丝网印刷和烧结工艺对陶瓷基复合材料微带天线膜层结构与性能的影响

摘要

目的 研究丝网印刷工艺参数(印刷压力、离网间距和印刷速度)和烧结制度(烧结温度和保温时间)对陶瓷基复合材料微带天线基板表面丝网印刷银膜层结构与性能的影响。方法 在石英纤维增强二氧化硅基复合材料表面,通过丝网印刷工艺,在指定温度下烧结制备银膜层。采用金相显微镜、扫描电镜、四探针测试仪和焊接法等测试手段,研究银膜层的微观形貌、方阻与附着力。采用矢量网络分析仪表征微带贴片天线的驻波性能。结果 当印刷压力为90N、离网间距为2.5mm、印刷速度为90mm/s时,银膜层的方阻最低,附着力最大。当烧结温度为850℃、保温时间为15 min时,银膜可以获得最好的致密结构和导电性,此时方阻为5.4 mΩ/□,附着力为2.25 N/mm^(2)。在上述印刷和烧结工艺条件下制作的天线板,其常温中心频点为1.869GHz,与设计中心频点(1.86GHz)的吻合度较好。结论 丝网印刷工艺参数通过影响印刷过程中银浆的转移率影响膜层的导电性和附着力,烧结制度显著影响银膜结构的致密性,进而影响银膜的导电性和附着力。在印刷压力为90 N、离网间距为2.5 mm、印刷速度为90 mm/s的印刷工艺条件和850℃保温15 min的烧结条件下,制备的陶瓷基微带贴片天线具有较好的驻波性能。