[發明專利]一種多層功能陶瓷部件的制備方法

有效

• 申請號: 202011142920.9
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112299859B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 宋濤;王玉寶;魏華陽;陳學江;張永翠;徐先豹;王浩然;張路路;李明陽
• 申請（專利權）人: 山東工業陶瓷研究設計院有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;B28B1/29;B28B11/12;B28B1/16;B32B38/04;B32B37/12;B32B37/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 洪秀鳳

本發明提供一種多層功能陶瓷部件的制備方法，包括：配制陶瓷料漿，流延成型，得陶瓷坯片；切割陶瓷坯片后在預定位置沖孔，得多個具備通孔的陶瓷片；配制包含可引發凝膠的有機助劑的凝膠注模成型料漿；將陶瓷片層疊；在層疊的陶瓷片的層間和通孔中或在層疊的陶瓷片的通孔中布置金屬電路結構并注入與其相配合的凝膠注模成型料漿，凝膠固化后得坯體；疊壓坯體后燒結，得多層功能陶瓷部件。本發明制備方法引入了凝膠注模成型料漿，其與金屬電路結構相配合，燒結時陶瓷片收縮應力和金屬電路結構的膨脹應力由凝膠注模成型料漿凝膠層的收縮釋放，保證金屬電路結構與通孔緊密配合，避免了金屬電路結構燒結時不收縮而撐裂陶瓷部件等問題的發生。

技術領域

本發明涉及功能陶瓷部件領域，具體而言，涉及一種多層功能陶瓷部件的制備方法以及一種多層功能陶瓷部件。

背景技術

近年來，由于物聯網、高頻通訊、移動終端等應用領域的快速發展，多層功能陶瓷部件向著體積更小、層數更多、功能更完備的方向發展。多層功能陶瓷部件主流制備工藝一般為通過流延成型工藝成型坯片，后經坯片切割、沖孔、絲網印刷或填充金屬漿料、疊壓、共燒等工藝制備成制品。為滿足各種功能需求，多層功能陶瓷部件通常設計為不同特性陶瓷功能基層與金屬層的多層復合結構，通過在陶瓷功能基層上沖孔并填充金屬料漿共燒得到的金屬導柱實現不同層間金屬層的導通。

順應微型化和多層化的發展趨勢，金屬在平行于層面方向的線路寬度會越來越窄，垂直于層面方向的層間金屬導柱直徑會越來越細。然而，現有的絲網印刷工藝對金屬漿料的粘度和固含量(金屬顆粒占金屬料漿的體積比)有一定要求，一般來講，低粘度料漿更有助于提高印刷精度，實現細線路和小直徑金屬導柱，但通常需要降低固含量，較低的固含量容易在共燒時沿線路長度和金屬導柱軸向方向產生較大收縮，引起斷線和斷柱問題，同時若金屬部分共燒收縮率遠大于陶瓷部分也會有界面殘余應力，不利于多層功能陶瓷部件的應用穩定性；后續疊壓工藝是通過增加垂直于層面的壓力實現多層緊密貼合，對金屬料漿的粘度要求不能過低，否則疊壓時沿平行于層面延展容易引起線路斷開或跳線導通等問題。

因此，受限于金屬料漿流變性、以及金屬料漿與陶瓷坯片界面浸潤特性等需求，現有的制備多層功能陶瓷部件的制備工藝(絲網印刷、填充工藝等)存在線路寬度和金屬導柱直徑限制的問題。另外，現有的制備多層功能陶瓷部件的制備工藝還存在以下問題：金屬料漿與陶瓷坯片容易因收縮不匹配問題帶來多層陶瓷共燒中金屬導柱斷裂失效、層間開裂穿層等問題；不同層間材質不同，熱膨脹系數存在差異，多層功能陶瓷部件容易存在翹曲變形問題。

發明內容

本發明提供了一種多層功能陶瓷部件的制備方法以及一種多層功能陶瓷部件，以解決現有多層功能陶瓷部件制備工藝存在的金屬電路線路寬度和金屬導柱直徑受限；金屬料漿與陶瓷坯片容易因收縮不匹配帶來多層陶瓷共燒中金屬導柱斷裂失效和層間開裂穿層等；不同層間材質不同，熱膨脹系數存在差異，多層功能陶瓷部件容易翹曲變形等問題。

一方面，本發明提供了一種多層功能陶瓷部件的制備方法，包括如下步驟：S1、配制陶瓷料漿，將所述陶瓷料漿流延成型，得到陶瓷坯片；S2、將所述陶瓷坯片切割后在預定位置沖孔，得到多個具備通孔的陶瓷片；S3、配制包含可引發凝膠的有機助劑的凝膠注模成型料漿；S4、將多個具備通孔的所述陶瓷片層疊；S5、在層疊的所述陶瓷片的層間和通孔中或在層疊的所述陶瓷片的通孔中布置金屬電路結構并注入與所述金屬電路結構相配合的所述凝膠注模成型料漿，凝膠固化后得到多層功能陶瓷部件坯體；S6、疊壓所述多層功能陶瓷部件坯體后燒結，得到多層功能陶瓷部件。