本发明属于单层电容器制造工艺的技术领域，提供一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，包括配料、流延、叠层、层压、切割、预整平、排胶、烧结、整平、研磨等步骤，通过上述方法在排胶前进行预整平，避免基片生坯排胶过程中受热变形问题；排胶过程可将基片生坯中的有机组分充分分解排出，避免有机组分在高温烧结过程中反应影响基片外观及性能；烧结过程中采用特制匣钵，可使基片生坯受温均匀一致从而收缩均匀，平整度好；整平后基片表面会有玻璃相析出，影响基片外观和性能，用研磨设备进行研磨，保证基片表面均匀一致，提高基片与溅射层之间结合力，同时节省成本提高合格率。
1.一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，配料，原料的各组分重量比例分别为：
步骤三，叠层，采用自动叠层机将介质膜片进行叠层形成基片生坯；
步骤四，层压，将平整钢板/PET膜/基片生坯/PET膜/平整钢板依次叠加并吸真空包装后，采用水压机进行层压；
步骤五，切割，切割刀采用钨钢材质，刀刃为偏锋设计，切割时刀锋朝外；采用步骤四中的PET膜作为底面与切割机机台吸真空台面吸合，基片生坯与PET膜通过滚压吸附在一起；
步骤六，预整平，氧化铝板作为承托和分割层进行预整平，整平的温度为100℃，时间为
步骤七，排胶，排胶温度由室温升至400℃，升温速率为1-3℃/min，400℃时保温1-2小时，降温速率为3-6℃/min；
步骤八，烧结，采用钇稳定氧化锆匣钵作为载体，钇稳定氧化锆板Ⅰ作为上盖，基片生坯放入匣钵内进行烧结得到单层电容器陶瓷基片；烧结参数为：在开始收缩的临界点前，升温速率为4-6℃/min，临界点之后升温速率为1-2℃/min，升至1300±10℃时保温1-4h，降温速率为4-6℃/min；
步骤九，整平，采用钇稳定氧化锆板Ⅱ作为载体和上盖进行基片整平，整平参数为由室温升至1300℃，升温速率为4-6℃/min，保温时间为10-40min，降温速率为6-10℃/min；
2.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤一的配料步骤为：①砂磨机中按重量比例加入Ⅱ类瓷粉、有机溶剂和分散剂，并在1300r/min、φ0.5mm磨料条件下运行40-60min，②再加入粘合剂和增塑剂，并在1000r/min、φ0.5mm磨料条件下继续运行40-60min。
3.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤二中介质膜片的膜厚范围为20-50um。
4.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤三中自动叠层机进行叠层时相邻两层介质膜片旋转180°。
5.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤四中水压机设定参数为60-80℃/800-1000s/40-120MPa。
6.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的平整钢板的厚度为5mm。
7.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤六中的基片生坯叠层数量≤10层，顶部配重100g。
8.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤八中匣钵的表面粗糙度Ra为4-8um，匣钵底面及四壁的厚度为4-8mm，匣钵四壁距基片生坯的距离大于10mm，匣钵四壁上部分别设有排气槽。
9.如权利要求1所述的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：所述步骤九中的钇稳定氧化锆板Ⅱ的表面粗糙度Ra为3-6um，厚度为8-10mm，基片叠层不超过5层。
一种单层电容器陶瓷基片的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于单层电容器制造工艺的技术领域，特指一种单层电容器陶瓷基片的制备方法。
背景技术
[0002] 单层电容器具有尺寸小(0.25*0.25mm)、厚度薄(0.1-0.3mm)、ESR值超小、DF值超小的特点，容值范围0.04pF-10000pF，使用频率可达到100GHZ，以满足雷达T/R组件、光纤通信收发组件、微波集成电路等领域对高端电容器的需求。单层电容的陶瓷基片是单层电容器的核心材料，目前常用工艺会有如下问题：
[0003] 手动制盖机操作时候人为带入了杂质、取放时介质膜片受力不均会造成基片表面和内部污染，介质膜片内部应力不均的问题。
