CN112299859B - 一种多层功能陶瓷部件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括：配制陶瓷料浆，流延成型，得陶瓷坯片；切割陶瓷坯片后在预定位置冲孔，得多个具备通孔的陶瓷片；配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆；将陶瓷片层叠；在层叠的陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与其相配合的凝胶注模成型料浆，凝胶固化后得坯体；叠压坯体后烧结，得多层功能陶瓷部件。本发明制备方法引入了凝胶注模成型料浆，其与金属电路结构相配合，烧结时陶瓷片收缩应力和金属电路结构的膨胀应力由凝胶注模成型料浆凝胶层的收缩释放，保证金属电路结构与通孔紧密配合，避免了金属电路结构烧结时不收缩而撑裂陶瓷部件等问题的发生。

Description

一种多层功能陶瓷部件的制备方法

技术领域

本发明涉及功能陶瓷部件领域，具体而言，涉及一种多层功能陶瓷部件的制备方法以及一种多层功能陶瓷部件。

背景技术

近年来，由于物联网、高频通讯、移动终端等应用领域的快速发展，多层功能陶瓷部件向着体积更小、层数更多、功能更完备的方向发展。多层功能陶瓷部件主流制备工艺一般为通过流延成型工艺成型坯片，后经坯片切割、冲孔、丝网印刷或填充金属浆料、叠压、共烧等工艺制备成制品。为满足各种功能需求，多层功能陶瓷部件通常设计为不同特性陶瓷功能基层与金属层的多层复合结构，通过在陶瓷功能基层上冲孔并填充金属料浆共烧得到的金属导柱实现不同层间金属层的导通。

顺应微型化和多层化的发展趋势，金属在平行于层面方向的线路宽度会越来越窄，垂直于层面方向的层间金属导柱直径会越来越细。然而，现有的丝网印刷工艺对金属浆料的粘度和固含量(金属颗粒占金属料浆的体积比)有一定要求，一般来讲，低粘度料浆更有助于提高印刷精度，实现细线路和小直径金属导柱，但通常需要降低固含量，较低的固含量容易在共烧时沿线路长度和金属导柱轴向方向产生较大收缩，引起断线和断柱问题，同时若金属部分共烧收缩率远大于陶瓷部分也会有界面残余应力，不利于多层功能陶瓷部件的应用稳定性；后续叠压工艺是通过增加垂直于层面的压力实现多层紧密贴合，对金属料浆的粘度要求不能过低，否则叠压时沿平行于层面延展容易引起线路断开或跳线导通等问题。

因此，受限于金属料浆流变性、以及金属料浆与陶瓷坯片界面浸润特性等需求，现有的制备多层功能陶瓷部件的制备工艺(丝网印刷、填充工艺等)存在线路宽度和金属导柱直径限制的问题。另外，现有的制备多层功能陶瓷部件的制备工艺还存在以下问题：金属料浆与陶瓷坯片容易因收缩不匹配问题带来多层陶瓷共烧中金属导柱断裂失效、层间开裂穿层等问题；不同层间材质不同，热膨胀系数存在差异，多层功能陶瓷部件容易存在翘曲变形问题。

发明内容

本发明提供了一种多层功能陶瓷部件的制备方法以及一种多层功能陶瓷部件，以解决现有多层功能陶瓷部件制备工艺存在的金属电路线路宽度和金属导柱直径受限；金属料浆与陶瓷坯片容易因收缩不匹配带来多层陶瓷共烧中金属导柱断裂失效和层间开裂穿层等；不同层间材质不同，热膨胀系数存在差异，多层功能陶瓷部件容易翘曲变形等问题。

一方面，本发明提供了一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：S1、配制陶瓷料浆，将所述陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；S2、将所述陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆；S4、将多个具备通孔的所述陶瓷片层叠；S5、在层叠的所述陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的所述陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与所述金属电路结构相配合的所述凝胶注模成型料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；S6、叠压所述多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，S1步骤配制的陶瓷料浆包括50-70份陶瓷颗粒、10-20份溶剂、4-8份有机功能助剂和10-20份玻璃粉。所述陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化铍、二氧化钛、氧化镧、氧化钇、铝酸镧、钛酸钙、碳酸钡、氧化镁、氧化镍、莫来石中的一种或多种；所述溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、异丁醇中的一种或两种；所述有机功能助剂选自聚乙二醇、三油酸甘油酯、磷酸酯、乙氧基蓖麻油、鲱鱼油、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、丙三醇中的至少三种；所述玻璃粉选自二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、碳酸氢钙、氧化硼、硼酸、氧化铅、氧化钛、氧化锡的任意组合。本发明的陶瓷料浆的成分、成分含量不限于此，本领域技术人员可根据需要进行合理选择。

