加热功能是低温共烧陶瓷 (LTCC) 制造中结构完整性的主要催化剂。通过维持特定温度（通常约为 70°C），压机软化绿色薄带中的有机粘合剂，显著提高其塑性流动性。这种软化状态使各层在压力下物理地相互锁紧并相互渗透，形成一个统一的结构，在烧结过程中不易发生分层。
热量的施加从根本上改变了绿色薄带的流变性。它降低了材料的屈服点，通过相互渗透而不是简单的表面粘附，将独立的层转变为整体块。
层间键合的物理学
提高塑性流动性
加热元件的主要作用是针对混入陶瓷薄带中的有机粘合剂。在室温下，这些粘合剂相对坚硬。
加热后，粘合剂软化，薄带从硬质固体转变为塑性流动性增加的状态。这种流变变化是有效层压的先决条件。
实现相互渗透
一旦粘合剂软化，施加的压力就会驱动物理混合过程。随着材料相互流动，两个不同层之间的界面开始模糊。
这种机制被称为相互渗透。它确保各层不仅仅是堆叠在一起，而是物理地相互锁紧，消除了分层通常开始的明显边界。
降低屈服点
热量提高了所施加压力的效率。随着温度升高，绿色薄带的屈服点降低。
这使得在较低压力水平下实现优异的物理键合。它确保玻璃陶瓷组件充分相互渗透以形成永久性键合，而无需可能损坏层压板的粉碎力。
理解权衡
通道塌陷的风险
虽然热量改善了键合，但对于包含内部流道或腔体的设计，它会带来显著风险。
如果材料变得过于流动，这些通道的内部支撑就会减弱。键合层所需的压力很容易导致这些通道的壁下垂或完全塌陷。
管理弹性模量
精确的温度控制对于保持材料的弹性模量至关重要。
如果温度超过粘合剂的玻璃化转变温度过大，薄带会变得过软。这会导致微观特征发生不必要的变形，用几何精度换取键合强度。
为您的目标做出正确选择
为了优化您的层压工艺，您必须在键合强度需求与设备内部几何结构的复杂性之间取得平衡。
- 如果您的主要重点是最大程度的耐用性和键合：使用接近粘合剂软化范围较高（例如 70°C）的温度，以最大化流动性并确保层之间的完全相互渗透。
- 如果您的主要重点是保留复杂的微通道：稍微降低温度以保持较高的弹性模量，确保材料在压力下仍有足够的刚度来支撑内部腔体。
LTCC 层压成功的关键在于找到一个热“最佳点”，在这个点上粘合剂足够软以熔合，但又足够硬以保持形状。
摘要表：
| 因素 | 对 LTCC 层压的影响 | 对质量的影响 |
|---|---|---|
| 提高温度 | 软化有机粘合剂；降低屈服点 | 增强层间锁紧和渗透 |
| 塑性流动性 | 压力下材料流动性增加 | 将独立层转变为整体块 |
| 弹性模量 | 随温度升高而降低 | 内部微通道下垂或塌陷的风险 |
| 键合机制 | 物理混合/相互渗透 | 防止高温烧结过程中的分层 |
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参考文献
- Liyu Li, Zhaohua Wu. Effect of lamination parameters on deformation energy of LTCC substrate based on Finite element analysis. DOI: 10.2991/isrme-15.2015.317
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