[0004] 采用陶瓷罐作球磨分散设备时效率较低，并且会导致瓷粉及各组分分布不够均匀，导致最终基片的一致性、应力不良。
[0005] 水压后切割过程异物污染会导致成品存在凹坑问题。
[0006] 烧制过程中载板的材料和粗糙度不合适也会导致基片的不良。
[0007] 烧结后的平整度无法满足要求不可直接使用。
[0008] 烧结后的表面会有玻璃晶像析出影响基片性能一致性。
发明内容
[0009] 为了解决单层电容器的陶瓷基片制备过程中会出现的上述问题，本发明提供一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，采取相应措施进行改善，可将基片制作合格率从30％提高至95％以上。
[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011] 一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，包括以下步骤：
[0012] 步骤一，配料，原料的各组分重量比例分别为：
[0013]
[0014] 采用砂磨机将上述原料加工成瓷浆；
[0015] 步骤二，流延，把步骤一中的瓷浆流延成介质膜片；
[0016] 步骤三，叠层，采用自动叠层机将介质膜片进行叠层形成基片生坯；
[0017] 步骤四，层压，将平整钢板/PET膜/基片生坯/PET膜/平整钢板依次叠加并吸真空包装后，采用水压机进行层压；
[0018] 步骤五，切割，切割刀采用钨钢材质，刀刃为偏锋设计，切割时刀锋朝外；采用步骤四中的PET膜作为底面与切割机机台吸真空台面吸合，基片生坯与PET膜通过滚压吸附在一起；
[0019] 步骤六，预整平，氧化铝板作为承托和分割层，整平的温度为100℃，时间为15min；
[0020] 步骤七，排胶，排胶温度由室温升至400℃，升温速率为1-3℃/min，400℃时保温1-2小时，降温速率为3-6℃/min；
[0021] 步骤八，烧结，采用钇稳定氧化锆匣钵作为载体，钇稳定氧化锆板Ⅰ作为上盖，基片生坯放入匣钵内进行烧结得到单层电容器陶瓷基片；烧结参数为：在开始收缩的临界点前，升温速率为4-6℃/min，临界点之后升温速率为1-2℃/min，升至1300±10℃时保温1-4h，降温速率为4-6℃/min；
[0022] 步骤九，整平，采用钇稳定氧化锆板Ⅱ作为载体和上盖进行基片整平，整平参数为由室温升至1300℃，升温速率为4-6℃/min，保温时间为10-40min，降温速率为6-10℃/min；
[0023] 步骤十，研磨，在研磨设备上进行研磨。
[0024] 上述方法的优选方案是，所述步骤一的配料步骤为：①砂磨机中按重量比例加入Ⅱ类瓷粉、有机溶剂和分散剂，并在1300r/min、φ0.5mm磨料条件下运行40-60min，②再加入粘合剂和增塑剂，并在1000r/min、φ0.5mm磨料条件下继续运行40-60min。
[0025] 上述方法的优选方案是，所述步骤二中介质膜片的膜厚范围为20-50um。
[0026] 上述方法的优选方案是，所述步骤三中自动叠层机进行叠层时相邻两层介质膜片旋转180°。
[0027] 上述方法的优选方案是，所述步骤四中水压机设定参数为60-80℃/800-1000s/40-120MPa。
[0028] 上述方法的优选方案是，所述步骤四中的平整钢板的厚度为5mm。
[0029] 上述方法的优选方案是，所述步骤六中的基片生坯叠层数量≤10层，顶部配重100g。
[0030] 上述方法的优选方案是，所述步骤八中匣钵的表面粗糙度Ra为4-8um，匣钵底面及四壁的厚度为4-8mm，匣钵四壁距基片生坯的距离大于10mm，匣钵四壁上部分别设有排气槽。
[0031] 上述方法的优选方案是，所述步骤九中的钇稳定氧化锆板Ⅱ的表面粗糙度Ra为3-6um，厚度为8-10mm，基片叠层不超过5层。
[0032] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0033] 1.本发明提供的一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，采用自动叠层机，叠层时相邻两层介质膜片旋转180°，将介质膜片薄厚位置进行交叉，使成品厚度更加均匀一致，并且自动叠层机避免了人工取放时候导致的异物污染和局部变形问题。
[0034] 2.本方法中层压步骤中采用的叠加结构会避免表面凹坑问题，而且此步骤中的PET膜可直接用于下道工序加工，可有效避免因卸料而导致的基片生坯变形问题，且无需再次将基片生坯转移至冷玻璃等材质，避免了转移过程的污染物介入，且节省成本，同时切割完毕后即可轻松取下基片生坯，不会因受力问题导致变形。
