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LTCC生瓷带烧结前后重点指标一览

LTCC生瓷带采用流延法制备,烧结前的基本性能表现为其本征机械性能,烧结后的基本性能则是其在应用中所表现出的相关机械、电学、热学性能。LTCC生瓷带的基本性能根据其材料状态,可以分为烧结前性能和烧结后性能。


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图源自研创光电


下面一起来看看LTCC生瓷带烧结前后需要注意的参数指标吧(欢迎评论添加)。



1、烧结前主要性能指标


LTCC生瓷带的烧结前主要性能指标有:


1)表面质量:生瓷带的质地均匀性、表面平坦性、颜色一致性等。


2)表面粗糙度:生瓷带表面的光洁程度,俗称为表面光洁度,是生瓷带表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度,单位为μm。


3)厚度:不包括聚酯支承膜的生瓷带瓷体厚度。


4)宽度:除去几毫米的流延工艺边后厚度均匀的中间部分生瓷带膜层宽度。


5)剥离强度:以一定的角度和速率将单位宽度的生瓷带膜层从聚酯支承膜上揭除下来所需要的力,单位为N/cm或gf/cm。


6)抗拉强度:也称为拉伸强度,是生瓷带膜层沿长度或宽度方向在被拉断前单位横截面积所能承受的最大应力(最大拉力),单位为MPa(N/mm2)。


7)杨氏模量(E):也称为弹性模量,是生瓷带膜层沿长度或宽度方向在应变(ε)与应力(σ)成正比的弹性限度内应力与应变的比值(E=σ/ε),单位为Pa(N/m2)。


8)尺寸稳定性:不带膜生瓷片经受烘干预处理后的平整性、烘干预处理后在工房环境中长时间放置的尺寸变化率,以及生瓷片叠压前后的尺寸变化率。


2、烧结后主要性能指标


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图源自山村硝子


LTCC生瓷带的烧结后主要性能指标包括:


1)烧结收缩率:LTCC基板的烧结收缩率η,是指共烧后LTCC基板的线性尺寸相对于其共烧前尺寸所减少的百分比,可以分为X向(长度)收缩率ηX、Y向(宽度)收缩率ηY和Z向(厚度)收缩率ηZ。


2)表面质量:LTCC基板的质地均匀性、表面平坦性、颜色一致性等。


3)表面粗糙度:LTCC基板的表面光洁程度,仍可用轮廓算术平均偏差Ra或轮廓最大高度Rz表征。


4)翘曲度:也可称为不平整度,是LTCC基板在厚度方向上的最大不平整尺寸除以最大平面尺寸(对角线长度),单位为μm/mm。


5)密度:LTCC基板单位体积的质量(重量),即重量与体积之比,单位为g/cm3。


6)抗弯强度:也可称为弯曲强度、抗折强度。LTCC基板的抗弯强度是LTCC基板被折断前单位横截面积所能承受的最大应力(最大压力)。


7)杨氏模量(E):也称为弹性模量,是烧成LTCC基板沿长度或宽度方向在应变(ε)与应力(σ)成正比的弹性限度内应力与应变的比值(E=σ/ε),单位为Pa(N/m2)。但LTCC基板的陶瓷与玻璃材料的脆性特征表现为不发生或仅发生极微小的塑性变形,就会出现裂纹或断裂。


8)介电常数:介电常数ε是介质材料是否容易被极化而形成能抵消外加电场(电压)的偶极子的定量度量,也是介质储存能量能力的度量,ε=εoεr,单位为F/m。


9)介质损耗:又称为损耗因子、损耗角正切,是绝缘材料在交流电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部发热所引起的能量损耗。


10)体电阻率:烧结后LTCC材料的体电阻率ρ等于LTCC基板样品在厚度方向上的绝缘电阻R乘以基板(电极)面积A与厚度T的比值,ρ=RA/T,单位为Ω·cm。


11)热导率:又称为导热系数,是LTCC基板热传导时的面积热流量除以温度梯度,单位为W/(m·K)。


12)热膨胀系数:LTCC基板在等压(压力不改变)条件下单位温度变化所导致的长度的增加量与原有长度的比值(长度的相对变化量),单位为ppm/℃(10-6/℃)。


LTCC生瓷带是作为LTCC基板制造的最基本的功能材料和构成部分,是LTCC技术的关键,其性能的好坏直接影响到LTCC技术后面工艺及基于LTCC技术的元件、组件的性能。


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从本质上讲,LTCC基板的性能取决于所使用的LTCC生瓷带材料的特性,生瓷带的烧结后性能指标基本上代表了用其制作的LTCC基板所能达到的目标性能指标。所以在生瓷带制备完好之后,厂家通常会经过严格的检测,方能进行下一道工序,可及时发现不良。


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