在本发明的一些实施方式中，S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型陶瓷料浆，按重量份数计，所述凝胶注模成型陶瓷料浆包含60-86份陶瓷颗粒、10-20份溶剂和2-7份可引发凝胶的有机助剂；其中，所述陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化铍、二氧化钛、氧化镧、氧化钇、铝酸镧、钛酸钙、碳酸钡、氧化镁、氧化镍或莫来石中的一种或多种；所述溶剂选自去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、丙三醇中的一种或两种；所述可引发凝胶的有机助剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚丙烯酸钠、柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、丙酮、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。

在本发明的一些实施方式中，在S5步骤中，在层叠的所述陶瓷片的层间和通孔中布置的金属电路结构包括布置在所述通孔中的金属导柱以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路，层间的所述金属电路通过所述金属导柱导通。

在本发明的一些实施方式中，所述金属电路与所述金属导柱选材自银、金、铜、镍、钨、钼、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；所述金属电路与所述金属导柱的加工方法包括挤出、锻打、铸造、车削、冲压切割、水刀切割、激光加工、等离子束加工、增材成型制造、CNC数控加工等方法中的一种或多种，按照产品要求预制成所需任意形状和尺寸。

在本发明的一些实施方式中，所述金属电路还可以使用金属料浆通过丝网印刷技术印刷在层叠的所述陶瓷片的上表面上。按重量份数计，所述金属料浆包括40-70份导电颗粒、13-20份玻璃粉、20-30份溶剂和2-7份有机添加剂。所述导电颗粒为银、金、铜、镍、钨、钼、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；所述玻璃粉为二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、碳酸氢钙、氧化硼、硼酸、氧化铅、氧化钛、氧化锡、氧化镁的任意组合；所述溶剂选自水、松油醇、乙醇、乙二醇、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、异丁醇中的一种或多种；所述有机添加剂选自乙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇、邻苯二甲酸二丁酯、氢化蓖麻油和丙三醇的任意组合。本发明的金属料浆的成分、成分含量不限于此，本领域技术人员可根据需要进行合理选择。

在本发明的一些实施方式中，布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间具有间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间的间隙以与所述金属导柱相配合。

在本发明的一些实施方式中，布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间具有层间间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间的层间间隙以与布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路相配合。

在本发明的一些实施方式中，布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间均具有间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间的间隙以与所述金属电路结构相配合。

在本发明的一些实施方式中，S2步骤冲孔得到的陶瓷片上的通孔包含与预设金属电路结构的形状相同的通孔，且在S4步骤将多个具备通孔的所述陶瓷片层叠时各层陶瓷片上的预定位置的通孔连通。

在本发明的一些实施方式中，S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型金属料浆，所述凝胶注模成型金属料浆包含任意比例的金属颗粒、溶剂和可引发凝胶的有机助剂；其中，所述金属颗粒选自银、金、铜、镍、钨、钼、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；所述溶剂选自去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、丙三醇中的一种或两种；所述可引发凝胶的有机助剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚丙烯酸钠、柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、丙酮、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。

在本发明的一些实施方式中，在S5步骤中，在层叠的所述陶瓷片的通孔中布置的金属电路结构与与其相配合的所述凝胶注模成型金属料浆为一体化的凝胶注模成型金属结构；其中，所述凝胶注模成型金属结构通过如下方式制得：将所述凝胶注模成型金属料浆注入层叠的所述陶瓷片的连通的通孔中，得到与所述预设金属电路结构的形状相同的凝胶注模成型金属结构。

另一方面，本发明还提供了一种多层功能陶瓷部件，所述多层功能陶瓷部件根据前述的制备方法制备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的制备方法在制备多层功能陶瓷部件时引入了包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆，在层叠的陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型料浆，凝胶固化、叠压、烧结，得到多层功能陶瓷部件。一方面，通过凝胶注模成型料浆凝胶后形成的凝胶层配合金属电路结构，烧结时流延成型陶瓷片的收缩应力以及金属电路结构的膨胀应力由凝胶注模成型料浆凝胶层略大的合理收缩(流延成型陶瓷的收缩率＜凝胶注模凝胶层收缩率)释放，在保证金属电路结构与通孔的紧密配合前提下，避免了金属电路结构烧结时不收缩而撑裂陶瓷部件、使金属电路结构周围存在微裂纹、陶瓷片开裂引起金属电路结构穿层等问题的发生；另一方面，凝胶注模成型料浆形成的凝胶层作为过渡层，配合陶瓷片/过渡层/金属电路结构的热膨胀系数，提高热膨胀匹配性，降低多层功能陶瓷部件翘曲变形的概率，进而提高了多层功能陶瓷部件的热稳定性；再一方面，凝胶注模成型料浆的引入可实现(凝胶注模工艺)原位固化、近净尺寸成型，利用凝胶粘弹性可控性质，可降低叠压时导致的金属电路结构断裂、层间开裂等缺陷率。

