真空气氛炉交付蚌埠电子陶瓷客户_氧化铝基片烧结工艺升级

一、客户遇到的问题

氧化铝陶瓷基片是厚膜电路的载体，要求平整不翘曲。客户之前用普通箱式电阻炉，1550℃烧结，基片出炉之后翘曲度超差，每批要磨边挑选，合格率只有85%，主要是因为炉内温度不均，基片上下收缩不一致。

二、设备配置

三、使用效果

现在客户一炉装2000片基片，真空气氛炉和真空钎焊炉同系保温层，节能比老炉好很多，用电量省了20%。

常见问题

蚌埠客户这台真空气氛炉是按电子陶瓷基片的排胶烧结工艺配的，炉膛有效尺寸按客户一炉装两千片基片核算，配了独立排胶段，升温速率可以分五段设定。氧化铝基片排胶温度在420℃左右，排胶段保持时间设了90分钟，气氛用氮气保护，露点控制在-40℃以下，排胶后的基片颜色均匀，没有出现局部发黑的情况。烧结段最高温度能到1650℃，保温后自然降温，客户反映同一批基片的收缩率一致性比之前外协烧结好了不少。

这台设备的更多参数和适用工艺，可以查看我们的真空气氛炉产品系列介绍。如果后续客户需要做陶瓷与金属的封接或钎焊，也可以参考我们的真空钎焊炉产品页面，两种设备配套可以做电子陶瓷器件的完整封装工艺。

FAQ

问：氧化铝基片烧结要多高温度？

答：95%氧化铝基片一般1550-1600℃保温2小时，温度太高晶粒长大反而强度下降。

问：一炉能烧多少片基片？

答：600mm炉膛根据基片大小，一次装1500-2500片，一天一炉。

四、基片翘曲的解决办法

氧化铝基片烧结翘曲，主要是炉内上下温度不一致造成的。基片在1550℃烧结的时候，如果炉膛顶部温度比底部高，基片上表面收缩比下表面快，出炉就翘。客户原来的箱式炉是单区控温，这个问题控制不了。

我们这台炉子分上下两区控温，还专门在基片放置的平台上加了均温板，烧结的时候基片受热均匀，上下表面收缩一致，翘曲量从原来的0.5mm控制到0.1mm以内。客户说这个效果比他们预期的还好。

烧结温度曲线也要配合调整，氧化铝基片烧结一般1600℃保温2小时，升温段不能太快，特别是800℃之前，基片里的粘结剂要排出来，升温快了基片容易开裂。我们把升温段设置成五段，每段都可以独立调，客户根据不同的基片规格微调参数。

五、批量生产效果

现在客户一炉装500片基片，从装炉到出炉一天一炉，合格率从85%提到了97%。以前每批基片出炉之后要人工挑拣平整度，现在整炉基片平整度都达标，挑拣环节基本取消了，省了一个人的工作量。

客户还反馈，新炉子的耗电量比老炉子省了。老箱式炉保温层是轻质砖，散热快，一炉电费要350块。新炉子用的陶瓷纤维复合保温，一炉电费260块左右，省了四分之一。这个数据是客户自己抄电表抄出来的，不是我们算的。

六、安装和服务

设备安装调试花了4天，主要是调温区均匀性和工艺曲线。我们工程师在客户现场待了4天，把基片烧结工艺跑顺了才走。客户说现在很多设备厂家装完机就走，像我们这样陪着把工艺调好的不多，这点让他们很放心。

半年之后我们回访，客户反馈炉子运行稳定，硅钼棒加热元件没有更换过，炉门密封圈按时保养，真空泵油换过一次。客户现在接了一些出口基片订单，对平整度要求更高，他们说这台真空气氛炉能满足要求，出口订单做下来良率也是97%以上，客户很满意。

客户还提到，他们想了解我们的真空钎焊炉，因为他们的基片有时候要跟金属壳体做封装焊接，如果真空钎焊炉能解决这个问题，就把焊接也自己做了，减少外协环节。

七、基片生产的完整流程

客户车间的氧化铝基片生产流程是：配料—球磨—流延成型—冲片—排胶—烧结—精磨—检测。烧结之前是流延成型的生坯，厚度0.25-1mm不等，生坯里面含有粘结剂和增塑剂，烧结前必须排干净，不然高温下会起泡分层。

我们给客户建议的排胶工艺是：室温到350℃，升温速度1℃/分钟，保温1小时，让粘结剂慢慢挥发；350℃到600℃，升温速度2℃/分钟，让剩余有机物烧掉；600℃以上升温速度可以放到5℃/分钟。这个排胶曲线客户试了两次就固定下来了，生坯开裂的问题基本没再出现。

烧结段用1600℃保温2小时，之后程序控冷，600℃之前冷却速度控制在3℃/分钟以内，防止基片急冷产生内应力开裂。整个周期从升温到出炉大概20小时，客户一天出一炉，排产很规律。

八、客户反馈的真实细节

客户质量主管跟我们聊过一个细节，以前用箱式炉的时候，他们每批基片都要做切片检查断面，看有没有内部气孔，现在新炉子烧出来的基片断面致密，气孔率很低，切片检查从每批抽检改成每周抽检了，省了不少检测时间。

还有一个细节，客户原来担心真空气氛炉比箱式炉操作复杂，怕工人学不会。实际上我们的控制系统是全中文触摸屏界面，工艺曲线存好之后一键启动，工人培训半天就会了。客户说现在操作工更愿意用新炉子，因为不用一直盯着调温了。

设备用了大半年，客户那边一切正常，订单量也在稳步增长。他们老板说，氧化铝基片这个行业拼的就是质量稳定，谁家的基片平整度好、良率高，客户就找谁家。这台炉子帮他们把质量这块补上了，后面扩产的时候还会考虑再上一台。