一种LTCC生瓷带的流延设备及浆料制备方法与流程

一种ltcc生瓷带的流延设备及浆料制备方法
技术领域
1.本发明属于ltcc生瓷带制备领域，更具体的说涉及一种ltcc生瓷带的流延设备及浆料制备方法。


背景技术：

2.随着计算机通信信息技术基础研究的不断深入，通信技术取得飞速发展，现已成为促进全球经济发要力量。现今已经进入了高度依赖信息技术的时代，对当前的通信技术提出了关于满足超大数据量、极短数据延时的通讯需求。5g通信作为当前最新的移动通信讯技术，因具有髙数据速率、低延尽、低成本等优势被广泛推进应用。
3.在5g通信技术中，ltcc是最主要的器件之一。ltcc技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，经过烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。
4.ltcc生瓷带制备过程中，浆料制备过程和流延过程均是直接影响ltcc生瓷带质量和性能的因数。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种ltcc生瓷带的流延设备及浆料制备方法，通过将本技术方案中的浆料制备方法制备的浆料在经过本技术方案中的ltcc生瓷带的流延设备流延制备的ltcc生瓷带性能好，厚薄均匀，韧性好，延展性好。
6.本发明技术方案一种ltcc生瓷带的流延设备，包括输送带、浆料箱、送膜装置、刮刀装置和初级烘干装置，所述送膜装置置于所述输送带的前端，输送带的末端由所述初级烘干装置内穿过，所述浆料箱上连接有向所述输送带上供入生瓷带浆料的供料装置；所述刮刀装置包括设置在所述输送带上部的刮刀和实现对所述刮刀的刀口进行清理的清理机构，所述清理机构设置在所述刮刀上部，在刮刀上移后对刮刀刀口处的附着物进行刮除清理。
7.优选地，所述刮刀上连接有升降机构，所述升降机构包括与刮刀固定的移动座、呈竖直状态穿过所述移动座的丝杆和光杆以及驱动所述丝杆旋转的驱动组件，所述驱动组件包括与丝杆一端固定的从动轮、与所述从动轮啮合的主动轮和驱动所述主动轮旋转的电机。
8.优选地，所述清理机构包括呈水平状设置的清理杆，所述清理杆一端铰接固定，另一端为自由端并朝向所述刮刀设置，所述清理杆的自由端超过所述刮刀的刀口位置；所述清理杆的上侧和下侧分别设置有上复位弹簧和下复位弹簧，所述上复位弹簧和下复位弹簧共同作用确保刮刀处于水平状态。
9.优选地，所述清理杆的自由端的上侧和下侧分别设置有可拆卸的上刮片和下刮
片，所述上刮片和下刮片的长度不小于刮刀长度。
10.优选地，所述刮刀装置沿所述输送带的输送方向呈前后位置设置有两个。
11.优选地，所述送膜装置包括模带盘、带动所述膜带盘主动旋转放膜带的放膜组件和实现膜带张紧的张紧轮组。
12.优选地，所述供料装置包括设置在输送带上部的浆料斗、连接浆料斗与浆料箱的导管，所述导管置于浆料斗内端朝向浆料斗侧壁设置并距离浆料斗内浆料表面一定距离。
13.优选地，所述浆料斗的底口部呈矩形状，浆料斗朝向输送带末端的侧面底部设置有浆料出口，浆料出口侧面设置有实现浆料出口大小调节的升降板，所述升降板通过紧固件与浆料斗外侧面连接；
14.所述初级烘干装置包括烘箱，所述烘箱内设置有若干加热管，所述加热管均布设置在输送带的上部和下部。
15.一种ltcc生瓷带浆料制备方法，包括以下步骤：
16.s1、向球磨罐中加入有机溶剂、分散剂和无机粉料，机溶剂用量应淹没无机粉料；将球磨罐置于卧式辊磨机上，以60r/min转速旋辗120
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150min，使得无机粉料完全分散在有机溶剂中；
17.s2、向球磨罐中加入表面活性剂、触变剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，再以60r/min转速旋辗600