[0035] 3.本方法在排胶前进行预整平，避免基片生坯排胶过程中受热变形问题；排胶过程可将基片生坯中的有机组分充分分解排出，避免有机组分在高温烧结过程中反应影响基片外观及性能；烧结过程中采用特制匣钵，可使基片生坯受温均匀一致从而收缩均匀，平整度好；整平后基片表面会有玻璃相析出，影响基片外观和性能，用研磨设备进行研磨，保证基片表面均匀一致，提高基片与溅射层之间结合力。
附图说明
[0036] 图1是本发明步骤四层压过程中叠加结构图；
[0037] 图2是本发明步骤五切割过程示意图；
[0038] 图3是本发明步骤八烧结过程中匣钵结构图；
[0039] 图4是本发明步骤八烧结过程示意图；
[0040] 图5是本发明步骤九整平过程示意图。
[0041] 其中，1.平整钢板，2.PET膜，3.基片生坯，4.切割机机台，5.切刀，6.钇稳定氧化锆匣钵，7.钇稳定氧化锆板Ⅰ，8.钇稳定氧化锆板Ⅱ，9.基片。
具体实施方式
[0042] 以下结合附图和实施例对本发明进行详细叙述。
[0043] 如图1所示，一种单层电容器陶瓷基片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0044] 步骤一，配料，原料的各组分重量比例分别为：
[0045]
[0046] 采用砂磨机将上述原料加工成瓷浆；配料步骤为：①砂磨机中按重量比例加入Ⅱ类瓷粉、有机溶剂和分散剂，并在1300r/min、φ0.5mm磨料条件下运行40-60min，②再加入粘合剂和增塑剂，并在1000r/min、φ0.5mm磨料条件下继续运行40-60min。
[0047] 步骤二，流延，把步骤一中的瓷浆流延成介质膜片，介质膜片的膜厚范围为20-50um；
[0048] 步骤三，叠层，采用自动叠层机将介质膜片进行叠层形成基片生坯，自动叠层机进行叠层时相邻两层介质膜片旋转180°；使成品厚度更加均匀一致，并且自动叠层机避免了人工取放时候导致的异物污染和局部变形问题。
[0049] 步骤四，层压，将平整钢板/PET膜/基片生坯/PET膜/平整钢板依次叠加并吸真空包装后，采用水压机进行层压，水压机设定参数为60-80℃/800-1000s/40-120MPa，平整钢板的厚度为5mm；此叠加结构会避免表面凹坑问题，而且此步骤中的PET膜可直接用于下道工序加工，可有效避免因卸料而导致的基片生坯变形问题，且无需再次将基片生坯转移至冷玻璃等材质，避免了转移过程的污染物介入，且节省成本
[0050] 步骤五，切割，切割刀采用钨钢材质，刀刃为偏锋设计，切割时刀锋朝外；采用步骤四中的PET膜作为底面与切割机机台吸真空台面吸合，基片生坯与PET膜通过滚压吸附在一起；切割操作在万级洁净间内进行，切割参数设定时考虑不同材料烧结后的收缩率，为15-20％；切割完毕后即可轻松取下基片生坯，不会因受力问题导致变形。
[0051] 步骤六，预整平，氧化铝板作为承托和分割层进行预整平，整平的温度为100℃，时间为15min，基片生坯叠层数量≤10层，顶部配重100g；在排胶前进行预整平，能够有效避免基片生坯排胶过程中受热变形问题；
[0052] 步骤七，排胶，排胶温度由室温升至400℃，升温速率为1-3℃/min，400℃时保温1-2小时，降温速率为3-6℃/min；排胶过程可将基片生坯中的有机组分充分分解排出，避免有机组分在高温烧结过程中反应影响基片外观及性能；
[0053] 步骤八，烧结，采用钇稳定氧化锆匣钵作为载体，钇稳定氧化锆板Ⅰ作为上盖，基片生坯放入匣钵内进行烧结得到单层电容器陶瓷基片；烧结参数为：在开始收缩的临界点前，升温速率为4-6℃/min，临界点之后升温速率为1-2℃/min，升至1300±10℃时保温1-4h，降温速率为4-6℃/min；匣钵的表面粗糙度Ra为4-8um，匣钵底面及四壁的厚度为4-8mm，匣钵四壁距基片生坯的距离大于10mm，匣钵四壁上部分别设有排气槽；烧结过程中采用上述匣钵，可使基片生坯受温均匀一致从而收缩均匀，平整度好；
[0054] 步骤九，整平，采用钇稳定氧化锆板Ⅱ作为载体和上盖进行基片整平，整平参数为由室温升至1300℃，升温速率为4-6℃/min，保温时间为10-40min，降温速率为6-10℃/min；钇稳定氧化锆板Ⅱ的表面粗糙度Ra为3-6um，厚度为8-10mm，基片叠层不超过5层；
[0055] 步骤十，研磨，在研磨设备上进行研磨，因为整平后基片表面会有玻璃相析出，影响基片外观和性能，用研磨设备进行研磨后，保证基片表面均匀一致，提高基片与溅射层之间结合力。
[0056] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