(2)本发明的制备方法的凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型陶瓷料浆时，金属电路结构包括布置在通孔中的金属导柱以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路，层间的金属电路通过金属导柱导通。一方面，本发明制备方法的金属导柱为使用纯金属材料按照产品要求预制成的金属导柱，与现有制备方法中金属导柱由包含金属原料与其他助剂的金属料浆烧结而成相比，本发明制备方法的金属导柱的电导率更高，可满足更大功率部件的需求；可避免金属导柱在烧结过程中断裂失效；避免了现有的丝网印刷、填充工艺存在金属导柱直径限制的问题。另一方面，本发明制备方法的金属电路既可以使用金属料浆通过丝网印刷技术印刷制备，也可以使用纯金属材料按照产品要求预制。当使用金属料浆通过丝网印刷技术制备金属电路时，陶瓷片与金属料浆之间通过凝胶注模成型料浆的引入(凝胶注模工艺)增加共烧收缩，另外凝胶注模成型料浆凝胶层作为热膨胀中间过渡层可降低尺寸翘曲度，增加大尺寸多层功能陶瓷部件的应用稳定性。当使用纯金属材料按照产品要求预制时，与现有制备方法中金属电路由包含金属原料与其他助剂的金属料浆丝网印刷而成相比，本发明制备方法的金属电路的电导率更高，电阻更小，可满足更大功率部件的需求；避免了现有的丝网印刷、填充工艺存在金属电路宽度限制的问题。

(3)本发明的制备方法的凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型金属料浆时，陶瓷片上的通孔包含与预设金属电路结构的形状相同的通孔，在层叠的陶瓷片的通孔中布置的金属电路结构与与其相配合的凝胶注模成型金属料浆为一体化的凝胶注模成型金属结构。将凝胶注模成型金属料浆注入层叠的陶瓷片的连通的通孔中，得到与预设金属电路结构的形状相同的凝胶注模成型金属结构。本制备方法金属电路结构与与其相配合的凝胶注模成型金属料浆一体化，无需单独制备金属导柱以及金属电路，可避免现有的丝网印刷、填充工艺存在的金属导柱直径、金属电路宽度限制的问题；凝胶注模成型金属料浆凝胶固化成的金属凝胶具有一定的柔韧性，不易在叠压过程中断裂和变形；可实现更大导电截面的金属电路层，可靠性更高；通过固含量的合理匹配设计，可实现陶瓷片与凝胶注模成型金属料浆凝胶固化成的金属凝胶层在烧结时的同步收缩，降低多层功能陶瓷部件变形程度；另外，凝胶注模成型金属料浆包含可引发凝胶的有机助剂，既可以实现金属料浆凝胶又可以改善金属料浆流变性，在固含量固很高的情况下也可以保持低粘度(机理为有机长链分子均匀附着在金属颗粒外表面，通过空间位阻效应实现金属颗粒更好的分散，提高金属颗粒在料浆中分布的均匀性，降低粘度)，实现凝胶注模成型金属料浆的原位固化，利用凝胶特性实现多层功能陶瓷部件的性能优化，解决原有丝网印刷工艺中无法实现高固含量、低粘度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1为通过现有技术中的制备多层功能陶瓷部件的方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图；

图2为本发明的一种实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图；

图3为本发明的另一实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图；

图4为本发明的又一实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图；

图5为本发明的再一实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合具体实施例对本发明涉及的各个方面进行详细说明，但这些具体实施例仅用于举例说明本发明，并不对本发明的保护范围和实质内容构成任何限定。

对比例：

本对比例的一种现有技术中的制备多层功能陶瓷部件的方法，包括如下步骤：

S1、通过流延成型工艺成型陶瓷坯片；

S2、切割坯片、在坯片上冲孔；

S3、配制金属料浆，在冲孔后的坯片上通过丝网印刷制备金属电路，并在冲孔得到的通孔中通过丝网印刷填充金属料浆；

S4、在S3步骤得到的印刷有金属电路的坯片上叠放冲孔后的坯片；

S5、重复步骤S3、S4至预定层数；

S6、叠压、共烧后得多层功能陶瓷部件。

图1示出了本对比例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。如图1所示，本对比例的制备方法制备得到的多层功能陶瓷部件1包括具备通孔的多层陶瓷片13、布置在陶瓷片13层间的多层金属电路12以及位于多层陶瓷片13的通孔中的导通各层金属电路12的金属导柱11。

实施例1：

本实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆；

S4、将多个具备通孔的陶瓷片层叠；

S5、在层叠的陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；

S6、叠压多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

本实施例的陶瓷料浆、金属电路结构、包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆的具体组分、组分含量不受限制，本领域技术人员可根据需要进行合理设计，考虑到热膨胀匹配性，在组分设计时，优选作为过渡层的凝胶注模成型料浆制备的凝胶层的热膨胀系数介于陶瓷料浆制备的陶瓷片与金属电路结构之间。

