一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115925436A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211678056.3(22)申请日2022.12.26(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人孙良博王博茵张杰刘春凤(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213专利代理师侯静(51)Int.Cl.C04B37/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法(57)摘要一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，涉及一种绿色低熔玻璃焊膏的制备及应用其连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法。本发明是要解决目前功能性陶瓷连接时金属钎料会导致接头的介电性能与母材相差较大，影响器件的使用性能以及金属钎料与功能性陶瓷的热膨胀系数差异，焊后接头存在较大的残余应力，极可能出现热裂纹等缺陷的技术问题。本发明使用绿色低熔玻璃钎料，不仅实现了钎料与母材热膨胀系数的匹配，而且由于该种钎料流动性较好，对钇铁石榴石铁氧体和微波介质陶瓷均具有良好的润湿性，在较低的温度下实现了钇铁氧体和微波介质陶瓷的无缺陷连接，大大提高了钇铁石榴石铁氧体和微波介质陶瓷接头的功能‑结构的可靠性。CN115925436ACN115925436A权利要求书1/2页1.一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法是按以下步骤进行的：一、焊料的熔炼：分别称量Bi2O3粉、B2O3粉和SrO粉，将三者倒入同一个研钵中，得到混合粉体，使用研钵研磨均匀后放入坩埚内，用玻璃棒将粉体压实，放入马弗炉中，加热温度为900℃～1000℃，保温时间为1h～4h，快速取出坩埚，将熔融的玻璃液体倒入冷水中，得到绿色透明的玻璃渣，将玻璃渣放入烘箱内烘干，得到干燥的玻璃渣；所述的混合粉体中Bi2O3的摩尔百分比为38.5％～52.8％，B2O3的摩尔百分比为37.8％～51.5％，SrO的摩尔百分比为5％～15％；二、焊膏的制备：将步骤一所得玻璃渣放入行星球磨机中，加入酒精至液面高于固体部分，球磨6h～24h，得到白色的溶液，倒入玻璃杯中，将玻璃杯放入烘箱内烘干，得到干燥的纳米级白色粉末；将松油醇、乙二醇丁醚、乙基纤维素、卵磷脂和氢化蓖麻油按照质量比54:27:6:4:9放在烧杯中混和，放置于80℃～85℃水浴锅中恒温搅拌24h～25h，得到粘稠液体—有机载体；将纳米级白色粉末与有机载体混合搅拌得到均匀的焊膏，焊膏中有机载体的质量分数为20％～30％；三、准备母材：采用内圆切割机切割YIG和MCT陶瓷块体样品，将两者的待焊面在1000#金刚石磨盘进行研磨，待表面无明显切割痕迹后依次使用W3.5、W2.5和W1的研磨膏研磨至YIG和MCT陶瓷表面出现镜面光泽，之后将YIG和MCT陶瓷放入无水乙醇中进行超声波清洗；四、焊接试样装配：将步骤三中得到的YIG和MCT陶瓷和步骤二得到的焊膏按照三明治装配方式进行装配，焊膏在中间，将焊膏均匀的涂敷在YIG和MCT的两个待焊表面，得到装配完成的待焊样；五、焊接过程：将步骤四得到的待焊样放入马弗炉中，将炉内温度以5℃/min～10℃/min的升温速率升温至连接温度并保温0～60min，然后以5℃/min～10℃/min的降温速率从连接温度冷却至300℃～350℃，之后随炉冷却，即完成了使用玻璃钎料连接YIG和MCT陶瓷的钎焊连接。2.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤一中所述的冷水的温度为20℃～25℃。3.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤一中所述的烘干的工艺为70℃保温4h。4.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤二中球磨的转速为300r/min～400r/min。5.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤二中所述的烘干的工艺为70℃保温12h。6.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤五中的升温速率为5℃/min。7.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤五中的连接温度为600℃～700℃。8.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，其特征在于步骤五中的降温速率为5℃/min。9.根据权利要求1所述的一种利用低熔玻璃焊膏连接铁氧体和微波介质陶瓷的方法，2CN115925436A权利要求书2/2