MLCC配料工藝簡(jiǎn)介

MLCC配料工藝簡(jiǎn)介MLCC配料工藝簡(jiǎn)介MLCC配料工藝簡(jiǎn)介配料配料定義：將陶瓷粉、粘合劑與溶劑和各種添加劑按一定比例經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的球磨或砂磨，形成陶瓷漿料，以供流延制膜用。漿料中各組分與其作用主要設(shè)備分散方式及過(guò)程配料瓷漿的控制項(xiàng)目及常見(jiàn)異?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；MLCC配料工藝簡(jiǎn)介MLCC配料工藝簡(jiǎn)介MLCC配料工藝簡(jiǎn)介1配料配料定義：將陶瓷粉、粘合劑與溶劑和各種添加劑按一定比例經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的球磨或砂磨，形成陶瓷漿料，以供流延制膜用。漿料中各組分與其作用主要設(shè)備分散方式及過(guò)程配料瓷漿的控制項(xiàng)目及常見(jiàn)異常配料配料定義：將陶瓷粉、粘合劑與溶劑和各種添加劑按一定比2一、漿料中各組分與其作用漿料是個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，一般由瓷粉、溶劑、分散劑、粘合劑、增塑劑和消泡劑組成。瓷粉：瓷介電容的主要材料，燒結(jié)后變硬變脆，成為多晶多相結(jié)構(gòu)的瓷體。它是產(chǎn)品質(zhì)量水平高低的決定性因素，這些陶瓷介質(zhì)，在電場(chǎng)作用下，極化介電儲(chǔ)能，電場(chǎng)變化時(shí)極化率隨之發(fā)生變化，不同介質(zhì)種類由于它的主要極化類型不一樣，其對(duì)電場(chǎng)變化的響應(yīng)速度和極化率亦不一樣。瓷粉的選擇必須考慮到以下技術(shù)參數(shù)：①化學(xué)純度；②顆粒大小、尺寸分布和顆粒形貌；③硬團(tuán)聚和軟團(tuán)聚程度；④組分的均一性；⑤燒結(jié)活性；⑥規(guī)模生產(chǎn)的能力；⑦制造成本。一、漿料中各組分與其作用漿料是個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，一般由瓷粉、3瓷粉按材料特性分類可分為：NPO（COG）、X7R（X5R）、Y5V三種各種材料主要成分如下表：瓷粉類型材料成分目前公司所用瓷粉C0GSrZrO3、CaZrO3

