本發(fā)明涉及電子元器件的制造，特別是涉及一種低溫共燒器件及低介共燒陶瓷膜片的制作方法。
背景技術(shù)：
：隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，電路設(shè)計(jì)中要求線路對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速度越來越快，這樣對(duì)元器件的要求在相同電氣性能的同時(shí)，向著高頻化的方向發(fā)展。對(duì)于電感及濾波器件來說，傳統(tǒng)的單一材料設(shè)計(jì)很難同時(shí)滿足高頻高阻抗、低損耗的要求。因此需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入不同介質(zhì)材料來滿足電氣性能的要求。不同的介質(zhì)材料由于組成成分上的差異導(dǎo)致其燒結(jié)過程中的物理特性存在較大的差異，在共燒時(shí)由于材料間的不匹配性很容易導(dǎo)致燒結(jié)后的磁體存在結(jié)構(gòu)缺陷，影響期器件的可靠性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低溫共燒器件及低介共燒陶瓷膜片的制作方法，提升不同材料間的共燒匹配性，大幅減少或防止共燒磁體缺陷，提升器件的可靠性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種低介共燒陶瓷膜片的制作方法，包括以下步驟：1)準(zhǔn)備相對(duì)介電常數(shù)不高于5.8的低介陶瓷材料；2)在所述低介陶瓷材料中混入具有預(yù)定范圍的高膨脹系數(shù)的低介介質(zhì)；3)將混合粉進(jìn)行預(yù)燒處理，得到低介共燒陶瓷材料，所述低介陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)與鐵氧體材料、導(dǎo)電電極材料的差異處于預(yù)定范圍內(nèi)；4)將預(yù)燒后的混合粉進(jìn)行制漿涂布，形成低介共燒陶瓷膜片。進(jìn)一步地：所述低介陶瓷材料為硼硅系的材料，其相對(duì)介電常數(shù)在4.5～5.8，優(yōu)選小于5.5，熱膨脹系數(shù)在30～40*10-7K-1，且雜質(zhì)離子濃度低于2％。所述低介陶瓷材料為玻璃材料，其相對(duì)介電常數(shù)為4.8，熱膨脹系數(shù)為30*10-7K-1。所述低介介質(zhì)為α-石英和/或β-石英，其相對(duì)介電常數(shù)在4.0～4.3之間，材料熱膨脹系數(shù)在90*10-7K-1，材料純度≥90％。所述低介介質(zhì)在陶瓷材料中的加入量為10％～30％。步驟3)包含以下子步驟：a1將混合的粉加入球磨罐中進(jìn)行預(yù)混；a2將完成預(yù)混的粉進(jìn)行預(yù)燒處理；a3將完成預(yù)燒處理的粉再次放入球磨罐中進(jìn)行磨細(xì)處理。所述預(yù)混是在球磨機(jī)中進(jìn)行濕混，其中在混合粉中加入質(zhì)量百分比為200～300％的去離子水，在150～250r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行球磨混合20～30h。所述預(yù)燒處理包括將混合后的粉烘干去水后，置于高溫匣缽中，并在燒結(jié)爐中以500℃～700℃的溫度熱處理0.5～1h。步驟4)包含以下子步驟：b1.將所述混合粉與酯類溶液攪拌混合，并加入有機(jī)粘合劑和分散劑攪拌，形成陶瓷漿料；b2.涂布所述陶瓷漿料以形成所述薄膜基片。一種低溫共燒器件的制作方法，包括以下步驟：利用根據(jù)所述低介共燒陶瓷膜片的制作方法得到的低介共燒陶瓷膜片制作帶電極的生坯，再對(duì)所述的生坯一次完成切割、排膠、燒結(jié)，完成共燒器件的制作。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明解決了兩種不同材料的共燒問題，其將共燒材料中低熱膨脹系數(shù)低介陶瓷材料通過摻入高膨脹系數(shù)的低介陶瓷材料，在不影響材料電氣特性的情況下，提升低介陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)，解決了其與鐵氧體材料進(jìn)行共燒時(shí)的因熱膨脹系數(shù)差異大而導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力無法消除從而破壞磁體致密度的情況，改善了器件磁體的致密性，提升器件的可靠性能，為這種高頻高阻抗、低損耗的器件提供了一種低成本的制作方案。