本發(fā)明涉及一種疊層片式陶瓷元件制作方法。
背景技術(shù)：
：疊層片式陶瓷電感的低損高Q值已經(jīng)成為器件發(fā)展的重要趨勢之一，而內(nèi)電極的電阻率為器件低損高Q值的重要影響因素，同時出于降低產(chǎn)品設(shè)計成本的考慮，就不得不解決陶瓷材料同內(nèi)電極共燒后：產(chǎn)品中內(nèi)電極的電阻率相對于氧化鋁板上的電阻率(約0.020mΩ.mm)偏高20％以上的技術(shù)問題。對于印刷燒結(jié)型內(nèi)電極漿料其電阻率的評估是將銀漿印刷在氧化鋁板上進(jìn)行的，電極的燒結(jié)處于相對自由的狀態(tài)下進(jìn)行，燒結(jié)后銀電極的電阻率較低，一般情況下可以達(dá)到約0.020mΩ.mm，而疊層片式陶瓷電感產(chǎn)品在燒結(jié)過程中，內(nèi)電極處于陶瓷材料的氛圍中進(jìn)行燒結(jié)的，在燒結(jié)的過程中存在一定的阻力阻礙銀電極的燒結(jié)，從而導(dǎo)致燒結(jié)后內(nèi)電極電阻率較氧化鋁板上偏高20％左右。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有疊層片式陶瓷元件的內(nèi)部電極電阻率偏高、損耗即Q值偏低、陶瓷元件設(shè)計成本偏高等不足，提供一種疊層片式陶瓷元件制作方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種疊層片式陶瓷元件制作方法，包括以下步驟：S1、將陶瓷粉體置于400-600℃的溫度下熱處理60-120min；S2、將由步驟S1處理得到的陶瓷粉體形成的磁性層與由銀漿形成的內(nèi)電極層層疊后進(jìn)行整體燒結(jié)，制成所述疊層片式陶瓷元件。進(jìn)一步地：所述陶瓷粉體是低介電常數(shù)ε<5的硼硅體系玻璃粉。步驟S1之前，用500目篩網(wǎng)對陶瓷粉體進(jìn)行過篩處理，得到所述陶瓷材料。所述銀漿固含量為80-95wt％。步驟S1中，所述陶瓷材料在空氣氣氛下進(jìn)行所述熱處理。步驟S2包括：將陶瓷粉體與加入粘合劑的有機(jī)溶劑共磨混料，制備漿料，使用該漿料成型生坯片；在所得生坯片上印刷形成Ag內(nèi)導(dǎo)體圖形，以便在疊層時形成線圈狀結(jié)構(gòu)；將形成該線圈狀電極圖形的多個生坯片堆疊起來；用未形成電極圖形的生坯片作為外層部夾持該疊層體，對整體壓制；對得的生坯片疊層體在800-900度空氣氣氛中保溫?zé)Y(jié)，得到內(nèi)置Ag線圈狀電極的燒結(jié)體；對該燒結(jié)體進(jìn)行研磨，在燒結(jié)體的兩端面露出內(nèi)電極，在該端面涂覆燒結(jié)Ag外電極。所述疊層片式陶瓷元件為疊層片式陶瓷電感器。一種疊層片式陶瓷元件，是使用所述的制作方法制成的疊層片式陶瓷元件。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，銀電極的電阻率受到晶粒電阻率，晶界電阻率和晶粒晶界的比例的影響，對于疊層片式陶瓷電感產(chǎn)品在燒結(jié)過程中，陶瓷材料中的揮發(fā)份和表面改性的物質(zhì)對內(nèi)部銀電極的燒結(jié)起到一定的阻礙作用，一方面在高溫下遷移到銀晶?；蚓Ы缣?，從而阻礙內(nèi)部銀電極的導(dǎo)電能力提高電阻率，另外一方面阻礙銀晶粒之間相互熔融長大，使得晶界所占的比重較大，由于晶界處缺陷較多導(dǎo)電性較差，從而阻礙內(nèi)部銀電極電阻率的進(jìn)一步降低。本發(fā)明通過熱處理的工藝排除陶瓷材料中存在的影響銀內(nèi)電極燒結(jié)致密化的揮發(fā)份和表面改性的物質(zhì)，該熱處理可以解決產(chǎn)品中內(nèi)電極的電阻率相對于氧化鋁板上的電阻率(約0.020mΩ.mm)偏高20％以上的技術(shù)問題，同時滿足疊層片式陶瓷元件低損高Q值，降低器件設(shè)計成本。與現(xiàn)有的陶瓷材料制備技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：①采用熱處理法制備的陶瓷材料制作的片式元件，可以有效解決產(chǎn)品內(nèi)電極燒結(jié)后電阻率偏高的技術(shù)問題，同時提高了片式元件的電性能尤其產(chǎn)品Q值，降低了片式元件的設(shè)計成本；②采用熱處理法排除陶瓷材料中的揮發(fā)份和表面改性的物質(zhì)，該工藝設(shè)備簡單，操作簡便，便于批量生產(chǎn)。