CN102838354A - 一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，包含以下工艺步骤：采用生瓷材料加工填充物；将多层的陶瓷片堆垒成具有内置空腔立体结构，在堆垒的过程中，同时在空腔中放置填充物；将堆垒并放置了填充物的立体结构压制成致密的陶瓷块；将陶瓷块切割为多层陶瓷元件单元；对多层陶瓷元件单元进行烧结，在烧结过程中填充物生成气体排出，形成具有内置空腔的多层陶瓷元件。本发明的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，不需要在烧结前将空腔中的填充物取出，减少了取出填充物的步骤，避免了取出填充物时造成空腔处出现分层裂纹，提高了成型效率和产品良率，使用该成型方法形成的多层陶瓷元件具有更好的长期可靠性。

Description

一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法

技术领域

本发明属于多层陶瓷元件技术领域，涉及一种多层陶瓷元件的成型方法。

背景技术

常规的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法是借助加工模具，在模具内注入硅胶制作空腔填充物，在多层陶瓷叠片时将空腔填充物填入空腔位进行层压，层压后取出空腔填充物，再进行切割、烧结。而在取出空腔填充物时，空腔填充物与陶瓷间的摩擦通常会导致多层陶瓷元件在空腔处出现分层裂纹，产品成品率低且有影响长期可靠性的隐患。而且，常规的空腔成形方法在元件烧结前必须将空腔填充物取出，因此无法加工多层陶瓷元件内置空腔。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的加工工艺方法，不需要在烧结前将空腔中的填充物取出，避免取出填充物时造成空腔处出现分层裂纹。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：包含以下工艺步骤：

a、加工填充空腔的填充物：

采用生瓷材料加工成可与多层陶瓷元件空腔形状相配合的填充物；

b、多层陶瓷叠片：

将多层的陶瓷片按顺序依次堆垒成一个立体结构，该立体结构中至少具有一个内置空腔；

c、放置填充物：

在步骤b）的叠片过程中，在堆垒形成立体结构的过程中，同时在形成的内置空腔中放置填充物进行填充；

d、层压：

将堆垒并已在空腔中放置了填充物的立体结构压制成相对致密的陶瓷块；

e、切割：

将所述陶瓷块切割为多层陶瓷元件单元；

f、烧结：

对切割后的所述多层陶瓷元件单元进行烧结，在烧结过程中填充物生成气体排出，形成具有内置空腔的多层陶瓷元件。

步骤a）中，加工填充物的工艺步骤为：

1）流延生瓷：

将所述生瓷材料通过流延加工成生瓷带；

2）叠片和层压：

将生瓷带经过叠片和层压工艺得到与多层陶瓷元件中的空腔深度相同的生瓷体；

3）形状加工：

将生瓷体加工成与空腔形状相同的填充物。

所述烧结过程的温度在300℃～800℃之间。

所述生瓷材料为在烧结过程中300℃～800℃之间发生化学反应、生成气体的生瓷。生瓷材料实际发生反应的温度范围可以在500℃～800℃范围间。

加工填充物时，将所述生瓷材料通过流延加工成0.05mm～0.5mm厚度的生瓷带。

加工填充物时，使用激光或热切割的加工方式将生瓷体加工成与空腔形状相同的填充物。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，提供了一种实现多层陶瓷元件内置空腔加工的新方法，该方法不需要在烧结前将空腔中的填充物取出，减少了取出填充物的步骤，避免了取出填充物时造成空腔处出现分层裂纹，提高了成型效率和产品良率，使用该成型方法形成的多层陶瓷元件具有更好的长期可靠性。

附图说明

图1为生瓷带示意图；

图2、图3为一种空腔填充物主视图和俯视图；

图4、图5为另一种空腔填充物主视图和俯视图；

图6、图7为又一种空腔填充物主视图和俯视图；

图8为层压后陶瓷块示意图；

图9为具有空腔的多层陶瓷元件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的加工工艺流程主要包括以下几部分：

流延生瓷→加工空腔填充物→多层陶瓷元件叠片→放置空腔填充物→层压→切割→烧结。

具体工艺如下：

A、流延生瓷：按多层陶瓷空腔要求流延加工所需厚度的生瓷带，如图1；

B、加工空腔填充物：使用上述生瓷带进行叠片、层压得到与多层陶瓷空腔深度相同的生瓷体，再运用切削加工如激光加工、热切割加工等加工方式，将生瓷体加工成与空腔形貌相同的填充物，填充物可以为如图2－图7中的1种、2种或多种形状的填充物2、3、4；

C、叠片：将多层陶瓷按顺序依次堆垒成一个立体结构，立体结构中具有堆垒形成的内置空腔和表面空腔；

D、放置填充物：叠片过程中在适当的时机填入空腔填充物2、3、4；

E、层压：在压力作用下将堆垒的立体结构压制成相对致密的陶瓷块5，如图8；

F、切割：将陶瓷块切割为未经烧结的多层陶瓷元件单元；

G、烧结：将切割后的多层陶瓷元件单元在特定的烧结气氛、烧结曲线下烧制成具有表面空腔结构7和内置空腔结构8的多层陶瓷元件6，在烧结过程中填充物2、3、4生成气体排出，从而可以形成表面及内置的空腔结构，如图9所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：包含以下工艺步骤：

a、加工填充空腔的填充物：

采用生瓷材料加工成可与多层陶瓷元件空腔形状相配合的填充物；

b、多层陶瓷叠片：

将多层的陶瓷片按顺序依次堆垒成一个立体结构，该立体结构中至少具有一个内置空腔；

c、放置填充物：

在步骤b）的叠片过程中，在堆垒形成立体结构的过程中，同时在形成的内置空腔中放置填充物进行填充；

d、层压：

将堆垒并已在空腔中放置了填充物的立体结构压制成相对致密的陶瓷块；

e、切割：

将所述陶瓷块切割为多层陶瓷元件单元；

f、烧结：

对切割后的所述多层陶瓷元件单元进行烧结，在烧结过程中填充物生成气体排出，形成具有内置空腔的多层陶瓷元件。

2.根据权利要求1所述的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：步骤a）中，加工填充物的工艺步骤为：

1）流延生瓷：

将所述生瓷材料通过流延加工成生瓷带；

2）叠片和层压：

将生瓷带经过叠片和层压工艺得到与多层陶瓷元件中的空腔深度相同的生瓷体；

3）形状加工：

将生瓷体加工成与空腔形状相同的填充物。

3.根据权利要求1所述的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：所述烧结过程的温度在300℃～800℃之间。

4.根据权利要求1、2或3所述的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：所述生瓷材料为在烧结过程中300℃～800℃之间发生化学反应、生成气体的生瓷。

5.根据权利要求2所述的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：加工填充物时，将所述生瓷材料通过流延加工成0.05mm～0.5mm厚度的生瓷带。

6.根据权利要求2所述的具有内置空腔的多层陶瓷元件的工艺加工方法，其特征是：加工填充物时，使用激光或热切割的加工方式将生瓷体加工成与空腔形状相同的填充物。

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