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800min，获得ltcc生瓷带浆料；
18.所述无机粉料为95wt％
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98wt％的微晶玻璃和2wt％
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5wt％的碳化硅纤维的混合物；
19.所述有机溶剂为甲醇，所述分散剂为高级脂肪醇与硬脂酰胺、乙烯基双硬脂酰胺或硬脂酸单甘油酯中的一种或至少两种的混合物；
20.所述表面活性剂为甲苯，所述触变剂聚酰胺或蓖麻油，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛树脂，所述增塑剂丁基本基酞酸酯，所述消泡剂为二甲基聚硅氧烷。
21.一种ltcc生瓷带，上述的ltcc生瓷带浆料制备方法制备的ltcc生瓷带浆料，通过上述的ltcc生瓷带的流延设备制备ltcc生瓷带。
22.本发明技术方案的一种ltcc生瓷带的流延设备的有益效果是：通过清理机构的设置，实现定期对刮刀口部的附着物进行清理，确保刮刀口部平滑无附着物，使得经过本流延设备成型的ltcc生瓷带厚薄均匀，表面光滑平整，消除ltcc生瓷带表面瑕疵，确保ltcc生瓷带性能。
23.本发明技术方案的一种ltcc生瓷带浆料制备方法的有益效果是：通过本方法制备的ltcc生瓷带浆料，保存时间长，为生瓷带的成型提供时间条件，成型后的生瓷带，抗弯强度好，韧性好，与导体共烧配合度好，共烧温度低。
附图说明
24.图1为本发明技术方案的一种ltcc生瓷带的流延设备的结构示意图，
25.图2为图1中a处结构示意图，
26.图3为图1中b处结构示意图。
具体实施方式
27.为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
28.本发明技术方案一种ltcc生瓷带浆料制备方法，包括以下步骤：
29.第一步、向球磨罐中加入有机溶剂、分散剂和无机粉料，机溶剂用量应淹没无机粉料；将球磨罐置于卧式辊磨机上，以60r/min转速旋辗120
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150min，使得无机粉料完全分散在有机溶剂中。
30.第二步、向球磨罐中加入表面活性剂、触变剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，再以60r/min转速旋辗600
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800min，获得ltcc生瓷带浆料。
31.上述技术方案中，无机粉料为95wt％
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98wt％的微晶玻璃和2wt％
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5wt％的碳化硅纤维的混合物。
32.上述技术方案中，有机溶剂为甲醇，分散剂为高级脂肪醇与硬脂酰胺、乙烯基双硬脂酰胺或硬脂酸单甘油酯中的一种或至少两种的混合物。
33.上述技术方案中，表面活性剂为甲苯，触变剂聚酰胺或蓖麻油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛树脂，增塑剂丁基本基酞酸酯，消泡剂为二甲基聚硅氧烷。
34.一种ltcc生瓷带，将上述的ltcc生瓷带浆料制备方法制备的ltcc生瓷带浆料，通过流延设备获得ltcc生瓷带。
35.上述ltcc生瓷带浆料制备方法获得的生瓷带浆料，黏结度好，浆料能够存放时间长，不会出现聚团现象。通过上述ltcc生瓷带浆料制备方法获得的生瓷带浆料制备的生瓷带，具有较高的抗弯强度和延展性，且电学性能良好，能够与低阻率较低的导体进行匹配共烧，布线宽度低，使用后信号衰减小。
