CN109092792B - 一种陶瓷基片表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种陶瓷基片表面处理方法，通过在陶瓷基片表面处理中引入高温烧结工艺，可有效去除基片表面的有机杂质；同时分别引入去离子水、清洗剂、有机溶剂并结合超声波清洗，可进一步清理基片表面，有效去除基片表面污渍，提高基片表面活性，利于下一步陶瓷金属化。可适用于多种类陶瓷基片的表面处理，有利于提高表面电极附着力、稳定性及一致性，键合强度可达到5g力以上，能有效提高微波单层电容器的产品批次合格率。

Description

一种陶瓷基片表面处理方法
技术领域
本发明涉及陶瓷基片表面处理技术领域，特别是一种陶瓷基片表面处理方法。
背景技术
在微波单层电容器生产过程中需要对陶瓷基片进行金属化，在陶瓷基片上、下表面进行金属化。由于基片在加工过程中，在基片表面和边缘上常常吸附很多污染物，如火漆、柏油、抛光粉、玻璃末、保护漆等等，另一方面基片在搬运、存贮等过程中也极容易受到大气尘埃、水汽的污染。这些表面污染物如果不清除干净，将对所镀制金属化薄膜的质量产生严重影响，如附着力差，容易脱膜，表面光洁度降低等等。通常的做法有机械清洗法，如高压氮气(空气)吹拂，适当功率的超声波振荡，纱布或擦镜纸清洗以及火棉胶粘贴等，主要去除表面的灰尘颗粒及各种嵌入亚表面的固体敷料，其次是化学清洗，一般采用乙醇、异丙醇、丙酮、石油醚等有机溶剂，中性或酸碱性洗涤剂、铬酸、草酸等酸性溶液浸泡去除油污、表面膜等各种可溶性污染物。再次是离子清洗，即等离子体放电，离子束清洗等手段在真空系统内去除二次污染及静电吸附引起的真空室环境内尘埃油气等污染。由于芯片电容器基片种类多，表面状态不一致，同时基片很薄(约150μm)，常规的清洗方式很难将其表面清洗干净，造成陶瓷基片金属化后电极附着力不稳定，一致性不好，甚至键合强度不合格。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可有效去除基片表面污渍，提高基片表面活性，有利于提高表面电极附着力、稳定性及一致性，提高键合强度，利于下一步陶瓷金属化的陶瓷基片表面处理方法。
本发明采用如下技术方案：
一种陶瓷基片表面处理方法，依次包括以下步骤：
①对陶瓷基片表面进行物理研磨至上、下表面平整均匀；
②以去离子水作为清洗液在超声波清洗机中对研磨好的陶瓷基片进行超声波清洗并烘干；
③对陶瓷基片进行高温烧结以去除表面有机杂质，烧结温度为550～1000℃，保温时间1～3h；
④以无水酒精作为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗；
⑤在水浴加热条件下，依次以去离子水、浓度为3％～20％的酸性水基清洗剂、去离子水为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗，水浴加热温度为40～70℃；
⑥依次以有机溶剂、去离子水为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗，清洗后烘干。
进一步地，所述酸性水基清洗剂采用聚醚、油酸三乙醇胺或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种组合。
进一步地，所述有机溶剂采用丙酮。
进一步地，所述步骤③中，陶瓷基片进行高温烧结时，陶瓷基片放置于烧结垫片上，0～500℃的升温速率小于10℃/min，500～1000℃的升温速率小于5℃/min。
进一步地，所述烧结垫片采用氧化铝垫片。
进一步地，所述步骤①中对陶瓷基片表面进行物理研磨时，先用砂纸对陶瓷基片表面进行打磨，然后在陶瓷基片表面平铺一层氧化铝粉或锆粉进行研磨，直至陶瓷基片上、下表面平整均匀。
进一步地，所述步骤②中，以去离子水作为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，将陶瓷基片置于烘箱中进行烘干，烘干温度150±5℃，烘干时间1～3h。
进一步地，所述步骤④中，以无水酒精作为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min。
进一步地，所述步骤⑤中，水浴加热达到40±5℃后，再依次以去离子水、浓度为3％～20％的酸性水基清洗剂、去离子水为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min。
进一步地，所述步骤⑥中，以有机溶剂及去离子水为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min；清洗完成后，将陶瓷基片置于烘箱中进行烘干，烘干温度为150±5℃，烘干时间为120±5min。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在陶瓷基片表面处理中引入高温烧结工艺，可有效去除基片表面的有机杂质；同时分别引入去离子水、清洗剂、有机溶剂并结合超声波清洗，可进一步清理基片表面，有效去除基片表面污渍，提高基片表面活性，利于下一步陶瓷金属化。可适用于多种类陶瓷基片的表面处理，有利于提高表面电极附着力、稳定性及一致性，键合强度可达到5g力以上，能有效提高微波单层电容器的产品批次合格率。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例一
本发明的一种陶瓷基片表面处理方法，依次包括以下步骤：
①首先将陶瓷基片在显微镜20X倍放大镜下进行外观检查，剔除外观明显不符合要求的陶瓷基片；
②对一些表面有凸起、有异物或表面粗糙不均匀的陶瓷基片进行物理研磨，先用砂纸对陶瓷基片表面进行打磨，由于陶瓷基片很薄，用力要小且均匀；然后在陶瓷基片表面平铺一层氧化铝粉或锆粉，利用陶瓷粉料与陶瓷基片接触进行研磨，直至陶瓷基片上、下表面平整均匀；
③对研磨好的陶瓷基片进行清洗，先将陶瓷基片在水中冲洗；然后将陶瓷基片放入清洗篮中，并将装有陶瓷基片的清洗篮放入超声波清洗机中，加入去离子水并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min；清洗完毕后，排掉去离子水；再将陶瓷基片在烘箱中进行烘干脱水，烘干温度150±5℃，烘干时间2h；