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例制作的低溫共燒共模電感電鏡圖；圖2為傳統(tǒng)方案的低溫共燒共模電感電鏡圖。具體實(shí)施方式以下對(duì)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，一種低介共燒陶瓷膜片的制作方法，包括以下步驟：1)準(zhǔn)備相對(duì)介電常數(shù)不高于5.8的低介陶瓷材料；2)在所述低介陶瓷材料中混入具有預(yù)定范圍的高膨脹系數(shù)的低介介質(zhì)；3)將混合粉進(jìn)行預(yù)燒處理，得到低介共燒陶瓷材料，所述低介陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)與鐵氧體材料、導(dǎo)電電極材料的差異處于預(yù)定的小范圍內(nèi)，具體的差異可以根據(jù)產(chǎn)品性能的實(shí)際需求來進(jìn)行調(diào)整和控制；4)將預(yù)燒后的混合粉進(jìn)行制漿涂布，形成低介共燒陶瓷膜片。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低介陶瓷材料為硼硅系的材料，其相對(duì)介電常數(shù)在4.5～5.8，更優(yōu)選小于5.5，熱膨脹系數(shù)在30～40*10-7K-1，且雜質(zhì)離子濃度低于2％。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低介陶瓷材料為玻璃材料，其相對(duì)介電常數(shù)為4.8，熱膨脹系數(shù)為30*10-7K-1。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低介介質(zhì)為α-石英和/或β-石英，其相對(duì)介電常數(shù)在4.0～4.3之間，材料熱膨脹系數(shù)在90*10-7K-1，材料純度≥90％。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低介介質(zhì)在陶瓷材料中的加入量為10％～30％。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟3)包含以下子步驟：a1將混合的粉加入球磨罐中進(jìn)行預(yù)混；a2將完成預(yù)混的粉進(jìn)行預(yù)燒處理；a3將完成預(yù)燒處理的粉再次放入球磨罐中進(jìn)行磨細(xì)處理。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述預(yù)混是在球磨機(jī)中進(jìn)行濕混，其中在混合粉中加入質(zhì)量百分比為200～300％的去離子水，在150～250r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行球磨混合20～30h。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述預(yù)燒處理包括將混合后的粉烘干去水后，置于高溫匣缽中，并在燒結(jié)爐中以500℃～700℃的溫度熱處理0.5～1h。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟4)包含以下子步驟：b1.將所述混合粉與酯類溶液攪拌混合，并加入有機(jī)粘合劑和分散劑攪拌，形成陶瓷漿料；b2.涂布所述陶瓷漿料以形成所述薄膜基片。一種低溫共燒器件的制作方法，包括以下步驟：利用根據(jù)所述低介共燒陶瓷膜片的制作方法得到的低介共燒陶瓷膜片制作帶電極的生坯，再對(duì)所述的生坯一次完成切割、排膠、燒結(jié)，完成共燒器件的制作。實(shí)施例一一種公制0806尺寸封裝的低溫共燒共模電感的制造方法，包括以下步驟：將低介共燒陶瓷及鐵氧體材料流延成膜片，并制作導(dǎo)電電極，并對(duì)制作的帶電極膜片進(jìn)行疊層，形成生坯，在對(duì)所述的生坯一次完成切割、排膠、燒結(jié)、端電極和電鍍，完成共燒器件的制作。