CN105666333A - 一种薄型陶瓷盖体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于陶瓷加工领域，提供了一种薄型陶瓷盖体的制备方法，包括以下步骤：(1)覆膜：将烧结好的陶瓷基板上的保护区域覆上保护材料；(2)成型：对覆膜后的陶瓷基板的外露部分进行磨削加工,形成盖体；(3)脱膜：去除覆膜材料。所述保护区域为一包含多个盖体单体的矩阵时，在所述脱膜步骤之后，所述步骤还包括：(4)切割：用激光对矩阵进行切割，获得陶瓷盖体单体。本发明避开了薄型材料在烧结中产生的变形问题，提高了盖体尺寸的可控能力；可用作保护敏感或易损零件，以满足卡类、片状等超薄型产品需求。

Description

一种薄型陶瓷盖体的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷加工领域，尤其涉及一种薄型陶瓷盖体的制备方法。
背景技术
随着生活中各种产品的微型化的发展，市场上对薄型产品的需求日益增加，如卡类、片状等超薄型产品。作为这些超薄型产品的保护零件和易损零件的陶瓷盖体，同样需要满足超薄型的要求。因此，获得一种薄型陶瓷盖体的制备方法已成为市场发展的一种需要。
干粉压制是常用的陶瓷盖体加工方法，该方法的成型过程主要是将干粉填充入模腔内加压成型。具体生产过程中在陶瓷盖体成型时，粉料受到挤压发生移动并互相靠拢、收缩，当达到平衡时形成压实状态，再进行排胶、锻烧生成壳体。但是，在陶瓷盖体成型时粉料容易因团聚导致内部密度不均，进而导致盖体的形状的可控能力变差。因此，干粉压制的成型过程亦限制了其壁的厚度，厚度过薄限制了粉料的移动导致密度差异大，严重时会使生产的陶瓷盖体无法成形。因此，使用传统方法很难生产薄型陶瓷盖体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种薄型陶瓷盖体的制备方法的技术方案，旨在满足市场对超薄型陶瓷盖体的需求。
本发明是这样实现的，一种薄型陶瓷盖体的制备方法，包括以下步骤：
(1)覆膜：将烧结好的陶瓷基板上的保护区域覆上保护材料；
(2)成型：对覆膜后的陶瓷基板的外露部分进行磨削加工,形成盖体；
(3)脱膜：去除覆膜材料。
进一步地，所述保护区域为一包含多个盖体单体的矩阵，在所述脱膜步骤之后，所述步骤还包括：(4)切割：用激光对矩阵进行切割，获得陶瓷盖体单体。
进一步地，所述覆膜方式包括丝印、光刻或直接粘贴预先成形的保护膜。
进一步地，所述保护材料包括聚氨酯类、乙烯酸脂类、丙烯酸脂类、聚对苯二甲酸类、橡胶类、环氧树脂类中的至少一种。
进一步地，所述成型过程包括采用机械方式切削、离子束切削或化学方式切削。
进一步地，所述脱膜方式包括热移除、化学脱膜剂去除或者用刮刀机械去除。
进一步地，所述陶瓷基板的材质包括96氧化铝或氧化锆。
进一步地，所述丝印过程为：先按照上盖设计要求加工与所述陶瓷基本的保护区域相适配的网板；将网板置于陶瓷基板上方，将保护材料注入网板内；用刮刀将保护材料印制在陶瓷基板上；取下烘干制成覆膜。
进一步地，所述光刻过程为：先将感旋旋光性保护材料覆涂于陶瓷基板所有部分上，使用曝光或显影技术照射陶瓷基板上的非保护部分，去除非保护部分上的保护材料。
进一步地，所述化学脱膜剂包括醇类、酮类或有机酸类清洗剂中的至少一种。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：采用已烧结好的陶瓷基板为加工基材，首先是低成本、供应量大；其次避开了薄型材料在烧结中产生的变形问题，提高了盖体尺寸的可控能力。由于陶瓷材料的强度高，薄型外盖在稍微或不增加产品的总体厚度下，可以制得薄型陶瓷盖体。因此本发明所生产的薄型陶瓷盖体可用作保护敏感或易损零件，以满足卡类、片状等超薄型产品需求。
附图说明