④将陶瓷基片放置于氧化铝垫片上，每片陶瓷基片分开放置不叠加，再将氧化铝垫片和陶瓷基片一起转移至烧结炉内对陶瓷基片进行高温烧结以去除表面有机杂质，烧结温度为550～1000℃，保温时间2h，0～500℃的升温速率小于10℃/min，500～1000℃的升温速率小于5℃/min，保温结束后随炉冷却；
⑤将高温烧结后的陶瓷基片放入清洗篮中，并将装有陶瓷基片的清洗篮放入超声波清洗机中，加入无水酒精并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉无水酒精；
⑥先启动超声波加热按钮，加热温度调至40～70℃，温度达到40±5℃后，将装有陶瓷基片的清洗篮放入超声波清洗机中，加入去离子水并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉去离子水；然后加入浓度为5％的酸性水基清洗剂并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉酸性水基清洗剂；再加入去离子水并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉去离子水，并关闭超声波加热按钮；酸性水基清洗剂采用聚醚；
⑦加入有机溶剂并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉有机溶剂，有机溶剂采用丙酮；然后加入去离子水并浸没所有陶瓷基片，开始进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，排掉去离子水，并将装有陶瓷基片的清洗篮从超声波清洗机中取出；再将装有陶瓷基片的清洗篮放入精密烘箱中进行烘干，烘干温度为150±5℃，烘干时间为120±5min。即完成了陶瓷基片的表面处理。
经本发明上述方法处理后的陶瓷基片，可有效提高基片表面电极附着力、稳定性及一致性，键合强度可达到5g力以上。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：步骤⑥中的酸性水基清洗剂采用浓度为3％的油酸三乙醇胺；步骤⑦中的有机溶剂采用异丙醇。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于：步骤⑥中的酸性水基清洗剂采用浓度为20％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；步骤⑦中的有机溶剂采用石油醚。
上述仅为本发明的三个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
①对陶瓷基片表面进行物理研磨至上、下表面平整均匀；
②以去离子水作为清洗液在超声波清洗机中对研磨好的陶瓷基片进行超声波清洗并烘干；
③对陶瓷基片进行高温烧结以去除表面有机杂质，烧结温度为550～1000℃，保温时间1～3h；
④以无水酒精作为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗；
⑤在水浴加热条件下，依次以去离子水、浓度为3％～20％的酸性水基清洗剂、去离子水为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗，水浴加热温度为40～70℃；
⑥依次以有机溶剂、去离子水为清洗液在超声波清洗机中对陶瓷基片进行超声波清洗，清洗后烘干。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述酸性水基清洗剂采用聚醚、油酸三乙醇胺或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述有机溶剂采用丙酮。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤③中，陶瓷基片进行高温烧结时，陶瓷基片放置于烧结垫片上，0～500℃的升温速率小于10℃/min，500～1000℃的升温速率小于5℃/min。
5.如权利要求4所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述烧结垫片采用氧化铝垫片。
6.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤①中对陶瓷基片表面进行物理研磨时，先用砂纸对陶瓷基片表面进行打磨，然后在陶瓷基片表面平铺一层氧化铝粉或锆粉进行研磨，直至陶瓷基片上、下表面平整均匀。
7.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤②中，以去离子水作为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min，清洗完毕后，将陶瓷基片置于烘箱中进行烘干，烘干温度150±5℃，烘干时间1～3h。
8.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤④中，以无水酒精作为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min。
9.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤⑤中，水浴加热达到40±5℃后，再依次以去离子水、浓度为3％～20％的酸性水基清洗剂、去离子水为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min。
10.如权利要求1所述的一种陶瓷基片表面处理方法，其特征在于：所述步骤⑥中，以有机溶剂及去离子水为清洗液对陶瓷基片进行超声波清洗时，超声波电流为0.5～1.2A，清洗时间为10～25min；清洗完成后，将陶瓷基片置于烘箱中进行烘干，烘干温度为150±5℃，烘干时间为120±5min。
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