CN1130279C

CN1130279C - 陶瓷坯体的制造方法

Info

Publication number: CN1130279C
Application number: CN01803541A
Authority: CN
Inventors: 井端昭彦; 大庭美智央; 吉泽俊博
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: JP4674397B2; US7390449B2; WO2002038347A1; CN1394160A; EP1338391A4; EP1338391A1; JP2002144318A; US20030057589A1

Abstract

本发明的陶瓷坯体的制造方法包括制作陶瓷片的步骤，在陶瓷片上形成成为陶瓷坯体的外表的至少一部分的贯穿孔的步骤，将陶瓷片切割成单个坯体的步骤。上述陶瓷片可以是单一的陶瓷片，也可以是陶瓷片的层叠体。根据需要本发明的陶瓷坯体的制造方法还可包括在陶瓷片上设置凹部的步骤、加压成形步骤以及陶瓷片的局部去除步骤。采用本发明的方法能以低成本生产出填充均匀、密度均匀的小型、表面平滑性优良、形状复杂的陶瓷坯体。

Description

陶瓷坯体的制造方法

技术领域

本发明涉及用于电子零部件的卷线管、芯板或基板的陶瓷坯体的制造方法。

背景技术

电子零部件大多用于各种电子设备或通信设备中。近年来，伴随着电子零部件的小型化和低成本化，用于电子零部件的卷线管、芯板或基板的陶瓷坯体也同样需要小型化，这点显得愈来愈重要。

以往的这些陶瓷坯体，其制造采用粉体成形方法，即在陶瓷原料内添加粘合剂，经造粒子工艺形成陶瓷造粒粉体后，将陶瓷造粒粉体填入金属模具内，对成形金属模具单向加压，再对形成的成形体进行烧结处理。

在粉体成形方法中，要求陶瓷造粒粉体能够均匀地被填入金属模具中。如果填充不均匀，则造成加压不良、高度不良，更有甚者，造成支杆弯曲、模具损坏等问题。还有，对于小型复杂的形状，造粒粉体难以填充到金属模具内的各个角落。为使造粒粉体充分填充，可提高成形压力，但会产生金属模具损坏等问题。

如前所述，在粉体成形方法中，金属模具内陶瓷造粒粉体的均匀填充是不可欠缺的。为此，陶瓷造粒粉体的流动性很重要。如果陶瓷造粒粉体呈球状，且粒径在100μm以上，则粉体的流动性良好。为了能够进一步均匀填充金属模具，必须使金属模具的直径在造粒粉体粒径的10倍以上。

但是，伴随着陶瓷坯体的小型化，难以满足可确保金属模具与陶瓷造粒粉体的粒径及粉体流动性的必要条件。此外，为了降低产品成本，必须选用多个金属模具，而选用多个金属模具将进一步导致填充的不均匀性，很难实现小型化和低成本。

为解决上述以往存在的问题，本发明的目的是提供一种将陶瓷片放在多销钉结构的面成形金属模具中打孔成形，然后切割分离的可以低成本制造小型陶瓷坯体的方法。

发明的揭示

本发明的陶瓷坯体的制造方法由制作陶瓷片的步骤，在陶瓷片上形成成为陶瓷坯体的外表的至少一部分的贯穿孔的步骤，将陶瓷片切割成单个坯体的步骤构成。上述陶瓷片可以是单一的陶瓷片，也可以是陶瓷片的层叠体。

根据需要，本发明陶瓷坯体的制造方法还可包括在陶瓷片上设置成为陶瓷坯体的至少部分外表的凹处的步骤，形成陶瓷坯体的至少部分外表的加压成形步骤，形成陶瓷坯体的至少部分外表的局部去除步骤。

采用本发明的方法可以低成本生产填充均匀、密度均匀的小型且形状复杂的优质陶瓷坯体。

对附图的简单说明

图1(a)～(d)表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟立体图。

图2表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图3表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图4表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图5表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图6表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图7表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟正视图。

