CN112034147B - 一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，包括如下步骤：第一，在陶瓷基的滤波器表面采用喷枪喷涂银浆料，烘干、烧结形成导电银层；第二，将烧银后的陶瓷滤波器采用乙醇溶液清洗，烘干备用；第三，采用锡膏印刷机在陶瓷滤波器银层表面印刷直径为3mm，高度为1mm的焊料锡膏圆柱，290‑310℃温度条件下烘箱烘烤3‑4min，取出陶瓷滤波器，冷却至室温；第四，对陶瓷滤波器表面焊料锡膏的铺展面积进行测量，并根据公式：上锡比例＝焊料锡膏铺展面积/圆柱焊料锡膏的圆底面积*100％进行计算。本发明的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法流程简单，测量精确，检测效率高；提升了产品的批次稳定性，减少出货产品可焊性不合格带来的损失。
Description
技术领域
本发明涉及银浆料检测技术领域，具体涉及一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法。
背景技术
随着5G基建产业的大发展，5G基站关键部件-5G陶瓷介质滤波器也将迎来大爆发。对陶瓷滤波器的表面采用银浆进行金属化工艺处理是陶瓷滤波器全制程中起到承上启下的环节，而陶瓷滤波器表面的银浆层的可焊性决定陶瓷滤波器的最终品质。
目前，浆料的可焊性的检测方法，一般先将待测样浸渍在助焊剂中，再将浸过助焊剂的待测样在滤纸上贴1s以去除多余助焊剂，然后浸入焊料槽内5s，最后将待测样取出，清洗，除去残余的助焊剂，最后观察焊料浸润待测样金属膜的情况。上述测试方法具有一些不足，第一，当陶瓷滤波器的器件较大时，陶瓷滤波器浸入焊料槽时，容易使陶瓷滤波器的受热不均匀，发生瓷体爆裂；第二，待测样浸入助焊剂，然后再浸入焊料槽，银层上残留的助焊剂的量不可控，误差较大，容易对测试结果产生很大的影响；第三，焊料槽的控温效果差，不能对大批量的待测样进行连续测试，降低测试效率。因此，有必要提供一种改进的陶瓷滤波器银浆料可焊性检测方法。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种流程简单，测量精确，检测效率高的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，包括如下步骤：第一，在陶瓷基的滤波器表面采用喷枪喷涂银浆料，在180-220℃的条件下烘干10-15min，随后在850-900℃条件下烧结60-90min，在陶瓷滤波器表面形成10-12μm的导电银层；第二，将烧银后的陶瓷滤波器采用乙醇溶液清洗2-3次，烘干备用；第三，采用锡膏印刷机，在陶瓷滤波器银层表面印刷直径为 3mm，高度为1mm的焊料锡膏圆柱，290-310℃温度条件下烘箱烘烤 3-4min，取出陶瓷滤波器，冷却至室温；第四，对陶瓷滤波器表面焊料锡膏的铺展面积进行测量，并根据公式计算上锡比例，上述公式为：上锡比例＝焊料锡膏铺展面积/圆柱焊料锡膏的圆底面积*100％。通过上述公式计算出的上锡比例不小于90％，则代表银浆料的可焊性好。本发明的检测方法不需要将陶瓷滤波器整体先后依次浸渍助焊剂和焊料，只需要直接在银层表面印刷焊料锡膏圆柱，焊料锡膏内包含助焊剂，然后进行烘烤、冷却，即可对浆料的可焊性进行测量并计算；删除了时间较短且难以把控的1s的滤纸吸除多余助焊剂和5s的浸渍焊料槽的过程，将难以控制的且容易产生误差的测试流程进行简化和集合，降低测量误差；同时，每一个焊料锡膏圆柱内的助焊剂和焊料的量均相等，能够对每一个陶瓷滤波器表面银膜的可焊性的测试结果进行精确测量并比较，既避免助焊剂过多或者过少对银层可焊性测量的影响，又进一步减少了批次间测量误差的存在，测量结果精确；另外，将整个陶瓷滤波器置入烘箱内进行整体加热，陶瓷滤波器的受热均匀，不会发生瓷体爆裂，还可以对大批量的陶瓷滤波器进行一次性批量、连续的检测，大大提高检测效率，提升了产品的批次稳定性，减少出货产品可焊性不合格带来的损失。
优选的技术方案为，所述陶瓷滤波器的长宽高为 1-20cm*1-15cm*0.5-2cm。
为了进一步提高陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测准确性，进一步优选的技术方案为，所述焊料锡膏圆柱在每一个陶瓷滤波器的银层表面的印刷数量至少为3个，每个所述锡膏圆柱的间距为1cm。
进一步优选的技术方案为，所述焊料锡膏为银和/或铜的锡焊料。
为了进一步提高检测的精确度，进一步优选的技术方案为，采用 3D扫描显微镜对铺展面积进行测量。