、SiO2GEQ1G7X7R（X5R）BaO·TiO2

、CaO（少量）、Y2O3（很少量）KMKFZ1Z3TJKTY5VBaOTiO2

、CaO·ZrO2（少量）、Y2O3（少量）K4KLKQGFGK瓷粉按材料特性分類可分為：NPO（COG）、X7R（X5R）4溶劑：濕潤(rùn)瓷粉，使瓷粉與粘合劑更好地均勻結(jié)合，使之具有合適的粘度（即有調(diào)整瓷漿粘度的作用）。在溶劑的選擇上首先要考慮如下幾個(gè)因素：①必須能夠溶解分散劑、粘合劑、增塑劑等；②在漿料中具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠充分分散粉料而不與粉料發(fā)生反應(yīng)；③能夠提供漿料系統(tǒng)合適的粘度；④易于揮發(fā)；溶劑：濕潤(rùn)瓷粉，使瓷粉與粘合劑更好地均勻結(jié)合，使之具有合適的5我公司目前使用的為混合有機(jī)溶劑：甲苯+乙醇。其主要優(yōu)點(diǎn)：①其表面張力越小，對(duì)瓷粉顆粒的濕潤(rùn)性能越好；②其對(duì)分散劑、粘合劑和增塑劑的溶解性能較佳；③混合溶劑的沸點(diǎn)低，有利于流延過(guò)程中膜片的干燥。缺點(diǎn)：甲苯本身的毒性較大。我公司目前使用的為混合有機(jī)溶劑：甲苯+乙醇。6分散劑：又稱為解凝劑、解膠劑、反絮凝劑等。分子內(nèi)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑，可在瓷粉顆粒表面形成吸附層，提高漿料系統(tǒng)的zeta電位（電動(dòng)電位），進(jìn)而提高形成立體阻礙的顆粒間的反作用力，改善漿料的流動(dòng)性。分散劑可以強(qiáng)化分散過(guò)程，保證瓷粉粒徑，從而使瓷粉在樹(shù)脂溶劑中保持穩(wěn)定，有效的分散劑具有潤(rùn)濕、分散、穩(wěn)定的功能。分散劑：又稱為解凝劑、解膠劑、反絮凝劑等。分子內(nèi)具有親油性和7分散劑的選擇主要依據(jù)瓷粉和樹(shù)脂溶劑的化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定，選擇分散劑必須考慮瓷粉粉體性能，漿料體系、粘合劑以與其他添加劑的影響。目前我公司所用的分散劑：C料：AKM-0531R、B料和F料：PSEY-3分散劑在一個(gè)較低濃度下使用，表面能效應(yīng)降低并且其它性能也會(huì)突然的惡化。但是，如果加入量過(guò)多，微粒就互相糾纏在一起，表面激活作用消失。一般分散劑的用量在0.4%-0.8%（相對(duì)瓷粉的質(zhì)量）之間。分散劑的選擇主要依據(jù)瓷粉和樹(shù)脂溶劑的化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定，選擇分散8選擇粘合劑應(yīng)考慮的因素：①素胚膜的厚度；②所選溶劑類型與匹配性，有利于溶劑揮發(fā)和不產(chǎn)生氣泡③應(yīng)易燒除，不留有殘余物；④能起到穩(wěn)定料漿和抑制顆粒沉降的作用；⑤要有較低的塑性轉(zhuǎn)變溫度，以確保在室溫下不發(fā)生凝結(jié)；⑥考慮所用基板材料的性質(zhì)，要不相粘結(jié)和易于分離。⑦有適當(dāng)寬窄的揮發(fā)溫度范圍，防止排膠時(shí)在很窄的溫度范圍內(nèi)劇烈揮發(fā)導(dǎo)致開(kāi)裂粘合劑：通過(guò)球磨或砂磨過(guò)程，粘合劑均勻地包裹著每一粒瓷粉，使每一粒瓷粉具有粘性，以便制作合格的膜片。并且是陶瓷具有一定的塑性選擇粘合劑應(yīng)考慮的因素：粘合劑：通過(guò)球磨或砂磨過(guò)程，粘合劑均9我公司的粘合劑全部實(shí)現(xiàn)自制，而且根據(jù)材料特征不同，采用的粘合劑體系也不一樣。目前公司使用的全部為PVB（聚乙烯醇縮丁醛）類粘合劑。PVB樹(shù)脂粉為乙縮丁醛基、羥基和乙酰基三種結(jié)構(gòu)單元形成的嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)式如下：69-88%weight%11-27%weight%1-4weight%乙縮丁醛基羥基乙?；鵆3H7OCHOCH2CHCH2CHCH2CHCHOHOCOCH3xyzCH2我公司的粘合劑全部實(shí)現(xiàn)自制，而且根據(jù)材料特征不同，采用的粘合10羥基含量對(duì)性能的影響羥基21→→→36mol%粘度（影響流延效果）低→→→高薄帶強(qiáng)度（影響疊層）弱→→→強(qiáng)吸濕性（影響疊層，膜片質(zhì)量）低→→→高聚合度（分子量）對(duì)性能的影響聚合度250→→3500粘度（影響流延效果）低→→→高薄帶強(qiáng)度（影響疊層）低→→→高熱壓著性（影響疊層、層壓）高→→→低羥基含量對(duì)性能的影響羥基21→→→36mol%粘度（影響11乙酰基含量對(duì)性能的影響乙?；?.5→→13mol%粘度（影響流延效果）高→→→低薄帶柔軟性（影響疊層，層壓）低→→→高熱壓著性（影響疊層，層壓）低→→→高乙縮丁醛基含量對(duì)性能的影響乙縮丁醛基63→→78mol%粘度（影響流延效果）高→→→低和增塑劑的相容性（影響漿料均勻性）弱→→→強(qiáng)薄帶柔軟性（影響疊層，層壓）低→→→高熱壓著性（影響疊層，層壓）低→→→高耐溶劑性（影響漿料均勻性）強(qiáng)→→→弱乙酰基含量對(duì)性能的影響乙?；?.5→→13mol%粘度（影12

品牌型號(hào)分子量羥基（mol%）乙縮丁醛基（mol%）乙?；╩ol%）羥基（wt%）乙?；╳t%）Tg（℃）粘度（mPa·s）SekisuiBM-SZ530002273±3

4-6//6080-150BM-2520003178±33max//67100-170BH-6920003069±33max//6740-90BH-A1150002958±311-15//6235-65BH-31100003465±33max//7160-120SolutiaB-7690000-120000

11-13880-2.5//62-67200-450B-7950000-8000010.5-13880-2.5//62-6775-200KurarayB30HH28000-3800016.6-20.976-82.60.8-3.1

