[发明专利]一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法

权利要求书

1.一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)通过配料、混合球磨、薄片成型、裁片、叠片、层压、热切、排胶、烧结、研磨减薄及抛光处理，得到2种不同类型的陶瓷1基片和陶瓷2基片；

(2)在所述陶瓷1基片上进行激光打孔，形成孔壁边缘呈梯形或锥度的陶瓷孔；

(3)按所述陶瓷1基片上相同的激光打孔形状，按比例缩小一定尺寸，在所述陶瓷2基片上进行激光打孔，得到形状呈梯形或锥度的陶瓷体；确保陶瓷体倒扣之后能够嵌入带孔的陶瓷基片中，可以保持两种陶瓷之间的缝隙从上到下一致；

(4)匀胶：在带有所述陶瓷孔的带孔陶瓷1基片的两面及陶瓷孔匀玻璃浆料，厚度15μm～40μm；

(5)在真空脱泡机中脱泡后，再将其烘干；

(6)将所述陶瓷2基片上打下的梯形或锥度的陶瓷体翻转180°倒扣嵌入带有所述带孔陶瓷1基片的陶瓷孔中；

(7)在烧结炉中进行烧结；

(8)将烧结完成的异质陶瓷基片进行双面研磨及抛光，同时去除异质陶瓷基片双面的玻璃釉，得到所需目标厚度的嵌入式异质陶瓷基片。

2.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述陶瓷包括铁氧体陶瓷、压电陶瓷、压敏陶瓷、热敏陶瓷或介电陶瓷等。

3.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述带孔陶瓷基片上陶瓷孔的形状及大小根据产品的设计而定；优选圆形孔，孔径大小2mm～5mm。

4.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述薄片成型可以采用流延成型法，也可以采用压制成型法，所述2种不同类型的陶瓷基片厚度之差小于0.1mm。

5.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述陶瓷体的尺寸与所述陶瓷孔的尺寸小0.02mm～0.06mm，缝隙宽度在0.01mm～0.03mm之间，优选缝隙宽度为0.01mm。

6.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述玻璃浆料由玻璃粉、有机溶剂及树脂材料组成，粘度范围1Pa.S～50Pa.S，优选10Pa.S～30Pa.S，真空脱泡时间0.5h～1h，烘干温度选择50℃～100℃，时间0.5h～1h，烧结温度选择600℃～1000℃，峰值温度保温时间10min～15min；

所述玻璃粉的平均粒径大小1μm～3μm。

7.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述匀胶，是通过匀胶机来实现，转速为2000rpm～5000rpm。

8.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述双面研磨及抛光，每一面减薄厚度大于0.1mm，得到厚度公差＜0.01mm、翘曲度＜0.3％、表面粗糙度小于0.2μm的嵌入式异质陶瓷基片。

9.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述陶瓷孔与所述陶瓷体的互联孔壁处有0.01mm～0.03mm厚的致密玻璃釉。

10.如权利要求1所述的一种嵌入式异质陶瓷基片的制备方法，其特征在于，所述嵌入式异质陶瓷基片由M25微波介质陶瓷基片和NZF微波铁氧体陶瓷基片组成，制作步骤如下：

(1)陶瓷基片制备

所述M25微波介质陶瓷材料的配方包括：20％～30％MgO、55％～70％TiO₂、2％～10％CaCO₃、2％～10％La₂O₃等，介电常数为25；按M25微波介质陶瓷材料配方，对原材料分别称重后，进行球磨混合，然后将得到的混合物放入马弗炉内进行预烧合成微波介质陶瓷粉体，预烧温度1100℃，保温2h；在制备好的M25陶瓷粉体按常规的流延料制备工艺加入乙醇、甲苯等有机溶剂和PVB等粘合剂，制备流延料；采用流延成型法，通过流延机得到M25的生瓷带，再进行叠层、等静压及热切，得到方形巴块，通过排胶烧结后得到M25微波介质陶瓷基片，尺寸为50.8mm*50.8mm，厚度为0.7mm；

所述NZF微波铁氧体陶瓷材料的配方包括：8％～20％NiO、15％～30％ZnO、55％～70％Fe₂O₃等，饱和磁场强度为3000GS；按所述NZF微波铁氧体陶瓷材料配方，对原材料分别称重后，进行球磨混合，然后将得到的混合物放入马弗炉内进行预烧合成微波铁氧体陶瓷粉体，预烧温度1050℃，保温2h；在制备好的微波铁氧体陶瓷粉体按常规的流延料制备工艺加入乙醇、甲苯等有机溶剂和PVB等粘合剂，制备流延料；采用流延成型法，通过流延机得到NZF的生瓷带，再进行叠层、等静压及切割工序，得到方形巴块；最后，通过排胶烧结得到NZF微波铁氧体陶瓷基片，尺寸为50.8mm*50.8mm，厚度为0.7mm；

(2)激光打孔

采用紫外纳秒或紫外皮秒等激光打孔机，对所述M25微波介质陶瓷基片和NZF微波铁氧体陶瓷基片进行加工，在所述M25微波介质陶瓷基片上加工阵列直径为2.44mm的圆形孔，得到所需的带孔陶瓷基片；在所述NZF微波铁氧体陶瓷基片上加工阵列直径为2.4mm的圆形孔，得到2.4mm大小的圆片形陶瓷体；

(3)匀胶、装配、脱泡及烧结

采用粘度为20Pa.S、玻璃粉平均粒径为2μm的玻璃浆料，通过匀胶机在所述带孔陶瓷基片上的正反面及孔匀玻璃浆料，转速设置2500rpm，然后真空脱泡45min后，在60℃烘箱中烘烤50min，将所述圆片形陶瓷体倒扣入带孔陶瓷基片的圆形孔中，最后在850℃链条炉上进行烧结，得到一体化嵌入式异质陶瓷基片；

(4)研磨及抛光

用研磨机对烧结后的一体化嵌入式异质陶瓷基片进行双面研磨和抛光处理，去除样品表面烧结不致密和凹凸不平部分，再进行超声波清洗30min，得到厚度0.4mm，厚度精度和均匀性±5μm，翘曲度小于0.1％、表面粗糙度0.05μm的嵌入式异质陶瓷基片。