低介共燒陶瓷是相對(duì)介電常數(shù)小于5.5，其熱膨脹系數(shù)與鐵氧體材料、導(dǎo)電電極材料接近的材料，低介共燒陶瓷膜片的制作步驟如下：1)選取低介的陶瓷材料低介的陶瓷材料選用的是貴陽晶華的DJ1024B玻璃材料，其相對(duì)介電常數(shù)為4.8，熱膨脹系數(shù)為30*10-7K-1.2)在陶瓷材料中混入高膨脹系數(shù)的低介介質(zhì)高膨脹系數(shù)的低介介質(zhì)選用的是貴陽晶華的結(jié)晶型石英粉(β-石英)，其相對(duì)介電常數(shù)為4.1，熱膨脹系數(shù)為85*10-7K-1，其純度＞95％.在2kg的DJ1024B粉體中加入15～20％的結(jié)晶型石英粉，進(jìn)行混合。3)將混合粉進(jìn)行預(yù)燒處理a1.將混合的粉加入球磨罐中進(jìn)行預(yù)混；將混合后的粉放入行星球磨罐中，并加入質(zhì)量百分比為220～280％的去離子水，然后在200r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行球磨24h。完成后將濕粉在120℃的烘箱中烘制48h，去除粉體中的游離水。a2.將完成預(yù)混的粉放入高溫匣缽中，在500℃～700℃下進(jìn)行預(yù)燒處理；將混合后粉體放入高溫匣缽，并置于燒結(jié)爐中，在550～600℃下進(jìn)行熱處理0.5h.a3.將完成預(yù)燒處理的粉再次放入球磨罐中進(jìn)行磨細(xì)處理，完成粉體的預(yù)燒過程。熱處理后的粉體部分形成塊狀，在行星球磨機(jī)中按照a1的步驟進(jìn)行球磨處理，完成粉體的合成。4)將混合粉進(jìn)行制漿涂布，形成低介共燒陶瓷膜片b1.將所述混合粉與酯類溶液攪拌混合，并加入有機(jī)粘合劑和分散劑攪拌，形成陶瓷漿料；將粉末狀混合物與酯類溶液攪拌混合，并加入有機(jī)粘合劑和分散劑，采用球磨機(jī)攪拌，持續(xù)9h～11h形成陶瓷漿料；其中，酯類溶液可以是采用異丁醇的酯類溶液，有機(jī)粘合劑和分散劑可以是丙烯酸酯、二甲酸二丁酯、三乙醇胺、PVB、PEG中的一種或多種混合物。b2.涂布所述陶瓷漿料以形成所述薄膜基片。采用本發(fā)明實(shí)施例一制備的低介共燒陶瓷膜片其熱膨脹系數(shù)如下：材料低介共燒陶瓷鐵氧體導(dǎo)電電極熱膨脹系數(shù)(K-1)80*10-7108*10-7150*10-7相對(duì)介電常數(shù)5.0//采用本發(fā)明實(shí)施例一制備的公制0806尺寸封裝的低溫共燒共模電感，共模插入損耗可做到-30dB&700MHz，差模截止頻率可達(dá)到3.0GHz&-3dB，燒結(jié)后的磁體表層無裂紋缺陷，內(nèi)部無缺陷(如圖1)，滿足電感行業(yè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用無改善的低介共燒陶瓷制備的公制0806尺寸封裝低溫共燒共模電感，共模插入損耗可做到-30dB&700MHz，差模截止頻率可達(dá)到3.0GHz&-3dB，燒結(jié)后的磁條表層存在裂紋，內(nèi)部存在氣孔缺陷(如圖2)，可靠性不能滿足要求。實(shí)施例二一種的公制1210封裝的低溫共燒共模電感制造方法，同具體實(shí)施例一。區(qū)別在于：瓷體尺寸增大了2.7倍，共模插入損耗可做到-32dB&750MHz，差模截止頻率可達(dá)到3.2GHz&-3dB，燒結(jié)后的磁體表層無裂紋缺陷，內(nèi)部無缺陷(如圖1)，滿足電感行業(yè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)的要求。本發(fā)明人通過對(duì)材料的開發(fā)研究，在陶瓷材料中混入對(duì)材料電氣特性無不利影響的介質(zhì)材料，降低其與其他共燒材料之間的物理特性差異，從而提升不同材料間的共燒匹配性，大幅減少或防止共燒磁體缺陷，提升器件的可靠性能。以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)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(duì)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(duì)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