电子陶瓷工艺流程

2025-03-06

  电子陶瓷工艺流程主要包含以下几个关键阶段:

  原料准备阶段

  原料选取:依据电子陶瓷特定的性能需求,挑选合适的原材料。这些原材料涵盖多种氧化物(例如氧化铝、氧化锆、二氧化钛等)、碳酸盐(像碳酸钡、碳酸锶等)以及其他化合物 。对原料纯度要求严苛,一般需达分析纯及以上标准,以此保障陶瓷品质。

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  原料混合:把选定的各类原料按照精准的化学计量比进行称量,随后置于球磨机内开展混合操作。球磨时加入特定溶剂(如去离子水、乙醇等),并使用玛瑙球或不锈钢球作为研磨介质,经过长时间研磨,使原料充分混合均匀,形成均匀的混合粉末。

  成型阶段

  干压成型:将混合好的粉末放入预先设计好的模具中,在一定压力条件下直接压制出所需形状的坯体。压力通常在几十兆帕到几百兆帕范围,该方法适合制造形状相对简单、尺寸较大的陶瓷制品,如部分电子陶瓷基板。

  等静压成型:把粉末装进弹性模具(如橡胶模),再将其放置于高压容器内,利用液体介质(如油)均匀施加各个方向的压力,使粉末压实成型。这种方式能得到密度均匀、强度高的坯体,适用于形状复杂且对密度要求苛刻的电子陶瓷部件。

  注射成型:先将混合粉末与适量粘结剂(如石蜡、聚乙烯醇等)在一定温度下充分混合制成具有良好流动性的喂料,然后通过注射机把喂料注入模具型腔,冷却后得到坯体。此方法常用于制造小型、精密且形状复杂的电子陶瓷元件,如陶瓷电容器芯片。

  排胶阶段

  对于添加了粘结剂的成型坯体,需要进行排胶处理。这一过程是在相对较低温度(一般低于800°C )环境下,缓慢去除坯体中的有机粘结剂,防止坯体因快速升温产生应力而开裂,排胶速度需严格控制。

  烧结阶段

  低温预烧:排胶后的坯体先在较低温度(通常为500 - 800°C )下进行预烧,主要目的是进一步去除残留有机物和水分,同时促使粉末颗粒间发生初步固相反应,提升坯体的强度与致密性。

  高温烧结:将预烧后的坯体置于更高温度(依据陶瓷材料不同,一般在800 - 1600°C甚至更高)环境中进行正式烧结。在高温下,粉末颗粒通过扩散、颈缩等机制紧密结合,气孔逐渐减少,坯体密度大幅提高,最终形成性能优良的电子陶瓷。

  后处理阶段

  切割加工:针对尺寸较大的陶瓷坯体,按照实际使用需求,运用金刚石切割片、激光切割等方式将其切割成单个的电子陶瓷元件或符合特定尺寸规格的部件。

  研磨抛光:为使电子陶瓷元件获得光滑表面和高精度尺寸,需对其进行研磨和抛光处理。先使用不同粒度的磨料进行研磨,逐步降低表面粗糙度,再通过抛光进一步提升表面光洁度。

  电极制备:多数电子陶瓷元件需要在表面制备电极,常用电极材料有银、铂、金等金属。制备方法包括丝网印刷、蒸发镀膜、溅射镀膜等,通过这些方法在陶瓷表面形成均匀、致密的电极层。

  封装:为保护电子陶瓷元件免受外界环境影响(如湿度、灰尘、机械损伤等),并方便其安装和使用,需进行封装操作。封装材料有塑料、陶瓷、金属等多种选择,封装形式根据具体应用场景而定 。


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