11-14

1-46335-60SB60HH50000-6000018-23.773.3-81.20.8-3.0

12-13

1-465125-140B70HH80000-9000016.7-20.976-82.60.8-3.1

11-14

1-468280-400B60H50000-6000026.2-30.266.9-73.10.7-2.9

18-21

1-470160-260B75H95000-10500018-2175-820-4//7360-100品牌型號(hào)分子量羥基乙縮丁醛基乙酰基羥基乙?；鵗g粘度Seki13增塑劑：增加粘合劑的流動(dòng)性，并使膠膜具有柔韌性的物質(zhì)都稱為增塑劑。

大多數(shù)的聚合物粘合劑有遠(yuǎn)高于室溫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，導(dǎo)致膜帶脆性很大，不能滿足可靠的加工要求。增塑劑最重要的作用就是降低粘合劑的Tg。增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間,削弱聚合物分子鏈間的氫鍵和范德華力,增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性、降低聚合物分子鏈的結(jié)晶度,從而降低聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）,增加聚合物的塑性。另外增塑劑對(duì)陶瓷粉體顆粒還起到潤(rùn)滑和橋聯(lián)作用，有利于漿料的分散穩(wěn)定。但加入增塑劑會(huì)使生帶的強(qiáng)度降低，其使用量需適中。一般用量范圍為2.5%-3.5%。增塑劑：增加粘合劑的流動(dòng)性，并使膠膜具有柔韌性的物質(zhì)都稱為增14電子陶瓷生帶用增塑劑需要滿足的性能：①與樹(shù)脂粘合劑具有良好的相容性（sp值），②高的沸點(diǎn)和低的蒸汽壓（流延烘干過(guò)程中穩(wěn)定），③高的可塑效率，④熱、光、化學(xué)的穩(wěn)定，⑤低溫下良好的彎曲性，⑥增塑劑與其它材料接觸時(shí)不快速移動(dòng)等。我公司所用的增塑劑為DOP，其分子結(jié)構(gòu)如右圖：鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)電子陶瓷生帶用增塑劑需要滿足的性能：鄰苯二甲酸二辛酯(DOP15消泡劑：較低表面張力和較高表面活性、能抑制或消除液體中泡沫的物質(zhì)。消泡劑具有低的表面張力，不溶于發(fā)泡介質(zhì)中，但又能均勻分散于泡沫介質(zhì)中，產(chǎn)生持續(xù)、均衡的消泡能力。泡沫體系要產(chǎn)生泡沫時(shí)，存在于體系中的消泡劑立刻破壞氣泡的彈性膜，抑制氣泡的產(chǎn)生。若氣泡已產(chǎn)生，添加的消泡劑接觸泡沫后，進(jìn)一步擴(kuò)展，層狀侵入，取代原泡沫的膜壁。消泡劑本身低表面張力使膜壁逐漸變薄，從而導(dǎo)致氣泡的破裂。

消泡劑：較低表面張力和較高表面活性、能抑制或消除液體中泡沫的16理想消泡劑的物化性能：①具有比泡沫介質(zhì)更低的表面張力；②不溶于泡沫介質(zhì)，不與泡沫介質(zhì)起反應(yīng)，不能被泡沫介質(zhì)分解降解；③具有正的擴(kuò)散系數(shù)，以便其擴(kuò)散到氣液界面上；④低毒或無(wú)毒；⑤貯存穩(wěn)定；⑥具有良好的消泡能力與泡沫控制能力；⑦成本低。我公司用的消泡劑為DC-350CS，在MLCC行業(yè)中，一般使用有機(jī)硅消泡劑，它具有較高的界面活性，故它能分布在涂料系統(tǒng)內(nèi)的氣液界面起抑泡和消泡的作用。本身不溶解在漿料中理想消泡劑的物化性能：17設(shè)備名稱制造廠家數(shù)量適用規(guī)格設(shè)備產(chǎn)能相同點(diǎn)區(qū)別重要參數(shù)及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響工藝質(zhì)量控制點(diǎn)控制方法球磨機(jī)臺(tái)灣臺(tái)溢6非020130Kg/天都是對(duì)瓷粉進(jìn)行分散，制成瓷漿球磨機(jī)分散方式為球磨，而日本三井砂磨機(jī)分散方式為臥式砂磨，DNTEK砂磨機(jī)分散方式為立式砂磨。砂磨/球磨頻率；泵頻率；分散時(shí)間；氧化鋯球尺寸及裝載量；泵的密封性；轉(zhuǎn)子的磨損程度；鋯環(huán)間隙等；分散過(guò)程泵壓力。砂磨/球磨頻率；泵頻率；分散時(shí)間；氧化鋯球尺寸及裝載量；泵的密封性；轉(zhuǎn)子的磨損程度；鋯環(huán)間隙；分散過(guò)程泵壓力；砂磨A步瓷漿粒度；AB步結(jié)束時(shí)機(jī)頭溫度；按配方設(shè)定頻率、時(shí)間，到時(shí)報(bào)警；裝鋯球前過(guò)篩、稱重；洗機(jī)后稱量轉(zhuǎn)子重量，測(cè)試泵密封性，鋯環(huán)用塞尺測(cè)試間隙；分散過(guò)程通過(guò)流量調(diào)整泵壓力，設(shè)定報(bào)警上限。A步取樣測(cè)粒度；通過(guò)熱電偶監(jiān)控壓力。SC-100砂磨機(jī)日本三井1所有規(guī)格36Kg/天SC-220砂磨機(jī)2360Kg/天DNS-030砂磨機(jī)DNTEKCO.,LTD150Kg/天雙軸砂磨機(jī)1/二、主要設(shè)備：設(shè)備名稱制造數(shù)量適用規(guī)格設(shè)備產(chǎn)能相同點(diǎn)區(qū)別重要參數(shù)及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)18MLCC配料工藝簡(jiǎn)介19臺(tái)灣臺(tái)溢球磨機(jī)

