CN108164270A - 一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法 - Google Patents

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余瑞麟
戴春雷
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Abstract

本发明公开了一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法，其特征在于：包括将经过电极印刷、叠层、切割和排胶之后的预成型陶瓷坯体进行热等静压烧结。通过采用热等静压的方式使得产品在一定的压强下进行烧结，烧结过程中，瓷体中的胶体由于外部压强的原因可以更容易从瓷体中排除，由于受到外部压强的挤压作用，排胶和烧结过程中所产生的气孔可被消除，瓷体材料在烧结过程中也可以更好的结合在一起，从而解决了在无压环境下烧结后瓷体中微小气孔的问题。从而，显著地提高了瓷体烧结的致密性，提高了元器件产品的可靠性以及电性能。

Description

一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法
技术领域
本发明涉及电子元件制造领域，具体涉及一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法。
背景技术
在以往的元器件烧结工艺中，产品都是在空气中进行无压烧结，对烧结后的产品瓷体进行微观形貌观察，发现瓷体中还是有较多1-2um的微小气孔，这些气孔的存在导致了产品的瓷体致密性降低，同时使得产品的电性能劣化或者存在一定的可靠性风险。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法，通过采用热等静压的方式进行烧结，改善了产品烧结后瓷体的致密性，提高了产品的电性能以及可靠性性。
本发明为达上述目的所提出的技术方案如下：
一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法，包括将经过电极印刷、叠层、切割和排胶之后的预成型陶瓷坯体进行热等静压烧结。
本发明通过采用热等静压的方式使得产品在一定的压强下进行烧结，烧结过程中，瓷体中的胶体由于外部压强的原因可以更容易从瓷体中排除，由于受到外部压强的挤压作用，排胶和烧结过程中所产生的气孔可被消除，瓷体材料在烧结过程中也可以更好的结合在一起，从而解决了在无压环境下烧结后瓷体中微小气孔的问题。从而，显著地提高了瓷体烧结的致密性，提高了元器件产品的可靠性以及电性能。
更进一步地，所述热等静压烧结的步骤包括将所述预成型陶瓷坯体置于一烧结炉中，并通入惰性气体，进行预定压强的热等静压烧结。通过惰性气体的热膨胀使得烧结炉内达到预定的压强，从各个方向均匀地挤压瓷体，从而提高烧结致密性。
更进一步地，所述预定压强根据所述陶瓷坯体的原料来决定。
更进一步地，所述预定压强是所述惰性气体受热膨胀后炉腔内的压强。
更进一步地，通过控制通入的惰性气体的量来控制所述预定压强。
更进一步地，所述预定压强的值为150MPa。实验证明，该压强下的热等静压处理效果较佳。
更进一步地，所述惰性气体采用氩气。
附图说明
图1是本发明一具体实施例提供的高致密磁体元件的制作方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
在现有的瓷体元件制作过程中，通常只是在叠层之后进行等静压处理。然而，在低温排胶的过程中，有机溶剂的挥发会使得瓷体内部留下微小的气孔，大小1-2μm左右；另外，在高温烧结过程中，剩余未排出的胶体也需要进一步的排出，现有的普通烧结，没法消除余留在瓷体内部的气孔以及烧结时新产生的气孔。
有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明提出了一种可提高元器件瓷体烧结致密性的方法，通过在最终的烧结步骤中采用热等静压烧结，可以消除气孔，同时各向均匀的气体挤压能够使得瓷体内的各层更加紧密地结合在一起，提高了最终的成型瓷体的致密性，得到了致密无裂痕的产品。保证了元件的电气可靠性和提高了使用寿命。
在一具体实施方式中，所述提高元器件瓷体烧结致密性的方法包括：
将经过电极印刷、叠层、切割和排胶之后的预成型陶瓷坯体进行热等静压烧结。
