PL210335B1

PL210335B1 - Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki

Info

Publication number: PL210335B1
Application number: PL383391A
Authority: PL
Inventors: Dominik Jurków; Leszek Golonka; Henryk Roguszczak
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL383391A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki, stosowanej jako materiał konstrukcyjny dla układów mikromieszalnikowych, mikroreaktorów chemicznych, na obudowy wszelkiego rodzaju czujników elektrycznych i chemicznych, w szczególności dla czujników wilgotności, czujników i detektorów przepływu gazu lub cieczy, czujników i detektorów związków chemicznych, czujników i detektorów poziomu cieczy. Zlaminowane warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki stosowane są również jako podłoża dla układów mikroelektronicznych, zwłaszcza dla elementów biernych takich jak rezystory, kondensatory, cewki indukcyjne, termistory, ścieżki przewodzące.

Znane ze stosowania sposoby łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki polegają na tym, że warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki łączy się pod ciśnieniem 50 krotnie wyższym od ciśnienia atmosferycznego. Wyróżnia się dwa sposoby wywierania nacisku na łączone folie. Pierwszy z nich polega na tym, że warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki łączy w prasie, w szczególności hydraulicznej. Drugi sposób polega na tym, że warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki łączy się w zbiornikach ciśnieniowych z wypełnionych cieczą najczęściej wodą , co sprawia, ż e ciś nienie oddział ywuje jednakowo ze wszystkich stron na łączone warstwy folii, a ponadto pozwala na sterowanie temperaturą procesu.

Znany jest sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki opublikowany przez Andreas Roosen, Karin Schindler: Cold Low Pressure of Ceramic Green Tapes, Ceramic Interconect and Ceramic Microsystems Technologies (CICMT) 2005. Sposób ten polega na sklejaniu warstw folii niskotemperaturowej ceramiki ze sobą przy pomocy dodatkowych warstw folii, które rozpuszczają się w procesie wypalania wstępnie połączonych ze sobą warstw folii, w wyniku czego warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki łączy się ze sobą.

Istota sposobu, według wynalazku, polega na tym, że pomiędzy dwie warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki nanosi się cienką warstwę rozpuszczalnika, przy czym warstwy dociska się przy ciśnieniu nieznacznie większym od ciśnienia atmosferycznego tak, aby łączone warstwy folii przylegały do siebie na całej łączonej powierzchni, po czym nanosi się kolejną cienką warstwę rozpuszczalnika, przykrywa warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki, dociska się przy ciśnieniu nieznacznie większym od ciśnienia atmosferycznego. Czynności nanoszenia kolejnych cienkich warstw rozpuszczalnika, przykrywanie warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki i dociskanie ich, powtarza się do uzyskania wymaganej grubości zlaminowanych warstw folii, a po wysuszeniu poddaje wieloetapowej obróbce termicznej.

Korzystnie, połączone warstwy folii suszy się w temperaturze do 100°C do 6 minut.

Korzystnie, wieloetapową obróbkę termiczną prowadzi się w czasie do 220 minut i przy wzroście temperatury od temperatury otoczenia do temperatury 450°C do 530°C, w której wygrzewa się warstwy przez 40 do 160 minut, po czym warstwy podgrzewa się w czasie 40 do 55 minut do temperatury 840-890°C, a następnie wyłącza się podgrzewanie i chłodzi się powoli wypalone zlaminowane warstwy folii do temperatury otoczenia.

Korzystnym jest również to, że połączone warstwy folii pozostawia się do wyschnięcia w temperaturze pokojowej przez 10 do 30 minut.

Cienką warstwę rozpuszczalnika korzystnie nanosi się przy pomocy wałka albo pędzla nasączonego rozpuszczalnikiem.

Korzystnie rozpuszczalnikiem jest rozcieńczalnik do past sitodrukowych albo aceton albo woda.

Zaletą sposobu łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki, według wynalazku jest to, że sposób pozwala na wytwarzanie bardzo dużych komór, które nie zapadają się podczas łączenia, które są szczególnie przydatne jako obudowy dla układów montowanych w podstawce, zwłaszcza układów mikroprocesorowych. Sposobem tym można łączyć warstwy folii lekko zabrudzone, na przykład tłuszczem.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania zlaminowanych warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki.