6臺(tái)球磨：制備過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低的一個(gè)工序。非主要設(shè)備，主要用于回收膜類、Z1材料漿料配制。臺(tái)灣臺(tái)溢球磨機(jī)球磨：制備過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低的一個(gè)工20SC-100小砂磨機(jī)1臺(tái)小砂磨機(jī)產(chǎn)能較小，主要用于工藝試驗(yàn)開(kāi)發(fā)。該砂磨機(jī)沒(méi)有循環(huán)泵，瓷漿靠重力下落到機(jī)頭。機(jī)頭SC-100小砂磨機(jī)小砂磨機(jī)產(chǎn)能較小，主要用于工藝試驗(yàn)開(kāi)發(fā)。21SC-220砂磨機(jī)2臺(tái)配料主要設(shè)備，效率較高。主要用于配制2R104、2F104與C類各規(guī)格產(chǎn)品的漿料。循環(huán)泵機(jī)頭SC-220砂磨機(jī)配料主要設(shè)備，效率較高。主要用于配制2R122循環(huán)泵SC-220砂磨機(jī)泵隔膜循環(huán)泵零件循環(huán)泵泵隔膜循環(huán)泵零件23機(jī)頭內(nèi)部SC-220型砂磨機(jī)轉(zhuǎn)子鋯環(huán)機(jī)頭內(nèi)部轉(zhuǎn)子鋯環(huán)24泵，循環(huán)動(dòng)力提供系統(tǒng)機(jī)頭，砂磨，分散腔體泵，循環(huán)動(dòng)力提供系統(tǒng)機(jī)頭，砂磨，分散腔體25韓國(guó)DNTEK砂磨機(jī)2臺(tái)目前公司有兩臺(tái)DNTEK砂磨機(jī)，砂磨能力強(qiáng)，但是比耗時(shí)。主要用于研發(fā)中高容與0201規(guī)格產(chǎn)品。機(jī)頭循環(huán)泵韓國(guó)DNTEK砂磨機(jī)目前公司有兩臺(tái)DNTEK砂磨機(jī)，砂磨能力26循環(huán)泵DNTEK砂磨機(jī)循環(huán)泵27機(jī)頭DNTEK砂磨機(jī)鋯棒機(jī)頭鋯棒28三、分散方式與過(guò)程分散方式：目前公司采用球磨與砂磨兩種方式分散瓷粉。砂磨：利用泵將預(yù)先在漿料桶內(nèi)經(jīng)攪拌混合的瓷漿輸入密閉的研磨腔體內(nèi)，與高速轉(zhuǎn)動(dòng)的研磨介質(zhì)接觸，從而使物料中的固體微粒和研磨介質(zhì)相互間產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的碰撞、摩擦和剪切作用，達(dá)到加快磨細(xì)微粒和分散聚集體的目的。從研磨腔體內(nèi)流出的漿料回到漿料桶，再次重復(fù)前述的分散過(guò)程。經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，從而瓷漿達(dá)到要求的細(xì)度和很窄的粒度分布范圍。砂磨機(jī)的磨削能力強(qiáng)，可以在很短的時(shí)間（相比球磨）內(nèi)造成顆粒的粉碎磨削。因此，對(duì)砂磨機(jī)的砂磨時(shí)間要有準(zhǔn)確的概念。