在一具体实施例中，所述热等静压烧结例如是在一烧结炉中进行，将预成型陶瓷坯体置于烧结炉中，并向烧结炉中通入惰性气体，然后密封烧结。烧结过程中的压强可以根据具体的瓷体材料来确定，在确定了压强之后，通入合适量的惰性气体，使得在密封烧结的过程中，惰性气体膨胀后炉内的压强为预定的压强。
采用传统的无压烧结工艺，烧结后观察瓷体微观形貌，发现里面有较多1-2um的气孔。而采用本发明的热等静压烧结，即便烧结之前的工艺步骤没有差别，也能使得最终的产品致密性提高，从其微观形貌上看，未发现微小气孔，瓷体非常致密。
基于本发明的上述提高元器件瓷体烧结致密性的方法，在另一具体实施方式中，本发明提供了制作高致密性陶瓷元器件的方法，如图1所示，依次包括生坯片的制作、电极印刷、叠层、切割、排胶和热等静压烧结的步骤。
下面通过制作一公制0603高频电感为例，来对本发明的制作高致密性陶瓷元器件的方法进行更加详细的说明：
1、陶瓷生坯片的制作
1.1、将所需的原料组分按照预定的配比混合成为陶瓷粉料；
1.2、将所述陶瓷粉料、粘合剂、分散剂和溶剂等混合搅拌形成陶瓷浆料；溶剂一般为有机溶剂；
1.3、将所述陶瓷浆料流延成陶瓷生坯片。
2、印刷电极
2.1、制作电极浆料，优选为银电极浆料；
2.2、采用丝网印刷等技术在所述生坯片的相应位置印刷电极。
3、叠层
3.1、设置叠层机的叠层压力为18t，每层叠压时间为50秒；
3.2、采用设置好运行参数的叠层机，对已印刷电极的陶瓷生坯片进行叠层，在叠层时应当注意对齐。
还可对叠层得到的BAR块进行等静压处理。
4、切割
4.1、采用切割工具对叠层得到的BAR块进行按预定大小的切割。其中，切割工具例如是钨钢刀。
5、排胶
5.1、对切割得到的陶瓷生坯块进行低温排胶。排胶温度优选为350℃，排胶的过程中，产品内部的有机溶剂部分挥发，得到预成型的陶瓷坯体。
6、热等静压烧结
6.1、将预成型的陶瓷坯体放入一烧结炉中；
6.2、向烧结炉内通入合适量的惰性气体，优选采用氩气。
上述6.2中通入惰性气体的量可根据所需的热等静压烧结压强来定；例如，当需要压强为150MPa时，应当通入相应量的惰性气体，使得在烧结过程中惰性气体膨胀后的压强尽量为150MPa。实验证明，该压强下的热等静压处理效果较佳。
6.3、设置烧结炉的温度，开始进行密封烧结。
通过前述1至6的工艺步骤所制作出的公制0603高频电感，通过对其进行微观形貌的观察，未发现微小气孔，经过测试，产品Q值较采用传统无压烧结的产品高出15％左右。
本发明的具体实施方式还提供了另一种实施例，其与上述实施例的区别在于将陶瓷体改为铁氧体，以制作一种公制2016铁氧体电感。然后在最后的烧结步骤也是采用本发明提出的热等静压烧结工艺，得到的最终产品也同样地致密无裂痕，解决了原来采用无压烧结方式瓷体中微裂纹的问题，提高了产品的可靠性。
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，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高元器件瓷体烧结致密性的方法，其特征在于：包括将经过电极印刷、叠层、切割和排胶之后的预成型陶瓷坯体进行热等静压烧结。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热等静压烧结的步骤包括将所述预成型陶瓷坯体置于一烧结炉中，并通入惰性气体，进行预定压强的热等静压烧结。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述预定压强根据所述陶瓷坯体的原料来决定。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述预定压强是所述惰性气体受热膨胀后炉腔内的压强。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：通过控制通入的惰性气体的量来控制所述预定压强。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述预定压强的值为150MPa。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述惰性气体采用氩气。
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