图8表示本发明陶瓷坯体外观的模拟立体图。

图9表示本发明陶瓷坯体外观的模拟立体图。

图10(a)、(b)表示形成本发明陶瓷坯体的一实施方式的模拟立体图。

图11表示形成本发明陶瓷坯体的其他实施方式的模拟立体图。

图12(a)、(b)表示由本发明的制造方法制得一例的陶瓷坯体的外观图。

图13表示本发明陶瓷坯体的制造方法的步骤图。

图14表示形成本发明陶瓷坯体的其他实施方式的模拟立体图。

实施发明的最佳方式

本发明的陶瓷坯体的制造方法是在陶瓷片上形成成为陶瓷坯体的至少部分外表的贯穿孔后，将其切割成单个的陶瓷坯体的方法。利用本发明的方法能够得到小型且形状复杂的陶瓷坯体，该陶瓷坯体的填充均匀且密度均一。

在本发明中，陶瓷坯体的外表的至少一部分被作为陶瓷坯体的基准面，所说的基准面是将陶瓷坯体的长方体形作为基准形状，以形成长方体形状的6个面为基准面。在6个基准面上都有凹部形状的情况下，以1个基准面为基准进行成形加工。在本发明陶瓷坯体的制造方法中，陶瓷坯体的至少部分外表的形状为平坦面或平坦面与斜面构成的形状。

本发明的其他实施方式是，首先对层叠体2进行加压成形使其成为陶瓷坯体3的外表的至少一部分后，形成贯穿孔4，在切割部位5进行切割由此形成单个的陶瓷坯体3。依据该方法，在加压成形状态下，形成贯穿孔4与形成凹部6的方法相比，更能够提高层叠体2在加压成形时的均一性。

此外，还可以在形成贯穿孔4后进行加压成形，由此形成陶瓷坯体3的至少部分外表，然后在切割部位5进行切割从而形成单个的陶瓷坯体3。形成贯穿孔4后，由于进行了加压成形，所以能够确保加压成形面的平坦性。

本发明的其他实施方式中，局部除去形成层叠体2的陶瓷坯体3的外表的至少一部分后，形成贯穿孔4，然后在切割部位进行的切割，由此得到单个的陶瓷坯体3。该方法中，将形成一部分外表的部分局部除去后，由于形成了贯穿孔4，所以能够避免因凹部6的形成而导致的层叠体2的密度不均匀。这样，能够得到形状复杂、且密度均一的优质陶瓷坯体3。此外，与通过加压成形形成凹部6相比，还具备深度大于基准面的特征。

局部除去一部分层叠体2的方法包括研磨、激光加工或者喷砂等各种方法。

层叠体2的局部除去以在形成贯穿孔4后进行为好。这种情况下，由于局部除去后形成了凹部6，所以可以得到密度均一的优质陶瓷坯体3。

在本发明的说明中，陶瓷坯体3的外表的至少一部分是陶瓷坯体3的1个基准面，例如，图2所示的陶瓷坯体3。换言之，与陶瓷坯体3的贯穿孔4不相连的相反面相当于1个基准面。

图3所示是陶瓷坯体3的至少部分外表为陶瓷坯体3的两个基准面。即，形成贯通孔4时形成了相对的两个基准面。

又，陶瓷坯体3的外表的至少一部分的形状是平坦面，如图2和图3所示，外表的至少一部分为贯穿孔，或者通过切割形成了平面状。

陶瓷坯体3的外表的至少部分形状由平坦面与斜面构成，如图4所示，陶瓷坯体3的外表的至少部分的形状由平坦面和与平坦面以一定角度相交的斜面所构成。此外，与平坦面相交的面可以是平面，也可以是曲面。