与对比例相比，本实施例的制备方法在制备多层功能陶瓷部件时引入了包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆，在层叠的陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型料浆，凝胶固化、叠压、烧结，得到多层功能陶瓷部件。一方面，通过凝胶注模成型料浆凝胶后形成的凝胶层配合金属电路结构，烧结时流延成型陶瓷片的收缩应力以及金属电路结构的膨胀应力由凝胶注模成型料浆凝胶层略大的合理收缩(流延成型陶瓷的收缩率＜凝胶注模凝胶层收缩率)释放，在保证金属电路结构与通孔的紧密配合前提下，避免了金属电路结构烧结时不收缩而撑裂陶瓷部件、金属电路结构周围存在微裂纹、陶瓷片开裂引起金属电路结构穿层等问题的发生；另一方面，凝胶注模成型料浆形成的凝胶层作为过渡层，可配合陶瓷片/过渡层/金属电路结构的热膨胀系数匹配性的组分设计，提高热膨胀匹配性，降低多层功能陶瓷部件翘曲变形的概率，进而提高了多层功能陶瓷部件的热稳定性；再一方面，凝胶注模成型料浆的引入可实现(凝胶注模工艺)原位固化、近净尺寸成型，利用凝胶粘弹性可控性质，可降低叠压时导致的金属电路结构断裂、层间开裂等缺陷率。

本实施例还提供通过本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件，包括多层层叠的具备通孔的陶瓷片，在层叠的陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的陶瓷片的通孔中布置有金属电路结构以及与金属电路结构相配合的凝胶注模成型料浆凝胶层。

实施例2：

本实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型陶瓷料浆；

S4、将多个具备通孔的陶瓷片层叠；

S5、在层叠的陶瓷片的层间和通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型陶瓷料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；其中，金属电路结构包括布置在通孔中的金属导柱以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路，层间的金属电路通过金属导柱导通；布置在通孔中的金属导柱与通孔之间具有间隙，凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在通孔中的金属导柱与通孔之间的间隙以与金属导柱相配合；

S6、叠压多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

按重量份数计，本实施例的S1步骤配制的陶瓷料浆包括50-70份陶瓷颗粒，10-20份溶剂、4-8份有机功能助剂和10-20份玻璃粉。陶瓷颗粒选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、碳酸钡中的一种或多种；溶剂采用异丙醇、甲苯的任意混合；有机功能助剂选自磷酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇中的任意两种；玻璃粉选自二氧化硅、氧化铝、氧化硼、硼酸、氧化铅、氧化钛中的三种。本实施例所配制的陶瓷料浆中陶瓷颗粒和玻璃粉占陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-60％范围内，同时可通过抽真空搅拌实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

按重量份数计，本实施例的S3步骤配制的凝胶注模成型陶瓷料浆包括60-86份陶瓷颗粒、10-20份溶剂和2-7份可引发凝胶的有机助剂；其中，陶瓷颗粒选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化镧、碳酸钡中的一种或多种；溶剂选自去离子水、丙三醇；可引发凝胶的有机助剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、过硫酸铵、四甲基氢氧化铵的任意组合。本实施例所配制的凝胶注模陶瓷料浆中陶瓷颗粒占凝胶注模成型陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-55％范围内，同时通过溶剂的加入量实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

本实施例的金属导柱选材自银、金、铜、镍、钨及其氧化物中的一种或多种；金属导柱的加工方法包括挤出、锻打、铸造、车削、冲压切割、水刀切割、激光加工、等离子束加工、增材成型制造、CNC数控加工等方法中的一种或多种，按照产品要求预制成所需任意形状和尺寸。

本实施例的金属电路使用金属料浆通过丝网印刷技术印刷在层叠的陶瓷片的上表面上。按重量份数计，金属料浆包括40-70份导电颗粒、13-20份玻璃粉、20-30份溶剂和2-7份有机添加剂。导电颗粒为银、铜、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；玻璃粉为二氧化硅、氧化铝、碳酸氢钙、氧化硼、氧化铅、氧化锡、氧化镁的任意组合；溶剂选自松油醇、乙醇、丙酮、异丁醇中的一种或多种；有机添加剂选自甲基纤维素、聚乙烯醇、邻苯二甲酸二丁酯、氢化蓖麻油的任意组合。

本实施例中，金属导柱的表面涂覆有上述金属料浆以使金属导柱更容易和陶瓷片层间的金属电路联接。

本实施例的制备方法具备实施例1的全部技术效果。

此外，本实施例的制备方法的金属导柱为使用纯金属材料按照产品要求预制成的金属导柱，与对比例中金属导柱为金属料浆(金属料浆除了包含金属原料外，还会有其他助剂)烧结而成相比，本实施例制备方法的金属导柱的电导率更高，可满足更大功率部件的需求；可避免金属导柱在烧结过程中断裂失效；避免了现有的丝网印刷、填充工艺存在金属导柱直径限制的问题。