③采用熱處理后的陶瓷材料制作的片式元件降低了電極電阻率，從而擴(kuò)大了設(shè)計同規(guī)格的疊層片式陶瓷元件的工藝窗口。同時，本發(fā)明的陶瓷材料與Ag導(dǎo)體層層疊，通過在磁性體內(nèi)部形成Ag內(nèi)導(dǎo)體，獲得可以在800-900度的溫度空氣氣氛中進(jìn)行一體化燒結(jié)的疊層片式陶瓷電感器。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有線圈狀內(nèi)電極的疊層片式陶瓷電感器的透視圖。具體實(shí)施方式以下對本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。在一種實(shí)施例中，一種疊層片式陶瓷元件制作方法，包括以下步驟：S1、將陶瓷粉體置于400-600℃的溫度下熱處理60-120min；S2、將由步驟S1處理得到的陶瓷粉體形成的磁性層與由銀漿形成的內(nèi)電極層層疊后進(jìn)行整體燒結(jié)，制成所述疊層片式陶瓷元件。進(jìn)一步地：所述陶瓷粉體是低介電常數(shù)ε<5的硼硅體系玻璃粉。步驟S1之前，用500目篩網(wǎng)對陶瓷粉體進(jìn)行過篩處理，得到所述陶瓷材料。所述銀漿固含量為80-95wt％。步驟S1中，所述陶瓷材料在空氣氣氛下進(jìn)行所述熱處理。步驟S2包括：將陶瓷粉體與加入粘合劑的有機(jī)溶劑共磨混料，制備漿料，使用該漿料成型生坯片；在所得生坯片上印刷形成Ag內(nèi)導(dǎo)體圖形，以便在疊層時形成線圈狀結(jié)構(gòu)；將形成該線圈狀電極圖形的多個生坯片堆疊起來；用未形成電極圖形的生坯片作為外層部夾持該疊層體，對整體壓制；對得的生坯片疊層體在800-900度空氣氣氛中保溫?zé)Y(jié)，得到內(nèi)置Ag線圈狀電極的燒結(jié)體；對該燒結(jié)體進(jìn)行研磨，在燒結(jié)體的兩端面露出內(nèi)電極，在該端面涂覆燒結(jié)Ag外電極。所述疊層片式陶瓷元件為疊層片式陶瓷電感器。一種疊層片式陶瓷元件，是使用所述的制作方法制成的疊層片式陶瓷元件。本發(fā)明提供了一種陶瓷材料的熱處理方法，與傳統(tǒng)的疊層射頻電感片式元件所用的陶瓷材料相比，采用本發(fā)明的熱處理方法，陶瓷材料同內(nèi)漿銀電極共燒時，銀電極的電阻率下降20％左右，達(dá)到氧化鋁板上的水平，一方面降低了疊層片式元件的成本，另一方面較大幅度提升疊層片式元件的Q值，同時由于銀電極電阻率的降低，擴(kuò)大了設(shè)計同規(guī)格的疊層片式陶瓷元件的工藝窗口。在一種具體實(shí)施例中，針對陶瓷材料的熱處理工藝優(yōu)選包括如下步驟：①將陶瓷粉體過篩:用500目篩網(wǎng)對陶瓷粉體進(jìn)行過篩處理，所述陶瓷粉體是低介電常數(shù)ε<5的硼硅體系玻璃粉。②粉料空氣氣氛下預(yù)處理：采用空氣氣氛，將陶瓷材料置于400-600℃環(huán)境中保溫60-120min，制得成品。參閱圖1，在一些具體實(shí)施例中，一種片式元件，由磁性層和內(nèi)電極層層疊、整體燒結(jié)而成，所述的磁性層由所述的陶瓷材料構(gòu)成。所述的內(nèi)電極層由銀漿構(gòu)成，銀漿固含量為80-95wt％，燒結(jié)后氧化鋁板上電阻率達(dá)到0.020-0.021mΩ.mm。燒結(jié)后內(nèi)電極電阻率達(dá)到氧化鋁板上銀電極電阻率的水平。實(shí)施例1一、將陶瓷粉體過篩:用500目篩網(wǎng)對陶瓷粉體進(jìn)行過篩處理，所述陶瓷粉體是低介電常數(shù)ε<5的硼硅體系玻璃粉；二、粉料空氣氣氛下預(yù)處理：采用空氣氣氛，將陶瓷材料置于500℃環(huán)境中保溫120min，制得成品。實(shí)施例2本實(shí)施例重復(fù)實(shí)施例1步驟，但是將陶瓷材料置于600℃環(huán)境中保溫60min。實(shí)施例3本實(shí)施例重復(fù)實(shí)施例1步驟，但是將陶瓷材料置于400℃環(huán)境中保溫120min。實(shí)施例4本實(shí)施例重復(fù)實(shí)施例1步驟，但是將陶瓷材料置于500℃環(huán)境中保溫60min。用各個實(shí)施例制備的陶瓷粉體，在氧化鋁板印刷銀電極后覆粉燒結(jié)得到燒結(jié)體后，進(jìn)行以下各項(xiàng)性能的測試，并與氧化鋁板印刷銀電極后未覆粉燒結(jié)的對比例1以及氧化鋁板印刷銀電極后覆未經(jīng)熱處理的陶瓷粉體燒結(jié)的對比例2進(jìn)行對比。