36.如图1所示，本发明技术方案一种ltcc生瓷带的流延设备，包括输送带1、浆料箱31、送膜装置2、刮刀装置4和初级烘干装置6。送膜装置2置于输送带1的前端，输送带1的末端由初级烘干装置6内穿过。浆料箱31上连接有向输送带1上供入生瓷带浆料的供料装置3。刮刀装置4包括设置在输送带1上部的刮刀41和实现对刮刀41的刀口进行清理的清理机构5。清理机构5设置在刮刀41上部，在刮刀41上移后对刮刀41的刀口处的附着物进行刮除清理。
37.基于上述技术方案，制备好的ltcc生瓷带浆料经过本流延设备流延成型，获得的ltcc生瓷带厚薄均匀，表面光滑平整，消除ltcc生瓷带表面瑕疵，确保ltcc生瓷带性能，改善ltcc基板材料的抗弯强度和ltcc的电性能。
38.在ltcc生瓷带浆料流延成型中，由于ltcc生瓷带浆料中少量的杂质或者颗粒物与刮刀接触后，会有极少量的附着在刮刀上，影响刮刀口部的平滑性，会在经过刮刀底部的半成品生瓷带的表面上形成“划痕”，影响流延成型的生瓷带的表面质量，包括光滑度、平整度和生瓷带的厚度。上述技术方案中，设置清理机构5定时对刮刀41上的附着物进行快速清除，确保刮刀口部无杂质和附着物，确保流延成型的ltcc生瓷带的质量。
39.本技术方案中，如图1所示，刮刀41上连接有升降机构。升降机构包括与刮刀41固定的移动座42、呈竖直状态穿过移动座42的丝杆44和光杆43以及驱动丝杆44旋转的驱动组件45。驱动组件45包括与丝杆一端固定的从动轮、与从动轮啮合的主动轮和驱动主动轮旋转的电机。电机能够实现正反装和输出转速和角度的精准控制，实现通过丝杆44精准控制
刮刀41的升降时间和升降位置，一方面便于对刮刀41的清理，另一方面通过刮刀对ltcc生瓷带厚度进行调节，适应性广。
40.升降机构实现刮刀41升降，在刮刀41上升后对刮刀41刀口进行清理，一方面便于清理清理机构5对刮刀进行清理，避免清理机构5与输送带、生瓷带半成品等造成干涉问题，确保生瓷带半成品以及成型后的生瓷带的质量。
41.本技术方案中，如图1和图2所示，清理机构5包括呈水平状设置的清理杆51，清理杆51一端铰接固定，另一端为自由端54并朝向刮刀41设置。清理杆51的自由端54超过刮刀41的刀口位置。清理杆51的上侧和下侧分别设置有上复位弹簧52和下复位弹簧53，上复位弹簧52和下复位弹簧53共同作用确保刮刀41处于水平状态。
42.基于上段技术方案，在正常状态下，上复位弹簧52和下复位弹簧53同时提供一定的拉力，使得清理杆51处于水平状态。清理时，首先原正常工作的刮刀41上升，在刮刀41上升过程中，首先刮刀上刃口接触清理杆51，在刮刀41继续上升中，清理杆51的自由端54被刮刀带动向上旋转，并对刮刀41的上刃口进行清理。在刮刀继续上升后，清理杆51的自由端54离开刮刀41，清理杆51复位呈水平状态。然后刮刀41下降，在刮刀41持续下降过程中，清理杆51的自由端54对刮刀41的下刃口进行清理，清理过程与对上刃口清理过程相反，清理原理相同。在刮刀41持续下降过程中，最后刮刀41离开清理杆51的自由端54，清理杆51在上复位弹簧52和下复位弹簧53的复位力下复位呈水平状态。这样即完成了刮刀41口部附着物的清理。然后，刮刀能够继续下降，至输送带上，进行生瓷带成型。
43.本发明技术方案中，清理杆51的自由端54的上侧和下侧分别设置有可拆卸的上刮片55和下刮片56，上刮片55和下刮片56的长度不小于刮刀41长度。上刮片55和下刮片56的设置，使得上刮片55和下刮片56分别在刮刀下降和上升中对刮刀进行清理，相较于置于通过清理杆51的自由端54进行清理，清理效果更好。同时上刮片55和下刮片56可拆卸的设置，便于对上刮片55和下刮片56自身进行拆除和清理。同时，在上刮片55和下刮片56上还可以增加清洁面等，提高清洁效果。