此外，在图2中，根据贯穿孔4的形成方法，贯穿孔4的角一定要是圆角，这些陶瓷坯体的外表可根据需要作适当选择。确保陶瓷坯体3的必要的表面形状是非常重要的。

以下参考附图对本发明的实施方式加以说明。

首先，图1(a)、(b)、(c)及(d)表示本发明陶瓷坯体制造方法中典型的一系列模拟立体图。

层叠图1(a)所示的陶瓷片1制得图1(b)的层叠体2。图1(c)表示形成十字形贯穿孔4后的层叠体2。图1(d)表示通过切割得到的一个陶瓷坯体3。

图1所示的制造过程是使用陶瓷片层叠体2的例子，图1(b)所示的层叠体2未必非要用层叠体，仅使用一片陶瓷片也可以。这种情况下就不需要如图1所示的层叠步骤。

图2～图7是从图1(c)所示的层叠体2的正上方看到的图。图2～图7中的参考符号5表示切割层叠体的位置。

图2～图7所示的贯穿孔4是沿层叠体2的厚度方向贯穿的孔。图2～图7所示的陶瓷坯体3表示层叠体2中的陶瓷坯体3的位置。图1(d)所示的陶瓷坯体3是从正上方看到的图，在在切割部位5对形成了贯穿孔4的层叠体2进行切割，得到陶瓷坯体3的层叠体。

如图8～图9所示，图5～图7所示的凹部6表示在层叠体2表面的一部分形成的凹部，最终成为陶瓷坯体3的外表的一部分。图2与图5的差别仅在于凹部6的有无，其他如贯穿孔4或从正上方看到的陶瓷坯体3的形状都是相同的。图3与图6、图4与图7的关系也同样如此。

如图2～图7所示，在层叠体2上形成成为陶瓷坯体3的外表的至少一部分的贯穿孔4后，在切割部位5切割成单个的陶瓷坯体3，制得陶瓷坯体3。

在本发明的其他实施方式中，使层叠体2处于加压状态下形成贯穿孔4。如果在加压状态下形成贯穿孔4，则在形成贯穿孔4时可大大减少毛刺或其他影响平坦性的塌边现象。另外，层叠体2在加压状态下形成贯穿孔4和凹部6后，对切割部位分5进行切割，即可形成单个的陶瓷坯体3。凹部6可形成于层叠体2的表面的一面或两面。凹部6的截面形状可以是平坦面和斜面。

以下对本发明的其他实施方式进行说明。

图10(a)、(b)表示过程中的框架形状。

图10(a)表示为形成陶瓷坯体3的外表的至少一部分而进行加压成形加工或局部去除加工而形成外表的一部分后，再形成了贯通孔4的层叠体2。图10(b)是用切刀7切断图10(a)的层叠体2而获得的单个陶瓷坯体3。

就切割的方法来说，除了用图10(b)表示的切刀7切割以外，一般还有用砂轮的切片机或冲切机等切割方法。在采用切刀的情况下，切割框架会产生应力，而在采用砂轮的情况下，切割对框架的负载较少。

如上所述，本发明是对层叠体2进行总加工，为了形成最终的陶瓷坯体3的外表的至少一部分而进行加压成形和局部去除加工，然后形成贯穿孔4，再通过切割分离形成多个陶瓷坯体3的方法。因此，不会出现以往的粉体成形法等方法中出现的因填充不足而引起的形状不佳或因形状复杂、追求小型化而引起的平坦性问题等，能够以大批量制得高质量的陶瓷坯体。

就加压成形的方法而论，例如，采用图11所示的具有凸部的板8，加压成形为层叠体2。

通过局部去除法形成与图11所示层叠体2相同的形状时，可采用多种去除手段对层叠体2进行研磨，例如，对层叠体2的局部进行喷砂、激光加工等。也可采用其他各种各样的方法去除规定的部分。在采用局部去除法的情况下，制得图11所示的凹坑形状后的层叠体2的密度几乎是均一的。

另一方面，在加压成形法中一般会引起层叠体2的密度不均匀，然而加压成形如在静水压状态下进行，由于层叠体2软化流动充分，所以能够确保密度的均一化和良好的平坦性。

贯穿孔4的形成包括采用金属模具等打孔成形、用高压流体或激光切割、用钻孔刀等机械加工穿孔等多种方法。

此外，上述说明中记载了在加压成形或局部去除后形成贯穿孔的例子，该形成顺序反之亦然。

图12(a)所示为本发明制造方法中得到的陶瓷坯体的形状，相对于图12(b)表示的基本呈长方体的陶瓷坯体3，该陶瓷坯体在四个面上形成了凹部分6，其形状如图12(a)所示。即，在本实施方式中，以图12(b)所表示的形状作为基准形状形成四个侧面，即在四个基准面上形成凹部6，得到图12(a)表示的形状。例如，在陶瓷坯体3的一个基准面就表示图12(b)中的一个侧面。