三、分散方式與過(guò)程分散方式：目前公司采用球磨與砂磨兩種方式分29臺(tái)灣臺(tái)溢球磨機(jī)球磨：制備過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低的一個(gè)工序。通過(guò)球磨作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使罐內(nèi)介質(zhì)被提起后呈傾流狀態(tài)滾邊滑下，球體或相互碰撞或相互摩擦而過(guò)，提供撞擊作用和剪切作用，使瓷漿料中大顆粒解聚，同時(shí)使球間的漿料處于高度流狀態(tài)，使瓷漿得到分散。臺(tái)灣臺(tái)溢球磨機(jī)球磨：制備過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率較低的一個(gè)工30A：滑流B：傾流C：離心運(yùn)動(dòng)A：滑流B：傾流C：離心運(yùn)動(dòng)31分散過(guò)程：配料過(guò)程分主要為A、B兩步進(jìn)行。（部分配方采用三步法）A步主要原料：瓷粉、甲苯、乙醇、分散劑、（稀釋劑）。主要把團(tuán)聚的瓷粉顆粒打散，以與潤(rùn)濕瓷粉。分散劑和粘結(jié)劑對(duì)陶瓷粉的吸附有競(jìng)爭(zhēng)性，先加入分散劑使其吸附在陶瓷粉顆粒表面后不易解吸，可使?jié){料分散效果好，使?jié){料粘度低以利于成膜。B步主要原料：甲苯、乙醇、粘合劑、增塑劑、消泡劑。加入粘合劑，起到包裹瓷粉，抵制其沉降，保持整個(gè)分散體系的穩(wěn)定。分散過(guò)程：321、領(lǐng)料：原材料核對(duì)原材料收取配料主要流程：領(lǐng)料→A步加料→A步分散→B步加料→B步分散→出料慢磨1、領(lǐng)料：原材料核對(duì)332、A步物料稱量與加料：2、A步物料稱量與加料：34設(shè)置分散頻率、時(shí)間、壓力3、A步分散：設(shè)置分散頻率、時(shí)間、壓力3、A步分散：35B步加料4、B步物料稱量與加料：B步加料4、B步物料稱量與加料：36設(shè)置分散頻率、時(shí)間、壓力5、B步分散：設(shè)置分散頻率、時(shí)間、壓力5、B步分散：37出料慢磨6、出料慢磨：出料38分散效果影響因素除了原料組成，以下因素也影響分散效果：①砂磨材質(zhì)和直徑。在MLCC瓷漿的研磨分散中，通常選用Y2O3穩(wěn)定的四方相氧化鋯球，磨損較小。磨球直徑的大小由原料粒徑與研磨分散的目標(biāo)值決定。②研磨介質(zhì)填充率。磨球填充量低，磨球之間互相碰撞的機(jī)率也小，從而使研磨分散效果降低，隨著磨球填充率增高，研磨分散效果明顯增大，但磨球填充量超過(guò)一定限度（一般為70%-80%體積比），瓷漿容積減少，磨球自身摩擦加劇，瓷漿溫度升高，瓷漿易團(tuán)聚反而不利于分散。分散效果影響因素39③研磨機(jī)轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速增加，磨球運(yùn)動(dòng)速度增大，與瓷漿顆粒碰撞、摩擦和剪切幾率增大，有利于瓷漿的分散，但過(guò)快的轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致顆粒破損的程度增大，粉碎作用大于分散作用。④泵頻率。泵速越大，進(jìn)去機(jī)頭的瓷漿量越多，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，導(dǎo)致砂磨不完全。泵速小，機(jī)頭可能局部空轉(zhuǎn)，降低了效率。⑤不同研磨時(shí)間。隨著研磨時(shí)間增加，粒徑進(jìn)一步減少的速度減緩，之后瓷漿粒徑趨于穩(wěn)定。但隨著研磨時(shí)間增加，粒徑小的顆粒相對(duì)增加，達(dá)到一定的數(shù)量后，分散和團(tuán)聚呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的平衡，此時(shí)粒徑達(dá)到極限值，研磨效率明顯下降。③研磨機(jī)轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速增加，磨球運(yùn)動(dòng)速度增大，與瓷漿顆粒碰撞40分散方式設(shè)備磨介（氧化鋯球）尺寸及裝載量A步分散時(shí)間B步分散時(shí)間球磨球磨機(jī)

5mm160Kg約12h約12h砂磨小砂磨機(jī)

0.5mm750g約1h約1h大砂磨機(jī)