CN111116234A - 一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法 - Google Patents

一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，包括以下步骤：（1）使用生瓷带和第一金属化浆料按照多层陶瓷生产工艺制作生瓷框；（2）将所述生瓷框设置在侧面印刷模具的模具板中，按照生瓷框的长度方向，将模具板固定在侧面印刷模具的模具底座的凹槽中；（3）将生瓷框在印刷机上印刷第二金属化浆料；（4）烘干。该方法可以用于侧面印刷壁薄的生瓷框，避免了侧面印刷时侧壁受印刷网版的压力而产生变形失效问题，使用本发明的方法生产的瓷框，侧壁变形量小于0.02mm，瓷件性能满足电子陶瓷的使用要求。

Description

一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法
技术领域
本发明涉及的是一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，属于电子陶瓷封装外壳技术领域。
背景技术
高温共烧陶瓷（HTCC）常用的材料体系有氧化铝和氮化铝陶瓷体系。氧化铝高温共烧陶瓷的主要优点是绝缘好、机械强度高、耐腐蚀及高频特性好等，氮化铝的优点是热导率高、电性能好。高温共烧陶瓷主要应用于高可靠、气密器件封装及MCM基板和外壳等领域。高温共烧陶瓷烧结温度较高，一般在1500℃～1850℃，因此与之共烧的金属浆料必须耐高温，一般采用金属钨用作共烧陶瓷的金属化浆料。
瓷框类瓷件主要用于高频功率器件的陶瓷封装外壳，对于高温共烧陶瓷瓷框类瓷件，通常在瓷框的侧面需印刷宽度不一的金属化图形，用于瓷件上下图形之间的电连接，对于平片形瓷件，侧面印刷可以直接印刷，对于生瓷框尤其是大尺寸、窄边框的生瓷框侧面印刷，如果直接垂直在印刷台上侧面印刷，由于生瓷的塑性，瓷框的印刷面会产生严重变形，导致烧结后瓷框外观、尺寸不合格而报废。
发明内容
本发明的目的是提出一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，采用专用的模具板和模具底座固定高温共烧陶瓷生瓷框，在侧面印刷时，瓷框印刷侧壁的上下两面同时受力，从而避免了侧面印刷时侧壁受印刷网版的压力而产生变形失效问题。
本发明的技术解决方案：一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，包括以下步骤：
（1）使用生瓷带和第一金属化浆料按照多层陶瓷生产工艺制作生瓷框；
（2）将所述生瓷框设置在侧面印刷模具的模具板中，按照生瓷框的长度方向，将模具板固定在侧面印刷模具的模具底座的凹槽中，
其中，所述的侧面印刷模具包括设有凹槽的模具底座和n个模具板，所述的模具板为平板结构，其一面设有凸台，另一面为平面，一个生瓷框设置在两个模具板之间，其中一个模具板的凸台与所述生瓷框的内腔卡合，另一个模具板的平面与所述生瓷框的外表面贴合，n-1个生瓷框设置在n个模具板之间，n≥2；
（3）将生瓷框侧面在印刷机上印刷第二金属化浆料；
（4）烘干。
较佳的，所述多层陶瓷生产工艺包含以下步骤：流延生瓷带、生瓷带打腔、生瓷带印刷金属化浆料、生瓷带叠片层压形成多层瓷片和多层生瓷带热切成生瓷框。
较佳的，生瓷带原料以重量百分比计，包括如下组分：陶瓷粉比如氧化铝85%~90%、助烧剂比如粘土、滑石粉等3%~8%、粘结剂如PVB3%~7%，额外添加溶剂如无水乙醇8%~15%。
较佳的，第一金属化浆料和第二金属化浆料以重量百分比计，包括如下组分：钨粉85%~90%，陶瓷粉如氧化铝2%~5%，粘结剂如乙基纤维素2%~5%，溶剂如松油醇5%~10%。
较佳的，侧面印刷模具的材料采用易加工的有机玻璃、铝、铝合金等材料。
较佳的，为方便生瓷框装卸模具，模具板上的凸台宽度尺寸比生瓷框的内腔宽度尺寸小0.02~0.10mm。
较佳的，烘干温度为50~150，烘干时间为2min~60min。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）该方法可以侧面印刷壁薄的生瓷框，避免了侧面印刷时侧壁受印刷网版的压力而产生变形失效问题，瓷框应用于高可靠、气密高频器件的封装外壳等领域。
（2）使用本发明的方法生产的瓷框，侧壁变形量小于0.02mm，瓷件性能满足电子陶瓷的使用要求。
附图说明
图1是本高温共烧陶瓷单个生瓷框单层排版模具摆放示意图。
图2是本高温共烧陶瓷连排生瓷框多层排版模具摆放示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，包括以下步骤：
（1）使用生瓷带和第一金属化浆料按照多层陶瓷生产工艺制作生瓷框；
（2）设计侧面印刷模具，所述的侧面印刷模具包括设有凹槽的模具底座和n个模具板，所述的模具板为平板结构，其一面设有凸台，另一面为平面，1个生瓷框设置在两个模具板之间，其中一个模具板的凸台与生瓷框的内腔一一卡合，另一个模具板的平面与所述生瓷框的外表面贴合，n-1个生瓷框设置在n个模具板之间，形成了多层排版的模具板，以生瓷框的长度方向为纵轴，将形成了n层排版的模具板纵向固定在侧面印刷模具的模具底座的凹槽中；
（3）将上述固定在侧面印刷模具中的生瓷框在印刷机上印刷第二金属化浆料；
（4）将上述印刷好的生瓷框于50~150℃下烘2min~60min。
该方法可以侧面印刷壁薄的生瓷框，避免了侧面印刷时侧壁受印刷网版的压力而产生变形失效问题，使用本发明的方法生产的瓷框，侧壁变形量小于0.02mm，瓷件性能满足电子陶瓷的使用要求。
实施例1
高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，该方法如下：
1)按照85wt%陶瓷粉即Al2O3粉末、8wt% 助烧剂即粘土、7wt%粘结剂即PVB，并额外加入13wt%溶剂无水乙醇配置生瓷浆料，通过流延工艺生产Al2O3生瓷带；
2)按照90wt%钨粉、2wt%陶瓷粉即Al2O3粉末、3wt%粘结剂即乙基纤维素、5wt%溶剂即松油醇分别配置第一金属化浆料和第二金属化浆料；
3)生瓷带按照设计图形打腔；
4)生瓷带表面通过印刷丝网工艺印刷第一金属化浆料；
5)将若干生瓷带通过叠片、热压形成多层生瓷框单元，用热切机切成如附图1所示的单个生瓷框；
6)按照附图1的方式将生瓷框装入2个模具板之间，之后放入模具底座的凹槽中。
7)用印刷机进行侧面印刷第二金属化浆料；
8)在烘箱中50℃烘干，烘干时间30分钟；
9)按照HTCC共烧工艺烧结生瓷框。
烧结后瓷框外观及尺寸检验结果合格，侧壁变形小于0.02mm。
实施例2
高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，该方法如下：
1)按照90wt%Al2O3粉、7wt% 助烧剂粘土、3wt%粘结剂PVB，并额外加入13wt%溶剂无水乙醇配置生瓷浆料，通过流延工艺生产Al2O3生瓷带；
2)按照85wt%钨粉、5wt%陶瓷粉即Al2O3粉末、5wt%粘结剂即乙基纤维素、5wt%溶剂即松油醇分别配置第一金属化浆料和第二金属化浆料；
3)生瓷带按照设计图形采用整体打腔方式打腔；
4)生瓷带表面通过印刷丝网工艺印刷第一金属化浆料；
5)将若干生瓷带通过叠片、热压形成多层生瓷框单元，用热切机切成如附图2所示的连排生瓷框（即水平方向上具有5个生瓷框）；
6)按照附图2的方式将2个连排生瓷框装入3模具板中，形成了3层排版的模具板固定放置在模具底座的凹槽中。
7)用印刷机进行侧面印刷第二金属化浆料；
8)在烘箱中150℃烘干，烘干时间5分钟；
9)按照HTCC共烧工艺烧结生瓷框。
烧结后瓷框外观及尺寸检验结果合格，侧壁变形小于0.02mm，侧面印刷精度满足产品设计要求。