进一步优选的技术方案为，陶瓷滤波器表面银浆料的喷涂厚度为 14-18μ m，喷枪的进料流量100-300ml/h，进料压力为0.1-0.4MPa，雾化气压为0.2-0.4MPa。
本发明的优点和有益效果在于：该陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法流程简单，测量精确，检测效率高；本发明的检测方法直接在银层表面印刷焊料锡膏圆柱，进行烘烤、冷却，即可对浆料的可焊性进行测量并计算；删除了时间较短且难以把控的滤纸吸除多余助焊剂的过程，简化了浆料可焊性测试方法的流程，降低测量误差；同时，每一个焊料锡膏圆柱内的助焊剂和焊料的量均相等，能够对测试结果进行精确对比，进一步减少了测量误差的存在，避免助焊剂过多或者过少对银层可焊性测量的影响，测量结果精确；另外，将整个陶瓷滤波器置入烘箱内进行整体加热，陶瓷滤波器的受热均匀，不会发生瓷体爆裂，还可以对大批量的陶瓷滤波器进行一次性批量、连续的检测，大大提高检测效率，提升了产品的批次稳定性，减少出货产品可焊性不合格带来的损失。
附图说明
图1是本发明陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法中印刷焊料锡膏圆柱的示意图；
图2是焊料锡膏圆柱烘烤后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明是一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，包括如下步骤：第一，在陶瓷基的滤波器表面采用喷枪喷涂银浆料，喷涂厚度为16μ m，喷枪的进料流量200ml/h，进料压力为0.25MPa，雾化气压为 0.3MPa，在180-220℃的条件下烘干10-15min，随后在850-900℃条件下烧结60-90min，在陶瓷滤波器表面形成10-12μ m的导电银层；第二，将烧银后的陶瓷滤波器采用乙醇溶液清洗2-3次，烘干备用；第三，采用锡膏印刷机，如图1所示，在陶瓷滤波器银层表面印刷直径为3mm，高度为1mm的焊料锡膏圆柱5个，每一个所述锡膏圆柱的间距为1cm， 300℃温度条件下烘箱烘烤3-4min，取出陶瓷滤波器，冷却至室温；所述焊料锡膏是包含99％的锡和1％的铜的无铅焊料；第四，采用3D 扫描显微镜对陶瓷滤波器表面焊料锡膏的铺展面积进行测量，并根据公式计算上锡比例，图2即是焊料锡膏圆柱被烘烤后融化铺展图片，上述公式为：上锡比例＝焊料锡膏铺展面积/圆柱焊料锡膏的圆底面积 *100％，上锡比例不小于90％，则代表银浆料的可焊性好；所述陶瓷滤波器的长宽高为5cm*3cm*1cm。通过上述公式计算出的上锡比例不小于90％，则代表银浆料的可焊性好，上锡比例低于90％，则代表银浆料的可焊性差。银浆料可焊性差的原因，主要是银浆料的玻璃粉成分比例不适当；或者在银浆料烧结的过程中，玻璃粉熔融后上浮至银粉的上层，导致烧结后的银层表面亲润性差，银层表面的焊料锡膏融化后收缩严重，从而计算出的上锡比例小于90％，银层的可焊性差。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含99％的锡和 1％的铜的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为8cm*6cm*1cm。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含97％的锡和 3％的银的无铅焊料；所述陶瓷滤波器的长宽高为12cm*10cm*2cm。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含96％的锡和4％的银的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为15cm*10cm*2cm。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含95％的锡、 4％的银和1％的铜的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为 20cm*15cm*1cm。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含98％的锡、 1％的银和1％的铜的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为 20cm*10cm*2cm。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含95％的锡/4％的铜和1％的银的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为5cm*3cm*1cm。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于，所述焊料锡膏是包含92％的锡、 6％的铜和2％银的无铅焊料，所述陶瓷滤波器的长宽高为 3cm*3cm*0.5cm。
