中國粉體網訊 自1947年Howatt等首次用流延成型法來生產陶瓷片層電容器以來，流延成型法由于具有設備簡單、可連續(xù)操作、生產效率高、坯體性能均一等特點，已成為制備大面積、超薄陶瓷基片的重要方法，被廣泛應用在電子工業(yè)、能源工業(yè)等領域，如制備Al2O3、AlN電路基板，BaTiO3基多層電容器及ZrO2固體燃料電池等。流延成型技術為電子元件的微型化以及超大規(guī)模集成電路的實現(xiàn)提供了廣闊的前景。
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流延成型工藝并不復雜，但其成型過程的每一步操作都很重要，影響其成型質量的因素較多，如漿料、流延機精度、流延工藝等，其中漿料是決定流延成品質量的關鍵因素。流延成型漿料主要包括陶瓷粉料、溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑，必要時還需要除泡劑和勻化劑等。
粉料的選擇原則
在漿料配制過程中，粉體的分散性尤為重要，影響分散性的最關鍵因素為粉體的粒徑、比表面積、化學組成和表面形態(tài)結構，這些都關系到最終成型生帶的顯微結構和宏觀性能。與此同時，有機載體產生的表面張力和重力沉降也與粉體粒徑和比表面積緊密相關，粉體粒徑直接決定了成型后生帶的堆積密度。因此，粉料的選擇原則是：
（1）嚴格控制陶瓷粉體的雜質含量。陶瓷粉體的化學組成和特性會影響甚至能控制最終燒結材料的收縮率和顯微結構，所以必須嚴格控制陶瓷粉體中的雜質含量；
（2）嚴格控制陶瓷粉體的顆粒尺寸和形貌。陶瓷粉體的顆粒尺寸和形貌對顆粒堆積以及漿料的流變性能會產生重要影響。為了使成型的素坯膜中陶瓷粉體顆粒堆積致密，粉體的尺寸必須盡可能小。但另一方面，顆粒尺寸越小比表面積越大，漿料制備時所需的有機添加劑越多，導致素坯膜的排膠困難，干燥和燒結后收縮率增加，降低最終燒結陶瓷的體密度。陶瓷顆粒尺寸的最佳范圍一般為1~4μm，比表面積為2~5m2/g，顆粒形貌以球形為佳。
對溶劑的要求
溶劑的主要作用是溶解粘結劑、增塑劑和其他添加劑，分散粉粒，并為漿料提供合適的粘度。溶劑的流變特性是影響漿料粘度和流延時間的重要因素，其決定了有機載體的流變特性，進而影響到流延生帶的質量。合理選用溶劑可以有效提高生帶的均勻性、致密性等物理性質。在溶劑的選擇上首先要考慮以下幾個因素：
（1）能很好地溶解分散劑、粘結劑和增塑劑；
（2）能分散陶瓷粉料；
（3）在漿料中保持化學穩(wěn)定性，不與粉料發(fā)生化學反應；
（4）提供漿料合適的粘度；
（5）能在適當?shù)臏囟认抡舭l(fā)與燒除；
（6）保證素坯無缺陷固化；
（7）使用安全，對環(huán)境污染少且價格便宜。
對分散劑的要求
能夠對骨料進行良好的潤濕分散，與其它有機物不發(fā)生化學反應。目前國內外廣泛采用的分散劑是不飽和油脂。分散劑用量雖小，卻對生瓷帶的外觀、體積密度及層壓性能有明顯的影響。下表是常用的分散劑和粘結劑。
對粘結劑的要求
粘結劑是為了分散于陶瓷粉粒之間，連接顆粒，使流延片具有一定的強度和可操作性。選擇粘結劑需要考慮的因素有：
（1）素坯的厚度；
（2）所選用溶劑的類型及其匹配性，應不妨礙溶劑揮發(fā)和不產生氣泡；
（3）易于燒除，不留殘余物；
（4）能起到穩(wěn)定漿料和抑制顆粒沉降的作用；
（5）有較低的塑性轉變溫度，以確保在室溫下不發(fā)生凝結；
（6）與襯墊材料不相粘和易于分離。
目前，有機流延漿料中最常用的粘結劑主要為PVB（聚乙烯醇縮丁醛）和PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）兩類。PVB具有可搭配性好、塑性高、易排膠等優(yōu)點，是最常用的流延粘結劑。與PVB相比，PMMA具有強度高、可溶性強的優(yōu)點，可以在較寬的加入范圍內使生帶保持較好的柔韌性，便于增塑劑搭配使用。與有機流延體系不同，水基流延漿料中的粘結劑主要分為水溶性粘結劑和水系乳膠粘結劑兩類。
對增塑劑的要求
對粘接劑具有良好的增塑性。增塑劑用量越少，生瓷帶能達到同樣的柔韌性，它的增塑能力就越強。在生產實踐中我們發(fā)現(xiàn)，有的增塑劑也是良好的分散劑，具有良好的分散潤濕能力，加入此類增塑劑可有效降低漿料的吃水量。對增塑劑的另外一個要求是：揮發(fā)速度較慢，在空氣中不吸潮或吸潮量較少。這樣可以保證生產的生瓷帶在空氣中長期保存，而仍保持不變的柔韌性。下表為常用的粘結劑及與其對應的增塑劑。
參考來源：
[1]呂子彬等.陶瓷基片流延成型用漿料研究進展
[2]白軍信等.影響流延成形陶瓷基板的質量因素
[3]宋占永等.陶瓷薄片的流延成型工藝概述
（中國粉體網編輯整理/山川）
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