CN103224404A - 低温共烧陶瓷器件及制备方法 - Google Patents

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王泽兴
陈轲
田小军
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Abstract

本发明涉及低温共烧陶瓷器件制作工艺，其公开了一种在低温共烧陶瓷材料中预埋已烧熟的磁性材料，再一起共烧成型为器件的工艺方法。涉及在低温共烧陶瓷材料中制作通孔、电路、放置磁性材料的腔体，并与预埋的磁性材料一起烧结形成器件的工艺方法。本发明的有益效果是：通过将已烧熟的磁性材料预埋入低温共烧陶瓷材料中，在低温共烧陶瓷器件内增加了可确定形状的磁通路。

Description

低温共烧陶瓷器件及制备方法
技术领域
 本发明涉及低温共烧陶瓷器件制作工艺，尤其涉及一种低温共烧陶瓷器件及制备方法。
背景技术
目前常用的T/R组件一般采用单一的低温共烧陶瓷基板材料，该基板材料可以集成滤波、阻抗匹配、天线、驱动、放大等RF功能，而起着微波信号切换和传输功能的微波铁氧体环形器、隔离器是以传统分立器件的形式集成。而低温共烧陶瓷不含磁性材料，无法再基板内集成环形器，隔离器等微波非互异传输功能，只能采取元器件单位调试研制，再由整机进行组装集成的方式。因磁性器件的特殊性，不可避免的在再次装调过程中，会因各种因数导致磁性能偏差，同时磁性器件级联过程中的相互干扰以及器件的联接缺损也不容忽视，这些将使T/R组件的可靠性和一致性较差。
通常的LTCC/LTCF（Low temperature Co-fired Ceramic/Ferrite）工艺流程为材料准备——冲孔——填孔——印刷——开腔——叠层——等静压——切割——烧结，若使用通常的工艺流程，则如图1中B部分磁环内圆里的生磁与其他生磁脱离，导致无法对位、叠层，则电路功能无法完成。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种低温共烧陶瓷器件及制备方法，解决目前T/R组件可靠性和一致性较差的问题。
本发明提供了一种低温共烧陶瓷器件，包括介质层，其由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；以及已烧熟的磁性材料，其由铁氧体材料加入流延载体制浆流延成膜带再经叠层、等静压、成型工艺、烧结而成；所述已烧熟的磁性材料与介质层进行共烧；所述已烧熟的磁性材料位于所述介质层中；所述介质层为外层。
作为本发明的进一步改进， 所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
作为本发明的进一步改进，所述已烧熟的磁性材料按以下步骤进行烧制：（A）将铁氧体膜片数张层叠在一起；(B)将层叠在一起的铁氧体等静压；（C）将等静压得到的铁氧体巴块通过激光切割加工；（D）将铁氧体烧熟。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（D）中，制备的铁氧化体烧熟后形成铁氧体环。
本发明同时提供了一种低温共烧陶瓷器件的制备方法，包括以下步骤：（A）制备已烧熟的磁性材料；（B）对介质层进行冲孔处理，所述介质层分为A部分、B部分和C部分；（C）使用切割机切割介质层成型并进行烧结。
作为本发明的进一步改进，制备已烧熟的磁性材料包括以下步骤：将铁氧体膜片数张层叠在一起；将层叠在一起的铁氧体进行等静压后等到铁氧体巴块；将铁氧体巴块通过激光切割加工；并将铁氧体烧熟形成铁氧体环。
作为本发明的进一步改进，所述冲孔处理包括电路通孔、印刷对位孔和叠层对位孔处理；所述步骤（B）进一步包括：使用通孔银浆对电路通孔进行填孔；使用内电路银浆在介质层膜片上进行电路印刷；将以填孔印刷的介质层的B部分以及C部分分别叠层和等静压。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（C）中，使用切割机将介质层进行切割形成腔体并将已烧熟的磁性材料放入介质层的腔体中，粘合烧结介质层和所述已烧熟的磁性材料。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（C）进一步包括：介质层将叠层和等静压后的B、C部分开腔体并在腔体中放入所述已烧熟的磁性材料；介质层的A部分与B、C部分使用粘合剂粘合，将介质层进行等静压并烧结。
作为本发明的进一步改进，所述介质层由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
 