对比例1
一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，包括将银浆料采用丝网印刷机印刷至陶瓷滤波器的表面，静置5-10min，红外干燥箱 100-150℃烘干，隧道炉中烧结成膜，然后将陶瓷滤波器全部浸入助焊剂槽中后取出，在滤纸上贴1s，将浸过助焊剂的陶瓷滤波器进入焊料槽，使陶瓷滤波器位于焊料液面下2mm，浸渍5s后取出，清洗，放大镜下观察焊料浸润陶瓷滤波器表面银膜的情况。
在上述各实施例及对比例进行检测的过程中，采用对比例1的检测方法检测的过程中具有瓷体爆裂的情况发生，其中，长宽在3cm以下陶瓷滤波器器件的爆裂比例为10-15％，更大尺寸的陶瓷滤波器的瓷体爆裂的比例达到20-30％，而本发明的各实施例1-8均为发现瓷体爆裂情况。瓷体爆裂的原因可能是，尺寸较大的陶瓷滤波器在浸入焊料槽的时候，位于焊料内的部分急剧受热，而未浸入焊料的部分还是常温，具有较大的温差，从而使瓷体爆裂；而才用本发明的印刷锡膏的各个实施例，印刷完成后整体置与烘箱中进行烘烤加热，器件整体均匀受热，从而不会产生瓷体爆裂问题。
陶瓷滤波器采用上述各实施例和对比例的检测方法进行可焊性和耐焊性检测的数据如下：
由上表的测量结果显示，采用同一实施例提供的检测方法对一件陶瓷滤波器表面银层进行可焊性检测，对上锡比例进行100次的重复测量并计算，测试数据的标准差小，稳定性好，误差小，测量结果精确；而采用对比例提供的检测方法对一件陶瓷滤波器表面银层进行可焊性检测，对上锡比例进行100次的重复测量并计算，测试数据的标准差大，与实施例相比，标准差相差一个数量级，对比例的检测方法得出的结果稳定性差，误差大，测量结果不精确；原因之一，是对比例的检测方法中，陶瓷滤波器在焊料槽中的浸渍时间太短，只有5s，正负1s，仅仅在时间上就偏差正负20％，时间难以精确把控，以至于数值误差范围大；其次，采用不同的实施例提供的检测方法检测同一件陶瓷滤波器表面银层的可焊性，测试数值之间平均标准差的差距小，说明本发明的检测方法能够适用不同的焊料，提高检测方法的适用范围；另外，实施例的检测方法比对比例的检测方法的检测速度也提高了20倍以上，大大提高了检测效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：第一，在陶瓷基的滤波器表面采用喷枪喷涂银浆料，在180-220℃的条件下烘干10-15min，随后在850-900℃条件下烧结60-90min，在陶瓷滤波器表面形成10-12μ m的导电银层；第二，将烧银后的陶瓷滤波器采用乙醇溶液清洗2-3次，烘干备用；第三，采用锡膏印刷机，在陶瓷滤波器银层表面印刷直径为3mm，高度为1mm的焊料锡膏圆柱，290-310℃温度条件下烘箱烘烤3-4min，取出陶瓷滤波器，冷却至室温；第四，对陶瓷滤波器表面焊料锡膏的铺展面积进行测量，并根据公式计算上锡比例，上述公式为：上锡比例=焊料锡膏铺展面积/圆柱焊料锡膏的圆底面积*100%。
2.根据权利要求1所述的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，所述陶瓷滤波器的长宽高分别为1-20cm、1-15cm、0.5-2cm。
3.根据权利要求2所述的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，所述焊料锡膏圆柱在每一个陶瓷滤波器的银层表面的印刷数量至少为3个，每个所述锡膏圆柱的间距为1cm。
4.根据权利要求3所述的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，所述焊料锡膏为银和/或铜的锡焊料。
5.根据权利要求4所述的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，采用3D扫描显微镜对铺展面积进行测量。
6.根据权利要求5所述的陶瓷滤波器银浆料可焊性的检测方法，其特征在于，陶瓷滤波器表面银浆料的喷涂厚度为14-18μm，喷枪的进料流量100-300ml/h，进料压力为0.1-0.4MPa，雾化气压为0.2-0.4MPa。
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