电子陶瓷制备常用粘结剂—

CERADIR先进陶瓷在线

2025-06-17

随着电子封装向片式、集成化方向迅速发展，作为连续高效成型的流延技术已成为关注热点。流延成型技术是指将粉体、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂，及消泡剂、均化剂和絮凝剂等助剂，经分散混合得到均匀稳定浆料，利用流延机制备具有一定强度和韧性的陶瓷生带的方法。利用陶瓷流延生带可制备层状陶瓷，或经印刷导电胶、裁切、冲孔、叠层、排胶、烧结等后续工序操作最终可以获得所需产品。

流延成型技术所使用溶剂的不同，分为水基流延和非水基流延两大类。其中，非水基流延工艺是以有机物作为溶剂，具有对陶瓷粉体润湿性好，可与多种分散剂、粘结剂、增塑剂等相容性，添加剂选择范围宽，制备的浆料粘度低，溶剂挥发快、干燥时间短；制得的流延生带强度高、柔韧性好。

有机材料在电子陶瓷浆料应用

电子陶瓷浆料主要由两部分组成：无机陶瓷粉体和有机材料

1、无机陶瓷粉料 Ceramic powder（陶瓷粉料和玻璃粉料）；

2、有机材料：粘合剂、增塑剂、分散剂、溶剂：

Binder 粘合剂：增加流延膜成型并赋予坯件一定的强度；
Plasticizer 增塑剂：赋予坯件一定的可塑性和柔韧性；
Dispersant 分散剂：通过电荷、空间位阻赋予浆料稳定性；
Solvent 溶剂：用于溶解Binder，赋予浆料流动性。

按照比例来说：

Plasticizer 陶瓷粉料：100
Binder 有机粘合剂：8-12
Dispersant 分散剂：1-3
Plasticizer 增塑剂：2-4
Solvent 溶剂：60-100

粘结剂是在非水基溶液体系中，形成具有一定粘度的粘结性溶液，经与陶瓷粉体润湿、粘附，干燥后具有定强度的材料。选择粘结剂时需要考虑的因素有：

①要与选用溶剂的类型匹配，不妨碍溶剂挥发；

②对粉体由良好的粘结作用；

③能起到稳定浆料和抑制颗粒沉降的作用；

④有较低的玻璃化转变温度；

⑤与承载体材料易于分离。

粘合剂种类有：热塑性丙烯酸树脂PMMA、聚乙烯醇缩丁醛PVB。

图 PVB树脂，来源：积水化学

聚乙烯醇缩丁醛PVB介绍

聚乙烯醇缩丁醛（PVB）具有良好的粘结性、热分解性及其碳残留量低等特点，是非水基流延体系中最常用的粘结剂之一。

工业上以聚乙烯醇PVA和丁醛C4H8O为原料，以水为介质，HCl作为催化剂，逐步升温到65℃进行缩合，待粉粒析出后用水洗去催化剂，用碱中和残留的酸，干燥后得到产品。

PVB=PVA+H2O+HCl+C4H80

通过调整不同的摩尔比、不同的反应温度可制得不同性能的PVB。

① 安全玻璃，PVB经增塑后挤出或流延出透明薄片；

② 粘合剂Binder，由于具有-OH和缩醛基，具有很强的粘结性能，灰分残留小。

③ 涂料，由于具有好的粘结性、成膜性、耐磨性可用于涂料。

PVB树脂性能与流延生胚强度的关系

决定PVB的性能主要有四个因素：聚合度、丁醛基含量、乙酰基含量、羟基含量。

① 聚合度的影响，聚合度增大，浆料粘度上升、膜片强度越大、热压着性也增大；

② 缩醛基含量的影响，含量的增高，可以降低粘合剂的粘度，提高与增塑剂的相溶性，提高膜片的柔软性和热压着性；

③ 羟基含量的影响，羟基含量的增高，溶液粘度升高，膜片强度增大，吸湿性也增高；

④ 乙酰基含量影响，乙酰基含量增加，粘度下降，膜片柔软性增加，热压着性也增大。

电子元器件烧结成瓷时的收缩率除了受陶瓷粉本身的影响外，也受PVB添加量的影响。为了得到较理想的收缩率，不同流延生坯厚度所选用PVB的粘度也不一样。高厚度流延生坯应选用高粘度PVB；低厚度的选用低粘度PVB。当然也有例外的，在MLCC行业，流延膜厚度都是在2-5微米，选用高粘度、高强度的PVB树脂如B72。

本文来源于公众号“国际精密陶瓷及IGBT展
”

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