首先，在致密氧化鋁板上印刷銀電極后烘干并記錄下墨量，然后將以上實(shí)施例得到的陶瓷材料均勻覆蓋在以上印有銀電極的氧化鋁板上，利用現(xiàn)有的熱水等靜壓工藝在75度/8000psi的壓強(qiáng)下壓制覆粉后的氧化鋁板，然后在空氣環(huán)境下，將以上氧化鋁板至于800-900度環(huán)境中保溫2h制成以上實(shí)施例的氧化鋁板印刷銀電極后覆粉燒結(jié)體。(1)銀漿下墨量印刷前對氧化鋁板進(jìn)行稱重m1，印刷銀電極烘干后再稱重m2，印刷銀電極燒結(jié)后再稱重m3，兩者差m3-m1即為銀漿下墨量。(2)燒結(jié)后銀電極密度燒結(jié)后取小段銀電極，采用阿基米德法測試銀電極密度ρ0。(3)直流電阻RDC利用微阻計HIOKIRM-3544-01測試覆粉燒結(jié)體電極RDC。(4)電極線長L測試?yán)霉鈱W(xué)顯微鏡拍照后測量其尺寸。測試的數(shù)據(jù)如表1所示：表1注：ρ＝(m3-m1)*RDC/ρ0/L2上表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明采用本發(fā)明的陶瓷材料熱處理方法，銀電極覆粉燒結(jié)后電阻率與氧化鋁板上銀電極電阻率相同，與未處理陶瓷粉相比電極電阻率降低20％左右，同時適合批量化生產(chǎn)。實(shí)施例5實(shí)施例5是采用對比例2(粉體未處理)的陶瓷材料，制造疊層片式陶瓷電感器的實(shí)施例。實(shí)施例6實(shí)施例6是采用本發(fā)明實(shí)施例1-4的陶瓷材料，制造疊層片式陶瓷電感器的實(shí)施例。以上實(shí)施例5和6中的陶瓷材料粉末與加入PMMA粘合劑的有機(jī)溶劑共同球磨混料，制備漿料。使用該漿料通過刮刀法成型生坯片。然后在所得生坯片上印刷形成Ag內(nèi)導(dǎo)體圖形，以便在疊層時形成線圈狀結(jié)構(gòu)。隨后，把形成該線圈狀電極圖形的多個生坯片堆疊起來，以便利用通孔可以電氣連接。進(jìn)一步用未形成電極圖形的生坯片作為外層部夾持該疊層體，對整體壓制。對如此所得的生坯片疊層體在800-900度空氣氣氛中保溫2h進(jìn)行燒結(jié)。得到內(nèi)置Ag線圈狀電極的燒結(jié)體。接著，對該燒結(jié)體進(jìn)行滾筒研磨，在燒結(jié)體的兩端面露出內(nèi)電極，在該端面涂覆燒結(jié)Ag外電極。由此，獲得如圖1所示的疊層片式陶瓷電感器。圖1中，疊層片式陶瓷電感器包括磁體1，在磁體1中形成通過通孔2電氣連接的線圈狀內(nèi)電極3。在磁體1的表面形成與內(nèi)電極3電氣連接的外部電極4。對實(shí)施例5和6制作的疊層片式陶瓷電感產(chǎn)品進(jìn)行以下各項(xiàng)性能的測試。(1)產(chǎn)品直流電阻利用微阻計HIOKIRM-3544-01測試產(chǎn)品RDC。(2)內(nèi)電極尺寸線長L用光學(xué)顯微鏡觀察經(jīng)過鏡面研磨的燒結(jié)體產(chǎn)品正面，識別各個內(nèi)電極后通過圖象處理求出每個內(nèi)電極的長度。對每個內(nèi)電極長度測定后取和即為內(nèi)電極尺寸線長L。(3)內(nèi)電極橫截面積S用光學(xué)顯微鏡觀察經(jīng)過鏡面研磨的燒結(jié)體產(chǎn)品斷面，識別各個斷面后通過圖象處理求出每個斷面的面積。對每個燒結(jié)體產(chǎn)品進(jìn)行100～200個斷面面積的測定后取平均值即為平均內(nèi)電極橫截面積S。測試的數(shù)據(jù)如表2所示：表2樣品RDC(mΩ)L(cm)S(um2)ρ(mΩ.mm)實(shí)施例5105.717.942550.0251實(shí)施例682.618.144610.0204上表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明采用本發(fā)明的陶瓷材料熱處理方法，制作的疊層片式陶瓷電感器與Ag內(nèi)電極共同在空氣氣氛環(huán)境中在800-900度溫度燒結(jié)后，可以獲得銀電極低電阻率、低成本設(shè)計方案同時實(shí)現(xiàn)低損高Q值的疊層片式陶瓷電感器。以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3