本实施例制备方法使用金属料浆通过丝网印刷技术制备金属电路，陶瓷片与金属料浆之间通过凝胶注模成型陶瓷料浆的引入(凝胶注模工艺)增加共烧收缩，另外凝胶注模成型料浆凝胶后形成的凝胶层作为热膨胀中间过渡层可降低尺寸翘曲度，增加大尺寸多层功能陶瓷部件的应用稳定性。

本实施例制备方法使用了凝胶注模工艺、流延成型工艺、丝网印刷工艺，凝胶注模工艺、流延成型工艺、丝网印刷工艺的结合使用，增加了功能设计方面的柔性。

本实施例制备方法凝胶注模成型陶瓷料浆的引入可实现(凝胶注模工艺)原位固化、近净尺寸成型，利用凝胶粘弹性可控性质，可降低叠压时导致的金属电路断线、金属导柱断柱、层间开裂等缺陷率。

本实施例制备方法通过凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层配合金属导柱，烧结时流延成型陶瓷片的收缩应力以及金属导柱的膨胀应力由凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层略大的合理收缩(流延成型陶瓷的收缩率＜凝胶注模凝胶层收缩率)释放，在保证金属导柱与通孔的紧密配合前提下，避免了金属导柱烧结时不收缩而撑裂陶瓷部件、金属导柱周围存在微裂纹、陶瓷片开裂引起金属电路穿层等问题的发生；另一方面，凝胶注模成型陶瓷料浆形成的凝胶层作为过渡层，其热膨胀系数介于陶瓷片与金属导柱的热膨胀系数之和的30-70％之间(通过上述凝胶注模成型陶瓷料浆中的陶瓷颗粒的组分选择，其热膨胀系数优选值为陶瓷片与金属导柱热膨胀系数之和的50％)，提高热膨胀匹配性，降低多层功能陶瓷部件翘曲变形的概率，进而提高了多层功能陶瓷部件的热稳定性。

本实施例还提供通过本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件。图2示出了本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。如图2所示，本实施例的制备方法制备得到的多层功能陶瓷部件2包括多层具备通孔的陶瓷片23、布置在陶瓷片23层间的多层金属电路22以及位于多层陶瓷片23的通孔中的导通各层金属电路22的金属导柱21。在通孔中的金属导柱21与通孔之间的间隙中填充有凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层24。

实施例3：

本实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型陶瓷料浆；

S4、将多个具备通孔的陶瓷片层叠；

S5、在层叠的陶瓷片的层间和通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型陶瓷料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；其中，金属电路结构包括布置在通孔中的金属导柱以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路，层间的金属电路通过金属导柱导通；布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路与层叠的陶瓷片之间具有层间间隙，凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路与层叠的陶瓷片之间的层间间隙以与布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路相配合；

S6、叠压多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

按重量份数计，本实施例的S1步骤配制的陶瓷料浆包括50-70份陶瓷颗粒，10-20份溶剂、4-8份有机功能助剂和10-20份玻璃粉。陶瓷颗粒选自氮化铝、氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、氧化钇、碳酸钡、莫来石中的一种或多种；溶剂采用乙醇、正丙醇乙酸乙酯、二甲苯、异丁醇异丙醇的任意混合；有机功能助剂选自乙氧基蓖麻油、鲱鱼油、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、丙三醇中的至少三种；玻璃粉选自二氧化硅、氧化硼、硼酸、氧化铅、氧化钛、氧化锡的任意组合。本实施例所配制的陶瓷料浆中陶瓷颗粒和玻璃粉占陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-60％范围内，同时可通过抽真空搅拌实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

按重量份数计，本实施例的S3步骤配制的凝胶注模成型陶瓷料浆包括60-86份陶瓷颗粒，10-20份溶剂和2-7份可引发凝胶的有机助剂；其中，陶瓷颗粒选自氮化铝、氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、氧化钇、碳酸钡、莫来石中的一种或多种；溶剂选自异丙醇、正丁醇、去离子水、丙三醇中的两种；可引发凝胶的有机助剂选自柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、异丙醇的任意组合。本实施例所配制的凝胶注模成型陶瓷料浆中陶瓷颗粒占凝胶注模成型陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-55％范围内，同时通过溶剂的加入量实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

本实施例的金属电路与金属导柱选材自银、金、铜、锰、钯、钛、铬、铁及其氧化物中的一种或多种；金属电路与金属导柱的加工方法包括挤出、锻打、铸造、车削、冲压切割、水刀切割、激光加工、等离子束加工、增材成型制造、CNC数控加工等方法中的一种或多种，按照产品要求预制成所需任意形状和尺寸。