Claims (10)

1.一种高温共烧陶瓷生瓷框的侧面印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）使用生瓷带和第一金属化浆料按照多层陶瓷生产工艺制作生瓷框；
（2）将所述生瓷框设置在侧面印刷模具的模具板中，按照生瓷框的长度方向，将模具板固定在侧面印刷模具的模具底座的凹槽中，
其中，所述的侧面印刷模具包括设有凹槽的模具底座和n个模具板，所述的模具板为平板结构，其一面设有凸台，另一面为平面，一个生瓷框设置在两个模具板之间，其中一个模具板的凸台与所述生瓷框的内腔卡合，另一个模具板的平面与所述生瓷框的外表面贴合，n-1个生瓷框设置在n个模具板之间，n≥2；
（3）将生瓷框在印刷机上印刷第二金属化浆料；
（4）烘干。
2.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，所述多层陶瓷生产工艺包含以下步骤：流延生瓷带、生瓷带打腔、生瓷带印刷金属化浆料、生瓷带叠片层压形成多层瓷片和多层生瓷带热切成生瓷框。
3.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，以重量百分比计，生瓷带包括如下组分原料：陶瓷粉85%~90%、助烧剂3%~8%、粘结剂3%~7%。
4.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，在生瓷带原料中添加8%~15wt%溶剂。
5.如权利要求3所述的印刷方法，其特征在于，陶瓷粉为氧化铝粉末，助烧剂为粘土或滑石粉，粘结剂为PVB。
6.如权利要求4所述的印刷方法，其特征在于，溶剂为无水乙醇。
7.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，第一金属化浆料和第二金属化浆料以重量百分比计，包括如下组分：钨粉85%~90%，陶瓷粉2%~5%，粘结剂2%~5%，溶剂5%~10%。
8.如权利要求7所述的印刷方法，其特征在于，陶瓷粉为氧化铝粉末，粘结剂为乙基纤维素，溶剂为松油醇。
9.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，侧面印刷模具材质为有机玻璃、铝或铝合金材料。
10.如权利要求1所述的印刷方法，其特征在于，烘干温度为50~150，烘干时间为2min~60min。
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