P r z y k ł a d 1

Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki polega na tym, że pomiędzy dwie warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki nanosi się wałkiem cienką warstwę rozcieńczalnika do past sitodrukowych, który rozpuszcza warstwę powierzchniową folii. Następnie warstwy dociska się przy ciśnieniu nieznacznie większym od ciśnienia atmosferycznego tak,

PL 210 335 B1 aby łączone warstwy folii przylegały do siebie na całej łączonej powierzchni. Po czym nanosi się kolejną cienką warstwę rozcieńczalnika, przykrywa warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki i ponownie dociska się. Czynności nanoszenia kolejnych cienkich warstw rozcieńczalnika, przykrywanie warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki i dociskanie ich powtarza się do uzyskania wymaganej grubości zlaminowanych warstw folii. Następnie ułożone i połączone rozpuszczoną warstwą powierzchniową, folie suszy się w temperaturze pokojowej przez 6 minut. Wysuszone zlaminowane warstwy folii poddaje się wieloetapowej obróbce termicznej, którą prowadzi się przez 220 minut i przy wzroście temperatury od temperatury otoczenia do temperatury 450°C, w której wygrzewa się warstwy folii przez 160 minut, po czym warstwy folii podgrzewa się w czasie 40 minut do temperatury 890°C, a następnie wyłącza się podgrzewanie i chłodzi się powoli wypalone zlaminowane warstwy folii do temperatury otoczenia.

P r z y k ł a d 2

Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki przebiega jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że cienką warstwę rozpuszczalnika nanosi się przy pomocy pędzla nasączonego acetonem, a ułożone i połączone rozpuszczoną warstwą powierzchniową, folie suszy się w temperaturze 100°C przez 1 minutę. Wysuszone zlaminowane warstwy folii poddaje się wieloetapowej obróbce termicznej, którą prowadzi się w czasie do 220 minut i przy wzroście temperatury od temperatury otoczenia do temperatury 530°C, w której wygrzewa się warstwy folii przez 40 minut, po czym warstwy folii podgrzewa się w czasie 55 minut do temperatury 840°C, a następnie wyłącza się podgrzewanie i chłodzi się powoli wypalone zlaminowane warstwy folii do temperatury otoczenia.

P r z y k ł a d 3

Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki przebiega jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że ułożone i połączone rozpuszczoną warstwą powierzchniową, folie pozostawia się do wyschnięcia w temperaturze pokojowej przez 10 minut.

P r z y k ł a d 4

Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki przebiega jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że ułożone i połączone rozpuszczoną warstwą powierzchniową, folie pozostawia się do wyschnięcia w temperaturze pokojowej przez 30 minut.

Claims

1. Sposób łączenia warstw folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki, w którym łączy się ze sobą dwie sąsiadujące ze sobą warstwy folii i wypala w piecu, znamienny tym, że pomiędzy dwie warstwy folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki nanosi się cienką warstwę rozpuszczalnika, przy czym warstwy dociska się przy ciśnieniu nieznacznie większym od ciśnienia atmosferycznego tak, aby łączone warstwy folii przylegały do siebie na całej łączonej powierzchni, po czym nanosi się kolejną cienką warstwę rozpuszczalnika, przykrywa warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki dociska się przy ciśnieniu nieznacznie większym od ciśnienia atmosferycznego, przy czym czynności nanoszenia kolejnych cienkich warstw rozpuszczalnika, przykrywanie warstwą folii niskotemperaturowej współwypalanej ceramiki i dociskanie ich powtarza się do uzyskania wymaganej grubości zlaminowanych warstw folii, a po wysuszeniu poddaje wieloetapowej obróbce termicznej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że połączone warstwy folii suszy się w temperaturze do 100°C do 6 minut.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wieloetapową obróbkę termiczną prowadzi się w czasie do 220 minut i przy wzroście temperatury od temperatury otoczenia do temperatury 450°C do 530°C, w której wygrzewa się warstwy folii przez 40 do 160 minut, po czym warstwy folii podgrzewa się w czasie 40 do 55 minut do temperatury 840°C-890°C, a następnie wyłącza się podgrzewanie i chł odzi się powoli wypalone zlaminowane warstwy folii do temperatury otoczenia.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że połączone warstwy folii pozostawia się do wyschnięcia w temperaturze pokojowej przez 10 do 30 minut.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cienką warstwę rozpuszczalnika nanosi się przy pomocy wałka nasączonego rozpuszczalnikiem.

PL 210 335 B1

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cienką warstwę rozpuszczalnika nanosi się przy pomocy pędzla nasączonego rozpuszczalnikiem.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem jest rozcieńczalnik do past sitodrukowych.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem jest aceton.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem jest woda.