本实施例中，金属电路与金属导柱的表面均涂覆有实施例2的金属料浆以使金属导柱更容易和陶瓷片层间的金属电路联接。除此之外，也可以用直接机械联接的方法将金属导柱和金属电路联接。

本实施例的制备方法具备实施例1的全部技术效果。

此外，本实施例的制备方法的金属导柱和金属电路为使用纯金属材料按照产品要求预制成的金属导柱和金属电路，与对比例中金属导柱和金属电路为金属料浆(金属料浆除了包含金属原料外，还会有其他助剂)烧结而成相比，本实施例制备方法的金属导柱和金属电路的电阻更小，电导率更高，可满足更大功率部件的需求；可避免金属导柱在烧结过程中断裂失效；避免了现有的丝网印刷、填充工艺存在金属电路线路宽度和金属导柱直径限制的问题。

本实施例制备方法凝胶注模成型陶瓷料浆的引入可实现(凝胶注模工艺)原位固化、近净尺寸成型，利用凝胶粘弹性可控性质，可降低叠压时导致的金属电路断线、金属导柱断柱、层间开裂等缺陷率。

本实施例制备方法通过凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶形成的凝胶层配合金属电路，烧结时流延成型陶瓷片的收缩应力以及金属电路的膨胀应力由凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层略大的合理收缩(流延成型陶瓷的收缩率＜凝胶注模凝胶层收缩率)释放，避免了金属电路与陶瓷片共烧时时因收缩率不同而导致的产生界面残余应力等问题的发生，提高多层功能陶瓷部件的应用稳定性；另一方面，凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层作为过渡层，其热膨胀系数介于陶瓷片与金属电路的热膨胀系数数值之和的30-70％之间(通过上述凝胶注模成型陶瓷料浆中的陶瓷颗粒的组分选择，其热膨胀系数优选值为陶瓷片与金属电路热膨胀系数之和的50％)，提高热膨胀匹配性，降低多层功能陶瓷部件翘曲变形的概率，进而提高了多层功能陶瓷部件的热稳定性。

本实施例还提供通过本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件。图3示出了本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。如图3所示，本实施例的制备方法制备得到的多层功能陶瓷部件3包括多层具备通孔的陶瓷片33、布置在陶瓷片33层间的多层金属电路32以及位于多层陶瓷片33的通孔中的导通各层金属电路32的金属导柱31。在层叠的陶瓷片33的层间的金属电路32与层叠的陶瓷片33之间的层间间隙中填充有凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层34。

实施例4：

本实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型陶瓷料浆；

S4、将多个具备通孔的陶瓷片层叠；

S5、在层叠的陶瓷片的层间和通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型陶瓷料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；其中，金属电路结构包括布置在通孔中的金属导柱以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路，层间的金属电路通过金属导柱导通；布置在通孔中的金属导柱与通孔之间以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路与层叠的陶瓷片之间均具有间隙，凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在通孔中的金属导柱与通孔之间以及布置在层叠的陶瓷片的层间的金属电路与层叠的陶瓷片之间的间隙以与金属电路结构相配合；

S6、叠压多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

按重量份数计，本实施例的S1步骤配制的陶瓷料浆包括50-70份陶瓷颗粒、10-20份溶剂、4-8份有机功能助剂和10-20份玻璃粉。陶瓷颗粒选自氧化铝、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化镧、铝酸镧中的一种或多种；溶剂采用正丁醇、丙酸、二甲苯、异丁醇中的一种或两种；有机功能助剂选自鲱鱼油、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、丙三醇中的至少三种；玻璃粉选自二氧化硅、氧化铝、碳酸氢钙、氧化硼、硼酸、氧化铅的任意组合。本实施例所配制的陶瓷料浆中陶瓷颗粒和玻璃粉占陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-60％范围内，同时可通过抽真空搅拌实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

按重量份数计，本实施例的S3步骤配制的凝胶注模成型陶瓷料浆包括60-86份陶瓷颗粒、10-20份溶剂和2-7份可引发凝胶的有机助剂；其中，陶瓷颗粒选自氧化铝、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化镧、铝酸镧中的一种或多种；溶剂选自去离子水、乙醇、正丁醇、二甲苯、丙三醇中的两种；可引发凝胶的有机助剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。本实施例所配制的凝胶注模成型陶瓷料浆中陶瓷颗粒占凝胶注模成型陶瓷料浆的体积比(固含量)控制在35-55％范围内，同时通过溶剂的加入量实现上述固含量的合理调整，以增加制备工艺的可调性。

本实施例的金属电路与金属导柱选材自银、金、铜、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；金属电路与金属导柱的加工方法包括挤出、锻打、铸造、车削、冲压切割、水刀切割、激光加工、等离子束加工、增材成型制造、CNC数控加工等方法中的一种或多种，按照产品要求预制成所需任意形状和尺寸。