本发明的有益效果是：通过将已烧熟的磁性材料预埋入低温共烧陶瓷材料中，在低温共烧陶瓷器件内增加了可确定形状的磁通路。
【附图说明】
图1 为预埋已烧熟磁性材料的低温共烧陶瓷器件的电路俯视图；
图2为预埋已烧熟磁性材料的低温共烧陶瓷器件的磁性材料俯视图；
图3为预埋已烧熟磁性材料的低温共烧陶瓷器件的电路侧视图。
【具体实施方式】
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
一种低温共烧陶瓷器件，包括介质层，其由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；以及已烧熟的磁性材料，其由铁氧体材料加入流延载体制浆流延成膜带再经叠层、等静压、成型工艺、烧结而成；所述已烧熟的磁性材料与介质层进行共烧；所述已烧熟的磁性材料位于所述介质层中；所述介质层为外层。
所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
所述已烧熟的磁性材料按以下步骤进行烧制：（A）将铁氧体膜片数张层叠在一起；(B)将层叠在一起的铁氧体等静压；（C）将等静压得到的铁氧体巴块通过激光切割加工；（D）将铁氧体烧熟。
所述步骤（D）中，制备的铁氧化体烧熟后形成铁氧体环。
本发明同时提供了一种低温共烧陶瓷器件的制备方法，包括以下步骤：（A）制备已烧熟的磁性材料；（B）对介质层进行冲孔处理，所述介质层分为A部分、B部分和C部分；（C）使用切割机切割介质层成型并进行烧结。
制备已烧熟的磁性材料包括以下步骤：将铁氧体膜片数张层叠在一起；将层叠在一起的铁氧体进行等静压后等到铁氧体巴块；将铁氧体巴块通过激光切割加工；并将铁氧体烧熟形成铁氧体环。
所述冲孔处理包括电路通孔、印刷对位孔和叠层对位孔处理；所述步骤（B）进一步包括：使用通孔银浆对电路通孔进行填孔；使用内电路银浆在介质层膜片上进行电路印刷；将以填孔印刷的介质层的B部分以及C部分分别叠层和等静压。
所述步骤（C）中，使用切割机将介质层进行切割形成腔体并将已烧熟的磁性材料放入介质层的腔体中，粘合烧结介质层和所述已烧熟的磁性材料。
所述步骤（C）进一步包括：介质层将叠层和等静压后的B、C部分开腔体并在腔体中放入所述已烧熟的磁性材料；介质层的A部分与B、C部分使用粘合剂粘合，将介质层进行等静压并烧结。
所述介质层由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
采用先叠层再开腔：在巴块上开腔并放入铁氧体环。使用一种粘合剂粘合两个巴块，并用一个较小的压力等静压。解决了铁氧体环位置的器件形变问题。
如在一实施例中，一种低温共烧陶瓷器件的制备方法包括如下步骤：
1.  制备铁氧体 使用流延好的铁氧体膜片数张，叠层后等静压，等静压温度为60摄氏度，压力为18MPa，预热10分钟，加压10分钟。得到铁氧体巴块，使用激光切割机加工巴块得到铁氧体环。烧结后得到所需厚度、形状的铁氧体环。
2.  使用LTCC生瓷膜片冲孔，包括电路通孔、印刷对位孔、叠层对位孔。
3.  使用与生瓷材料匹配的填孔银浆将电路通孔填孔。填孔后使用烘箱在65度烘10分钟。
4.  使用与生瓷材料匹配的内电路银浆印刷电路、切割线，印刷后使用烘箱在65度烘10分钟。
5.  将制备的以填孔印刷的膜片分为A部分，BC部分分别叠层，等静压，等静压温度为60摄氏度，压力为18MPa，预热10分钟，加压10分钟。
6.  将BC部分巴块使用激光切割机开腔，并将步骤1制备的铁氧体环放入腔体中。
7.  将A部分与BC部分使用一种粘合剂粘合，并在一个较小压力下进行等静压。
8.  使用切割机将巴块沿切割线切成器件大小，并烧结成器件。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温共烧陶瓷器件，其特征在于：包括介质层，其由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；以及已烧熟的磁性材料，其由铁氧体材料加入流延载体制浆流延成膜带再经叠层、等静压、成型工艺、烧结而成；所述已烧熟的磁性材料与介质层进行共烧；所述已烧熟的磁性材料位于所述介质层中；所述介质层为外层。
2.根据权利要求1所述低温共烧陶瓷器件，其特征在于：所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
3.根据权利要求1所述低温共烧陶瓷器件，其特征在于：所述已烧熟的磁性材料按以下步骤进行烧制：（A）将铁氧体膜片数张层叠在一起；(B)将层叠在一起的铁氧体等静压；（C）将等静压得到的铁氧体巴块通过激光切割加工；（D）将铁氧体烧熟。
4.根据权利要求3所述低温共烧陶瓷器件，其特征在于：所述步骤（D）中，制备的铁氧化体烧熟后形成铁氧体环。
5.一种低温共烧陶瓷器件的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：（A）制备已烧熟的磁性材料；（B）对介质层进行冲孔处理，所述介质层分为A部分、B部分和C部分；（C）使用切割机切割介质层成型并进行烧结。
6.根据权利要求5所述的低温共烧陶瓷器件的制备方法，其特征在于：制备已烧熟的磁性材料包括以下步骤：将铁氧体膜片数张层叠在一起；将层叠在一起的铁氧体进行等静压后等到铁氧体巴块；将铁氧体巴块通过激光切割加工；并将铁氧体烧熟形成铁氧体环。
7.根据权利要求5所述的低温共烧陶瓷器件的制备方法，其特征在于：所述冲孔处理包括电路通孔、印刷对位孔和叠层对位孔处理；所述步骤（B）进一步包括：使用通孔银浆对电路通孔进行填孔；使用内电路银浆在介质层膜片上进行电路印刷；将以填孔印刷的介质层的A部分以及BC部分分别叠层和等静压。
8.根据权利要求7所述的低温共烧陶瓷器件的制备方法，其特征在于：所述步骤（C）中，使用切割机将介质层进行切割形成腔体并将已烧熟的磁性材料放入介质层的腔体中，粘合烧结介质层和所述已烧熟的磁性材料。
9.根据权利要求8所述的低温共烧陶瓷器件的制备方法，其特征在于：所述步骤（C）进一步包括：介质层将叠层和等静压后的B、C部分开腔体并在腔体中放入所述已烧熟的磁性材料；介质层的A部分与B、C部分使用粘合剂粘合，将介质层进行较低压力的等静压并烧结。
10.根据权利要求5所述的低温共烧陶瓷器件的制备方法，其特征在于：所述介质层由介质粉料加入流延载体制浆流延而成；所述介质粉料由Al2O3陶瓷颗粒填充于硼硅酸盐玻璃网络间或者Al2O3 、TiO2颗粒填充在碱性硅酸盐玻璃网络中结晶形成。
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