基于0Cr18Ni9不銹鋼基板的介質漿料研制

本文選用0Cr18Ni9不銹鋼作為大功率厚膜電路基板材料，開展了0Cr18Ni9不銹鋼基板用絕緣介質漿料的相關基礎研究，設計制備了基于0Cr18Ni9不銹鋼板的介質漿料。 根據0Cr18Ni9不銹鋼基板的熱膨脹性能和相關玻璃理論，用BAS(BaO-Al2O3-SiO2)系玻璃作為介質漿料用玻璃相的基礎配方。采用DTA、XRD、SEM/EDS以及材料的絕緣性能測試等分析表征手段，研究了高鋇含量BAS體系玻璃的燒結機理和析晶動力學，指出了影響介質層熱膨脹系數和絕緣性能的主要因素。 通過配方設計，制備出一組用于0Cr18Ni9不銹鋼基板的介質漿料。這些漿料通過絲網印刷和燒結，能夠在不銹鋼基板表面形成介質層。根據介質層與基板的結合強度以及基板的變形量大小，篩選最佳介質漿料配方。 研究結果表明，燒結后的介質層是微晶玻璃，主要有六方鋇長石(Ba[Al2Si2O8])和單斜鋇長石兩種晶相，單斜鋇長石的存在嚴重影響了介質層的絕緣性能。加入ZrO2能夠有效抑制燒結過程中單斜相的析出，大大改善介質層的絕緣性能，使基板滿足厚膜電路對絕緣性能的要求。最佳介質漿料配方中玻璃相的軟化溫度為750℃，起始析晶溫度為840℃，能夠滿足厚膜電路在850℃燒結工藝的需要。燒結后的介質膜層厚度＞90μm時擊穿電壓＞2kV，達到國標GB1408-78要求。新研制的介質漿料可直接印刷到0Cr18Ni9不銹鋼基板表面，然后在網帶爐中燒成制品，適于工業化生產。