[發明專利]一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法

在審

• 申請號: 202010931708.4
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112010665A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 龐錦標;舒國勁;韓玉成;袁世逢;李淼;竇占明;劉凱
• 申請（專利權）人: 中國振華集團云科電子有限公司
• 主分類號: C04B37/00
• 分類號: C04B37/00;C04B41/00;C04B35/04;C04B35/26;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 楊成剛

1.一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)通過配料、混合球磨、薄片成型、裁片、疊片、層壓、熱切、排膠、燒結、研磨減薄及拋光處理，得到2種不同類型的陶瓷1基片和陶瓷2基片；

(2)在所述陶瓷1基片上進行激光打孔，形成孔壁邊緣呈梯形或錐度的陶瓷孔；

(3)按所述陶瓷1基片上相同的激光打孔形狀，按比例縮小一定尺寸，在所述陶瓷2基片上進行激光打孔，得到形狀呈梯形或錐度的陶瓷體；確保陶瓷體倒扣之后能夠嵌入帶孔的陶瓷基片中，可以保持兩種陶瓷之間的縫隙從上到下一致；

(4)勻膠：在帶有所述陶瓷孔的帶孔陶瓷1基片的兩面及陶瓷孔勻玻璃漿料，厚度15μm～40μm；

(5)在真空脫泡機中脫泡后，再將其烘干；

(6)將所述陶瓷2基片上打下的梯形或錐度的陶瓷體翻轉180°倒扣嵌入帶有所述帶孔陶瓷1基片的陶瓷孔中；

(7)在燒結爐中進行燒結；

(8)將燒結完成的異質陶瓷基片進行雙面研磨及拋光，同時去除異質陶瓷基片雙面的玻璃釉，得到所需目標厚度的嵌入式異質陶瓷基片。

2.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述陶瓷包括鐵氧體陶瓷、壓電陶瓷、壓敏陶瓷、熱敏陶瓷或介電陶瓷等。

3.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述帶孔陶瓷基片上陶瓷孔的形狀及大小根據產品的設計而定；優選圓形孔，孔徑大小2mm～5mm。

4.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述薄片成型可以采用流延成型法，也可以采用壓制成型法，所述2種不同類型的陶瓷基片厚度之差小于0.1mm。

5.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述陶瓷體的尺寸與所述陶瓷孔的尺寸小0.02mm～0.06mm，縫隙寬度在0.01mm～0.03mm之間，優選縫隙寬度為0.01mm。

6.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述玻璃漿料由玻璃粉、有機溶劑及樹脂材料組成，粘度范圍1Pa.S～50Pa.S，優選10Pa.S～30Pa.S，真空脫泡時間0.5h～1h，烘干溫度選擇50℃～100℃，時間0.5h～1h，燒結溫度選擇600℃～1000℃，峰值溫度保溫時間10min～15min；

所述玻璃粉的平均粒徑大小1μm～3μm。

7.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述勻膠，是通過勻膠機來實現，轉速為2000rpm～5000rpm。

8.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述雙面研磨及拋光，每一面減薄厚度大于0.1mm，得到厚度公差＜0.01mm、翹曲度＜0.3％、表面粗糙度小于0.2μm的嵌入式異質陶瓷基片。

9.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述陶瓷孔與所述陶瓷體的互聯孔壁處有0.01mm～0.03mm厚的致密玻璃釉。

10.如權利要求1所述的一種嵌入式異質陶瓷基片的制備方法，其特征在于，所述嵌入式異質陶瓷基片由M25微波介質陶瓷基片和NZF微波鐵氧體陶瓷基片組成，制作步驟如下：

(1)陶瓷基片制備

所述M25微波介質陶瓷材料的配方包括：20％～30％MgO、55％～70％TiO₂、2％～10％CaCO₃、2％～10％La₂O₃等，介電常數為25；按M25微波介質陶瓷材料配方，對原材料分別稱重后，進行球磨混合，然后將得到的混合物放入馬弗爐內進行預燒合成微波介質陶瓷粉體，預燒溫度1100℃，保溫2h；在制備好的M25陶瓷粉體按常規的流延料制備工藝加入乙醇、甲苯等有機溶劑和PVB等粘合劑，制備流延料；采用流延成型法，通過流延機得到M25的生瓷帶，再進行疊層、等靜壓及熱切，得到方形巴塊，通過排膠燒結后得到M25微波介質陶瓷基片，尺寸為50.8mm*50.8mm，厚度為0.7mm；

所述NZF微波鐵氧體陶瓷材料的配方包括：8％～20％NiO、15％～30％ZnO、55％～70％Fe₂O₃等，飽和磁場強度為3000GS；按所述NZF微波鐵氧體陶瓷材料配方，對原材料分別稱重后，進行球磨混合，然后將得到的混合物放入馬弗爐內進行預燒合成微波鐵氧體陶瓷粉體，預燒溫度1050℃，保溫2h；在制備好的微波鐵氧體陶瓷粉體按常規的流延料制備工藝加入乙醇、甲苯等有機溶劑和PVB等粘合劑，制備流延料；采用流延成型法，通過流延機得到NZF的生瓷帶，再進行疊層、等靜壓及切割工序，得到方形巴塊；最后，通過排膠燒結得到NZF微波鐵氧體陶瓷基片，尺寸為50.8mm*50.8mm，厚度為0.7mm；

(2)激光打孔

采用紫外納秒或紫外皮秒等激光打孔機，對所述M25微波介質陶瓷基片和NZF微波鐵氧體陶瓷基片進行加工，在所述M25微波介質陶瓷基片上加工陣列直徑為2.44mm的圓形孔，得到所需的帶孔陶瓷基片；在所述NZF微波鐵氧體陶瓷基片上加工陣列直徑為2.4mm的圓形孔，得到2.4mm大小的圓片形陶瓷體；

(3)勻膠、裝配、脫泡及燒結

采用粘度為20Pa.S、玻璃粉平均粒徑為2μm的玻璃漿料，通過勻膠機在所述帶孔陶瓷基片上的正反面及孔勻玻璃漿料，轉速設置2500rpm，然后真空脫泡45min后，在60℃烘箱中烘烤50min，將所述圓片形陶瓷體倒扣入帶孔陶瓷基片的圓形孔中，最后在850℃鏈條爐上進行燒結，得到一體化嵌入式異質陶瓷基片；

(4)研磨及拋光

用研磨機對燒結后的一體化嵌入式異質陶瓷基片進行雙面研磨和拋光處理，去除樣品表面燒結不致密和凹凸不平部分，再進行超聲波清洗30min，得到厚度0.4mm，厚度精度和均勻性±5μm，翹曲度小于0.1％、表面粗糙度0.05μm的嵌入式異質陶瓷基片。