本实施例中，金属电路与金属导柱的表面均涂覆有实施例2的金属料浆以使金属导柱更容易和陶瓷片层间的金属电路联接，除此之外也可以采用机械联接或者点焊的方式将金属导柱和金属电路联接。

本实施例的制备方法具备实施例1-3的全部技术效果。

本实施例还提供通过本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件。图4示出了本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。如图4所示，本实施例的制备方法制备得到的多层功能陶瓷部件4包括多层具备通孔的陶瓷片43、布置在陶瓷片43层间的多层金属电路42以及位于多层陶瓷片43的通孔中的导通各层金属电路42的金属导柱41。在布置在通孔中的金属导柱41与通孔之间以及布置在层叠的陶瓷片43的层间的金属电路42与层叠的陶瓷片43之间的间隙中填充有凝胶注模成型陶瓷料浆凝胶层44。

实施例5：

本实施例的一种多层功能陶瓷部件的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；其中，冲孔得到的陶瓷片上的通孔包含与预设金属电路结构的形状相同的通孔；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型金属料浆；

S4、将多个具备通孔的陶瓷片层叠；其中，陶瓷片层叠时各层陶瓷片上的预定位置的通孔连通。

S5、在层叠的陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与金属电路结构相配合的凝胶注模成型金属料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；其中，在层叠的陶瓷片的通孔中布置的金属电路结构与与其相配合的凝胶注模成型金属料浆为一体化的凝胶注模成型金属结构；其中，凝胶注模成型金属结构通过如下方式制得：将凝胶注模成型金属料浆注入层叠的陶瓷片的连通的通孔中，得到与预设金属电路结构的形状相同的凝胶注模成型金属结构；

S6、叠压多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件。

按重量份数计，本实施例的S1步骤配制的陶瓷料浆包括50-70份陶瓷颗粒、10-20份溶剂、4-8份有机功能助剂和10-20份玻璃粉。陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化铍、二氧化钛、氧化镧、氧化钇、铝酸镧、钛酸钙、碳酸钡、氧化镁、氧化镍、莫来石中的一种或多种；溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、异丁醇中的一种或两种；有机功能助剂选自聚乙二醇、三油酸甘油酯、磷酸酯、乙氧基蓖麻油、鲱鱼油、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、丙三醇中的至少三种；玻璃粉选自二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、碳酸氢钙、氧化硼、硼酸、氧化铅、氧化钛、氧化锡的任意组合。

本实施例的S3步骤配制的凝胶注模成型金属料浆包含任意比例的金属颗粒、溶剂和可引发凝胶的有机助剂；其中，金属颗粒选自银、金、铜、镍、钨、钼、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；溶剂选自去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、丙三醇中的一种或两种；可引发凝胶的有机助剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚丙烯酸钠、柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、丙酮、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。

本实施例的制备方法具备实施例1的全部技术效果。

此外，本实施例制备方法的金属电路结构与与其相配合的凝胶注模成型金属料浆一体化，无需单独制备金属导柱以及金属电路，可避免现有的丝网印刷、填充工艺存在的金属导柱直径、金属电路宽度限制的问题；凝胶注模成型金属料浆凝胶固化成的金属凝胶具有一定的柔韧性，不易在叠压过程中断裂和变形；可实现更大导电截面的金属电路层，可靠性更高。

本实施例制备方法中，凝胶注模成型金属料浆的组分含量可以为任意比例，通过固含量的合理匹配设计，可实现陶瓷片与凝胶注模成型金属料浆凝胶固化成的金属凝胶层在烧结时的同步收缩，降低多层功能陶瓷部件变形程度；另外，凝胶注模成型金属料浆包含可引发凝胶的有机助剂，既可以实现金属料浆凝胶又可以改善金属料浆流变性，在固含量很高的情况下也可以保持低粘度(机理为有机长链分子均匀附着在金属颗粒外表面，通过空间位阻效应实现金属颗粒更好的分散，提高金属颗粒在料浆中分布的均匀性，降低粘度)，实现凝胶注模成型金属料浆的原位固化，利用凝胶特性实现多层功能陶瓷部件的性能优化，解决原有丝网印刷工艺中无法实现的高固含量、低粘度等问题；本实施例制备方法中的凝胶注模成型金属料浆的各组分的含量无需特别限定，基于上述高固含量、低粘度的机理，本领域技术人员可根据需要进行合理设计，以得到各种固含量以及低粘度的凝胶注模成型金属料浆，其均适用于本实施例的制备方法，且不会因固含量高、粘度大而影响本实施例制备工艺的顺利进行；相对于现有的丝网印刷技术，本实施例的制备方法尤其适用于高固含量的凝胶注模成型金属料浆，在最终步骤的烧结过程中，烧结前的凝胶注模成型金属料浆中的有机成分被烧掉，剩余的金属成分接触在一起，以实现金属电路结构的功能，此外，与丝网印刷技术使用的金属料浆相比，本实施例能凝胶的凝胶注模成型金属料浆保型能力更强，加之凝胶注模成型金属料浆中金属颗粒的高固含量，可有效降低有机成分空间位阻效应的不利影响。