图1是本发明实施例1中以单体方式制备薄型陶瓷盖体的流程图。
图2是本发明实施例2中以矩阵形式制备薄型陶瓷盖体的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
按照本发明的技术方案制备薄型陶瓷盖体，可以分为单体方式和矩阵方式两种。
其中，单体方式包括以下步骤：
(1)覆膜：将陶瓷基板上的保护部分覆上保护材料；
(2)成型：对覆膜后的陶瓷基板的外露部分进行喷砂加工，形成盖体；
(3)脱膜：去除覆膜材料。
其中，矩阵方式包括以下步骤：
(1)覆膜：将陶瓷基板上的保护部分覆上保护材料；
(2)成型：对覆膜后的陶瓷基板的外露部分进行喷砂加工，形成盖体；
(3)脱膜：去除覆膜材料；
(4)切割：用激光对矩阵进行切割，获得陶瓷盖体单体。
丝印过程为：先按照上盖设计要求加工网板；将网板置于陶瓷基板上方，将保护材料注入网板内；用刮刀将保护材料印制在陶瓷基板上；取下烘干制成覆膜。光刻过程为：先将感旋旋光性保护材料覆涂于陶瓷基板所有部分上，使用暴光或显影照射陶瓷基板上的非保护部分，去除非保护部分上的保护材料。
制备过程中的覆膜方式包括丝印、光刻或直接粘贴预先成形的保护膜；所用的保护材料包括聚氨酯类、乙烯酸脂类、丙烯酸脂类、聚对苯二甲酸类、橡胶类、环氧树脂类中的至少一种；所用的化学脱膜剂包括醇类、酮类或有机酸类清洗剂中的至少一种。
制备过程中的喷砂处理包括采用机械方式切削、离子束切削或化学方式切削；脱膜方式包括热移除、化学脱膜剂去除或者用刮刀机械去除。
本发明选用烧结好的陶瓷基板作为原始材料，其材质为96氧化铝或氧化锆等。
本发明提供的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，采用的陶瓷基板是通用的已烧结的流延基板，材质是96氧化铝或氧化锆等，取其低成本、供应量大优点。在陶瓷基板表面上用丝印方式覆膜时，丝印的图形按由网板决定，网板是按上盖设计要求加工，使保护材料将上盖边缘进行覆盖，使需要移除的部分材料外露，以保护上盖边缘在喷砂加工时不受损伤。选用的保护材料需耐喷砂加工以免喷砂过程中脱落、损耗使受保护部分外露导致不良。
喷砂加工时，陶瓷基板被保护材料覆盖的部位，由于保护材料的阻隔，基板表面的陶瓷材料，在过程中不会与磨料/砂接触，而不会被移除。因加工过程中陶瓷基板的表面材料变化差异，原来平整的陶瓷基板加工后，因局部材料被移除而形成凹槽。而凹槽的深度，可通过调整加工时间、磨料/砂的喷射速度和材质特性进行控制。切削量＝切削速度x时间，切削深度与切削量成正比，在不改变切削速度的情況下，调整加工时间便可控制深度。相反，在不改变加工时间下，调整磨料束的速度改变切削速度，同样可控制深度。喷砂结束后，保护材料可以用机械去除(刮刀)、热移除(加温使性能失效/分解脱落)，然后用化学脱膜剂清洗，使原来覆盖的陶瓷表面外露。热移除是将除陶基板升温至保护材料可承受的温度以上，使材料出现分解、质变而脱落。化学脱膜剂是通过化学方式，将保护材料的化学键链条破坏，使其分解、脱落。一些保护材料亦可用酮类溶剂将其溶解、清除。例如聚胺脂的移除方式，用刮刀移除后，用K191试剂(丙酮的替代剂)清洗便可。
使用矩阵方式制备的陶瓷盖体，进行切割操作时，利用高功率密度激光束照射陶瓷材料的矩阵切割位置，使材料很快被加热至汽化温度并蒸发形成孔洞，随着光束的移动，孔洞连续形成切缝。激光切割可使材料由上而下完全蒸发达至切透效果，亦可通过控制激光功率、参数由材料表面往里切割指定深度，保持工件的整体性，本发明采用后者，即局部切割方案。已局部切割的陶瓷基板，因陶瓷材料的脆性，在基板上施加一定的压力，陶瓷基板就会沿切割槽处裂开，将矩阵的陶瓷基板，分裂成多只单独的盖体。
用上述方法制备的薄型陶瓷盖体，用于生产薄形贴片石英晶体谐振器或薄形贴片传感器。
实施例1