通过图13对本发明更详细的内容依次进行说明。

首先，把陶瓷粉体、粘合剂、溶剂以及增塑剂等进行混合和分散，形成生料，用片材成形机形成从生料制得的轧辊状的生坯片。切裁生坯片，形成规定大小的陶瓷片。必要时将切裁的陶瓷片层叠起来，形成层叠体。对层叠体打孔并成形，形成打孔成形片(打孔成形)。

经以上工序可得到图1(c)所示的外观已打孔成形的片子。还有，如图10(b)所示，把打孔成形的片子用切刀切割成陶瓷坯体。然后把切割得到的单片脱脂并烧结，形成烧结陶瓷坯体。用以上方法可得到具有如图12(a)所示形状的陶瓷坯体。

陶瓷坯体的原材料包括玻璃、玻璃陶瓷、CuZn系铁氧体、镁橄榄石或是以氧化铝为代表的非磁性陶瓷或氧化物磁性体等各种铁氧体材料。

例如，将陶瓷坯体用于形成线圈的基材时，一般选用氧化铝或铁氧体等，也可以氧化铝作为电阻或电容器形成用基片。

形成前述陶瓷片的生料由陶瓷粉体与乙酸丁酯、甲基乙基甲酮、甲苯、乙醇、丁基卡必醇、萜品醇等溶剂及乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚氧乙烯、乙烯一乙酸乙烯酯等粘合剂组成。此外，还可在生料中添加各种氧化物或玻璃类的烧结助剂，还可添加丁邻苯二甲酸丁基苯甲酯、邻苯二甲酸二丁酯及甘油等增塑剂或者添加分散剂等。用由以上原料混合的生料可形成陶瓷片。

陶瓷坯体3的烧结温度范围根据所用陶瓷的组成而异，一般大约在800～1600℃的范围内。

以下，对本发明实施例进行更具体的说明。

实施例1

在氧化铝粉98g、氧化铜粉2g、氧化钛粉2g中混入丁缩醋树脂8g、邻苯二甲酸丁基苯甲酯4g、甲基乙基甲酮24g以及乙酸丁酯24g，用瓷罐球磨机混合分散，制成氧化铝生料。

这种生料用涂布机干燥后，制成厚度为0.2mm的氧化铝生坯片(陶瓷生坯片)。然后，在PET薄膜上形成氧化铝生坯片。

将该氧化铝生坯片切裁成纵向11cm、横向4.5cm的氧化铝生坯片，3片层叠在一起，用金属模具打孔的同时成形，形成如图10(a)所示的打孔成形片。打孔销钉的截面形状呈十字形。所用的金属模具的销钉数为648只，排成8排，每排有81只销钉。

由于金属模具的上下面其凸状的突起部由8排构成，所以在层叠体2中形成了图10(a)所示的凹部6。室温下进行加压成形，成形压力为1000kgf/cm²。用切割机在图10(b)所示的切刀7的位置切割打孔成形的生坯片。因各排有2个料头，故切割数合计有16个料头。据此，便可从每个层叠体2获得640个陶瓷坯体3。