44.本发明技术方案中，刮刀装置4沿输送带1的输送方向呈前后位置设置有两个。刮刀装置4设置两个，即两刮刀能够同时工作也可以单独工作。
45.在两刮刀同时工作中：呈前后位置的刮刀高度可以设置呈不一致也可以一致。在两刮刀高度不一致时，靠近输送带1的输入端的刮刀高度大于后一刮刀高度，即在输送方向上，前部的刮刀高度大于后部的刮刀高度，这样就实现了对流延成型的生瓷带厚度的两次调节，确保生瓷带厚度的精准，同时，也避免一次刮除的生瓷带浆料过厚而影响生瓷带的表面质量以及生瓷带的整体质量和性能。在两刮刀高度一致时，即两刮刀调节的高度均是生瓷带成型的厚度。两等高的刮刀同时实现对生瓷浆料的刮除，避免在前一刮刀刮除中具有一些生瓷浆料溢出，影响生瓷带厚度和表面质量。
46.在两刮刀同时工作中：需要对两刮刀进行清理时，需要首先关闭输送带，避免在刮刀离开后输送带继续向前输送，从而成型了厚度不符合要求的生瓷带。输送带停止后，刮刀上升，实现清理，清理完成后，刮刀复位，然后输送带再次启动即可。
47.在两刮刀不同时工作中：即两刮刀调节的高度均是生瓷带成型的厚度。这样在刮刀需要清理时，输送带1不需要停止。在需要清理的刮刀上升前，首先将另一清理过且处于等待状态的刮刀下降至工作位置，进入工作后，需要清理的刮刀再上升，实现清理。这样在
整个刮刀清理中，输送带不需要停止工作，确保了生瓷带成型效率。
48.在两刮刀不同时工作中：若待清理刮刀为前一刮刀，而等待状态刮刀为后一刮刀时：前一刮刀需要清理时，在后一刮刀下降至工作位置后，前一刮刀可立即上移，实现清理。若待清理刮刀为后一刮刀，而等待状态刮刀为前一刮刀时：后一刮刀需要清理时，首先前一刮刀下降至工作位置，且下降至工作位置以下一定距离，如下降至超过工作位置5um，这样避免原在浆料斗与后一刮刀之间盖于生瓷带厚度的多余的浆料被直接向后输送影响生瓷带厚度的问题。在前一刮刀下降至工作位置以下一段时间后，后一刮刀与前一刮刀之间多余的浆料被消耗后，首先立即将前一刮刀复位至工作位置，然后后一刮刀即可上升进行清理。
49.当然，因为生瓷带厚度一般是20—200um之间，极薄，输送带1上多余浆料较少，在两刮刀安装布局时，尽量缩小两刮刀之间距离，在在两刮刀不同时工作且后待清理刮刀为后一刮刀，而等待状态刮刀为前一刮刀时：首先直接将前一刮刀下降至工作位置，然后后一刮刀上升，这样在仅仅两刮刀之间很短的一段距离的生瓷带厚度不符合要求，在检测时将其裁剪去除即可。
50.本技术方案中，送膜装置2包括模带盘21、带动膜带盘21主动旋转放膜带的放膜组件22和实现膜带张紧的张紧轮组23。本技术方案中，送膜装置2的设置，实现自动主动输送膜带，避免通过输送带1带动膜带和膜带盘21被动运动而导致的膜带断裂的问题。
51.如图1所示，供料装置3包括设置在输送带1上部的浆料斗33、连接浆料斗33与浆料箱31的导管32，导管32置于浆料斗33内端朝向浆料斗侧壁设置并距离浆料斗内浆料100表面一定距离。一般的导管32端部距离浆料斗内浆料100表面2cm—5cm，避免经过导管32进入浆料斗33内的浆料直接落入浆料斗33内暂存的浆料内，对浆料斗33内浆料冲击，影响浆料斗33内浆料的流动，影响成型的生瓷带品质。
52.本技术方案中，如图1和图3所示，浆料斗33的底口部呈矩形状，浆料斗33朝向输送带1末端的侧面底部设置有浆料出口34。浆料出口34侧面设置有实现浆料出口34大小调节的升降板35，升降板35通过紧固件与浆料斗33外侧面连接。通过调节升降板35高度，实现对经过浆料斗33内流出的生瓷带浆料流量的调节，便于适应生瓷带厚度，降低刮刀41上刮除的生瓷带浆料的厚度，进一步改善生瓷带质量。
53.本技术方案中，初级烘干装置6包括烘箱，烘箱内设置有若干加热管，加热管均布设置在输送带的上部和下部。初级烘干装置6内采用热辐射进行烘干的方式，避免风力和空气流动，影响生瓷带表面质量和生瓷带品质。
54.本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。