[发明专利]一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷坯片叠层工艺，特别是涉及一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺。

背景技术

随着现代电子通讯技术的不断发展，高频技术的应用在不断涌现。各种电子元器件及移动通讯终端在不断地向着更加微型化、集成化、表面组装化、多维化及多功能化等方向发展。选择适合于高频条件下应用的介质材料，对器件进行多层结构设计成为满足这一发展趋势的主要途径。叠层工艺即是对器件进行多层结构设计的一个主要途径。

叠层是指将通过流延工艺制备出来的陶瓷坯片按照设计要求剪切成相应的形状后，按照一定的工艺，堆叠成所要求的结构，使陶瓷坯片临时性的结合在一起。在叠层之后，通过烧结，陶瓷坯片永久性的结合在一起，成为最终的器件。叠层工艺直接影响到产品的最终质量。 

最初的叠层工艺是热压法叠层。热压法叠层是将陶瓷坯片进行堆叠后，在较高的压力和温度下,保压一定的时间,使陶瓷坯片结合在一起。热压法叠层由于工艺较为简单，成为目前为止应用最为广泛的一种叠层方法。然而，由于叠层时的温度和压力较高,往往容易造成结构的变形，并不适合于一些复杂、精细结构器件的制造。通过采取一些改进措施，如在具有腔室结构的内部放置外加物质，如“插入材料”，“易消失材料”或者“牺牲材料”等，对结构起到一定的支撑作用，可以减小结构的变形。但这些外加物质的选择、放置和去除较为复杂，同样限制了其应用范围。

溶剂法叠层是一种低温低压叠层方法，可以避免结构的变形。溶剂法叠层是指在陶瓷坯片的表面涂刷一层溶剂薄膜，通过溶剂的作用，陶瓷坯片中所含的有机物质会产生一定的粘性，进而使陶瓷坯片结合在一起。溶剂法叠层可以在室温下进行，所需要的压力较小，不会导致结构的严重变形，但溶剂法叠层要求选择合适的溶剂，且所涂刷的溶剂薄膜要厚度均匀，操作难度较大。此外，由于外加物质的存在，对器件电气性能的影响还不得而知。   

综上，当前的叠层方法中，热压法叠层由于较高的温度和压力，容易造成结构的变形，其改进措施涉及到外加物质的选择、放置和去除，操作较为复杂。溶剂法叠层虽不会导致结构的严重变形，但操作难度同样较大，对器件电气性能的影响还不得而知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺，该工艺实现在室温下以较小的压力使堇青石陶瓷坯片结合在一起，器件的性能不会受到影响，且工艺简单，成本较低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺，所述方法包括以下过程：

1）采用低温烧结堇青石陶瓷粉体作为原料，以超纯水为溶剂，聚乙烯醇为粘结剂、聚乙二醇为增塑剂、聚丙烯酸钠为分散剂，按照以下质量百分比, 混合、球磨，配制水基流延浆料：低温烧结堇青石陶瓷粉体15%～35%，聚丙烯酸钠溶液8%～18%，聚乙烯醇溶液30%～40%，聚乙二醇溶液5%～10%，超纯水10%～40%；

2）在流延机上流延出堇青石陶瓷坯片，并将堇青石陶瓷坯片剪切成相同的形状；

3）使用毛刷在形状剪切后的堇青石陶瓷坯片的上表面涂刷一层聚乙烯醇溶液，然后将第二层堇青石陶瓷坯片与第一层堇青石陶瓷坯片粘合在一起；重复该过程,直至所有堇青石陶瓷坯片粘合在一起；

4）将粘合在一起的堇青石陶瓷坯片在室温下放置5～24小时, 使之呈半干状态； 

5）采用压片机, 对粘合在一起的呈半干状态的堇青石陶瓷坯片施加0～3兆帕的压力,并保压1～10分钟, 完成叠层；

6）将叠层后的样品放入烧结炉中, 在空气气氛下按照如下烧成制度烧结:以小于10度/分钟的速度升温至100度, 排去样品中的水分；以小于5度/分钟的速度升温至550～650度，并保温1～5小时，除去样品中所含的有机物质；以小于10度/分钟的速度升温至850～1000度，并保温1～5小时，使样品成瓷；

7）烧结后, 将样品在烧结炉中自然冷却, 随后取出即可。

所述的一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺，所述聚丙烯酸钠溶液浓度为4%，聚乙烯醇溶液浓度为5%，聚乙二醇溶液浓度为17%。

所述的一种堇青石陶瓷坯片的粘合法叠层工艺，所述聚乙烯醇溶液的溶度为5%～8%，堇青石陶瓷坯片的粘合层数为2～20层。

本发明的优点与效果是：