然后，使该陶瓷坯体3脱脂并进行烧结，制成图12(a)所示形状的氧化铝坯体。此外，烧结温度为1300℃，保持2小时。

可以确认本实施例制造的陶瓷坯体(氧化铝坯体)不存在碎片、裂纹、翘曲或者填充不足等铁陷，且表面平坦性优良。

实施例2

把实施例1中使用的金属模具的上下面做成平面，与实施例1同样地形成陶瓷坯体3。

可以确认利用本发明方法制得的陶瓷坯体(氧化铝坯体)不存在碎片、裂纹翘曲或者填充不足等缺陷。

实施例3

在NiZnCu系铁氧体粉末100g中混入丁缩醛树脂8g、邻苯二甲酸丁基苯甲酯4g、甲基乙基甲酮24g及乙酸丁酯24g，用瓷罐球磨机混练，制成铁氧体生料。

该生料用涂布机干燥后，制成厚度为0.2mm的铁氧体生坯片。在PET薄膜上形成铁氧体生坯片。

通过与实施例1同样的方法，用该铁氧体生坯片形成以铁氧体构成的陶瓷坯体。其烧结在900℃的温度保持2小时而进行。

可以确认用本发明方法制得的陶瓷坯体3(铁氧体坯体)不存在碎片、裂纹、翘曲或者填充不良等缺陷。

实施例4

层叠5片实施例1制作的氧化铝生坯片，层叠压力为500kgf/cm²。

把该层叠体2研磨成图11所示形状。然后，用金属模具在研磨后形成凹部6的层叠体2上形成图10(a)所示的贯穿孔4。

然后，对形成该贯穿孔4的层叠体2进行与实施例1同样的切割、烧结，制成陶瓷坯体。

可以确认用这种方法制得的陶瓷坯体(氧化铝坯体)不存在碎片、裂纹、翘曲或者填充不良等缺陷。

实施例5

层叠5片实施例3制作的氧化铝生坯片，层叠压力为500kgf/cm²。

用金属模具在该层叠体2上形成贯穿孔4，制得图14表示形状的层叠体2。然后，与前述实施例同样地进行切割，并在900℃保持2小时进行烧结，制成陶瓷坯体(铁氧体坯体)。

可以确认用这种方法制得的陶瓷坯体(铁氧体坯体)不存在碎片、裂纹翘曲或者填充不良等缺陷。

产业上利用的可能性

如上所述，本发明陶瓷坯体的制造方法包括在陶瓷层叠体上形成成为陶瓷坯体的外表的至少一部分的贯通孔的步骤，以及切割后形成单个陶瓷坯体的步骤。另外，根据需要为形成陶瓷坯体的外表的至少一部分，该方法还包括形成凹部、加压成形部及局部去除部的步骤。采用本发明的制造方法可以大批量一体化生产小型且平坦性优良、形状复杂的陶瓷坯体，且不存在碎片、裂纹及填充不良等现象，生产价值极大。

Claims

1.陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，由制作陶瓷片的步骤，在前述陶瓷片上形成成为陶瓷坯体的至少一部分外表的贯穿孔的步骤，将前述陶瓷片切割成单个坯体的步骤构成。

2.如权利要求1所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片为陶瓷片层叠体。

3.如权利要求1所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，还包括在前述陶瓷片上设置凹部的步骤。

4.如权利要求3所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片为陶瓷片层叠体。

5.如权利要求1所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，还包括形成前述陶瓷坯体的至少一部分外表的加压成形步骤。

6.如权利要求5所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片为陶瓷片层叠体。

7.如权利要求1所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，还包括形成前述陶瓷坯体的至少一部分外表的局部去除步骤。

8.如权利要求7所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片为陶瓷片层叠体。

9.如权利要求1～8中任一项所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯体的至少一部分外表是陶瓷坯体的一个基准面。

10.如权利要求1～8中任一项所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯体的至少一部分外表是陶瓷坯体的两个基准面。

11.如权利要求1～8中任一项所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯体的至少一部分外表的形状是平坦面。

12.如权利要求1～8中任一项所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯体的至少一部分外表的形状由平坦面与斜面构成。

13.如权利要求1～8中任一项所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述贯穿孔的形成在加压下进行。

14.如权利要求9所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述贯穿孔是陶瓷坯体的一个基准面。

15.如权利要求9所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述贯穿孔是陶瓷坯体的两个基准面。

16.如权利要求9所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述贯穿孔的形状是平坦面。

17.如权利要求9所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述贯穿孔的形状由平坦面与斜面构成。

18.如权利要求3所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，形成前述凹部的步骤在加压下进行。

19.如权利要求18所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述凹部是陶瓷坯体的一个基准面。

20.如权利要求18所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述凹部是陶瓷坯体的两个基准面。

21.如权利要求18所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述凹部的形状是平坦面。

22.如权利要求18所述的陶瓷坯体的制造方法，其特征在于，前述凹部的形状由平坦面与斜面构成。