本实施例还提供通过本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件。图5示出了本实施例的制备方法制备的多层功能陶瓷部件的结构示意图。如图5所示，本实施例的制备方法制备得到的多层功能陶瓷部件5包括层叠的具备通孔的多层陶瓷片52以及布置在层叠的具备通孔的陶瓷片52的通孔中的凝胶注模成型金属结构51。

以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，根据本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种多层功能陶瓷部件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、配制陶瓷料浆，将所述陶瓷料浆流延成型，得到陶瓷坯片；

S2、将所述陶瓷坯片切割后在预定位置冲孔，得到多个具备通孔的陶瓷片；

S3、配制包含可引发凝胶的有机助剂的凝胶注模成型料浆；

S4、将多个具备通孔的所述陶瓷片层叠；

S5、在层叠的所述陶瓷片的层间和通孔中或在层叠的所述陶瓷片的通孔中布置金属电路结构并注入与所述金属电路结构相配合的所述凝胶注模成型料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体；

S6、叠压所述多层功能陶瓷部件坯体后烧结，得到多层功能陶瓷部件；

其中，S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型陶瓷料浆，所述凝胶注模成型陶瓷料浆包含陶瓷颗粒、溶剂和可引发凝胶的有机助剂；在层叠的所述陶瓷片的层间和通孔中布置金属电路结构并在层叠的所述陶瓷片的层间和/或通孔中注入与所述金属电路结构相配合的所述凝胶注模成型陶瓷料浆，凝胶固化后得到多层功能陶瓷部件坯体，

或，

S2步骤冲孔得到的陶瓷片上的通孔包含与预设金属电路结构的形状相同的通孔，且在S4步骤将多个具备通孔的所述陶瓷片层叠时各层陶瓷片上的预定位置的通孔连通；S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型金属料浆，所述凝胶注模成型金属料浆包含金属颗粒、溶剂和可引发凝胶的有机助剂；在S5步骤中，在层叠的所述陶瓷片的通孔中布置的金属电路结构与与其相配合的所述凝胶注模成型金属料浆为一体化的凝胶注模成型金属结构；其中，所述凝胶注模成型金属结构通过如下方式制得：将所述凝胶注模成型金属料浆注入层叠的所述陶瓷片的连通的通孔中，得到与所述预设金属电路结构的形状相同的凝胶注模成型金属结构。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型陶瓷料浆时，按重量份数计，所述凝胶注模成型陶瓷料浆包含60-86份陶瓷颗粒、10-20份溶剂和2-7份可引发凝胶的有机助剂；

其中，所述陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化锆、氮化铝、氮化硅、碳化硅、二氧化硅、钛酸钡、氧化铍、二氧化钛、氧化镧、氧化钇、铝酸镧、钛酸钙、碳酸钡、氧化镁、氧化镍或莫来石中的一种或多种；

所述溶剂选自去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、丙三醇中的一种或两种；

所述可引发凝胶的有机助剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚丙烯酸钠、柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、丙酮、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在S5步骤中，在层叠的所述陶瓷片的层间和通孔中布置的金属电路结构包括布置在所述通孔中的金属导柱以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路，层间的所述金属电路通过所述金属导柱导通。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间具有间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间的间隙以与所述金属导柱相配合。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间具有层间间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间的层间间隙以与布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路相配合。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间均具有间隙，所述凝胶注模成型陶瓷料浆注入并填充布置在所述通孔中的金属导柱与所述通孔之间以及布置在层叠的所述陶瓷片的层间的金属电路与层叠的所述陶瓷片之间的间隙以与所述金属电路结构相配合。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当S3步骤配制的所述凝胶注模成型料浆为凝胶注模成型金属料浆时，所述凝胶注模成型金属料浆包含任意比例的金属颗粒、溶剂和可引发凝胶的有机助剂；

其中，所述金属颗粒选自银、金、铜、镍、钨、钼、锰、钯、钛、铬、铁、铈、钆及其氧化物中的一种或多种；

所述溶剂选自去离子水、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、丙三醇中的一种或两种；

所述可引发凝胶的有机助剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚丙烯酸钠、柠檬酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸、聚丙烯酸铵、丙烯酰胺、N-N'亚甲基双丙烯酰胺、丙三醇、1-羟基环己基苯基甲酮、过硫酸铵、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵、丙酮、异丙醇、聚乙二醇、海藻酸钠的任意组合。

8.一种多层功能陶瓷部件，其特征在于，所述多层功能陶瓷部件根据权利要求1至7中任一项所述的方法制备。

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