而DMF和ACA的分壓降低,這將導(dǎo)致T的更多揮發(fā)。對于T-DGBE和T-DBAC,T是低沸點的組分,主要在開始時揮發(fā)。隨著分壓的變化,DGBE和DBAC的揮發(fā)會增加。因此,適當(dāng)比例的混合溶劑可以實現(xiàn)分級揮發(fā),避免揮發(fā)不均。
為更好的服務(wù)客戶,華林科納特別成立了監(jiān)理團隊,團隊成員擁有多年半導(dǎo)體行業(yè)項目實施、監(jiān)督、控制、檢查經(jīng)驗,可對項目建設(shè)全過程或分階段進行專業(yè)化管理與服務(wù),實現(xiàn)高質(zhì)量監(jiān)理,降本增效。利用仿真技術(shù)可對未來可能發(fā)生的情況進行系統(tǒng)的、科學(xué)的、合理的推算,有效避免造成人力、物力的浪費,助科研人員和技術(shù)工作者做出正確的決策,助力工程師應(yīng)對物理機械設(shè)計和耐受性制造中遇到的難題。
審核編輯:湯梓紅
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