用材质为96氧化铝的陶瓷基板为制备原始材料，采用单体形式制备薄型陶瓷盖体，具体操作步骤如下：
(1)采用丝印方式覆膜，覆膜的保护材料成分为聚氨酯；
(2)对覆膜后的陶瓷基板需要外露的部分进行喷砂切削；
(3)去除覆膜材料时，先用刮刀去除后用丙酮试剂清洗，获得陶瓷盖体单体。
具体流程图如图1中所示，1为陶瓷基板，2为保护材料，3为高速喷砂。
实施例2
用材质为96氧化锆的陶瓷基板为制备原始材料，采用矩阵形式制备薄型陶瓷盖体，具体操作步骤如下：
(1)直接粘贴预先成形的保护膜在陶瓷基板上覆上保护材料，保护材料为环氧树脂；
(2)对覆膜后的陶瓷基板需要外露的部分进行喷砂切削；
(3)使用羟基乙酸去除覆膜材料；
(4)用激光对矩阵进行切割，获得陶瓷盖体单体。
具体流程图如图2中所示，1为陶瓷基板，2为保护材料，3为高速喷砂，4为激光切割线，5为激光。
实施例3
用材质为96氧化铝的陶瓷基板为制备原始材料，采用单体形式制备薄型陶瓷盖体，具体操作步骤如下：
(1)用丝印方式在陶瓷基板上覆上保护材料，保护材料为丙烯酸酯；
(2)采用离子束切削移除保护材料使需加工部位外露，进行喷砂加工；
(3)使用用刮刀机械去除覆膜材料，获得陶瓷盖体单体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)覆膜：将烧结好的陶瓷基板上的保护区域覆上保护材料；
(2)成型：对覆膜后的陶瓷基板的外露部分进行磨削加工,形成盖体；
(3)脱膜：去除覆膜材料。
2.如权利要求1所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述保护区域为一包含多个盖体单体的矩阵；在所述脱膜步骤之后，所述步骤还包括：(4)切割：用激光对矩阵进行切割，获得陶瓷盖体单体。
3.如权利要求1或2所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述覆膜方式包括丝印、光刻或直接粘贴预先成形的保护膜。
4.如权利要求1或2所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述保护材料包括聚氨酯类、乙烯酸脂类、丙烯酸脂类、聚对苯二甲酸类、橡胶类、环氧树脂类中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述成型过程包括采用机械方式切削、离子束切削或化学方式切削。
6.如权利要求1或2所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述脱膜方式包括热移除、化学脱膜剂去除或者用刮刀机械去除。
7.如权利要求1或2所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述陶瓷基板的材质包括96氧化铝或氧化锆。
8.如权利要求3所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述丝印过程为：先按照上盖设计要求加工与所述陶瓷基本的保护区域相适配的网板；将网板置于陶瓷基板上方，将保护材料注入网板内；用刮刀将保护材料印制在陶瓷基板上；取下烘干制成覆膜。
9.如权利要求3所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述光刻过程为：先将感旋旋光性保护材料覆涂于陶瓷基板所有部分上，使用曝光或显影技术照射陶瓷基板上的非保护部分，去除非保护部分上的保护材料。
10.如权利要求6所述的一种薄型陶瓷盖体的制备方法，其特征在于，所述化学脱膜剂包括醇类、酮类或有机酸类清洗剂中的至少一种。
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