專利名稱：陶瓷坯體的制造方法
技術領域：
本發明涉及用于電子零部件的卷線管、芯板或基板的陶瓷坯體的制造方法。
背景技術：
電子零部件大多用于各種電子設備或通信設備中。近年來，伴隨著電子零部件的小型化和低成本化，用于電子零部件的卷線管、芯板或基板的陶瓷坯體也同樣需要小型化，這點顯得愈來愈重要。
以往的這些陶瓷坯體，其制造采用粉體成形方法，即在陶瓷原料內添加粘合劑，經造粒子工藝形成陶瓷造粒粉體后，將陶瓷造粒粉體填入金屬模具內，對成形金屬模具單向加壓，再對形成的成形體進行燒結處理。
在粉體成形方法中，要求陶瓷造粒粉體能夠均勻地被填入金屬模具中。如果填充不均勻，則造成加壓不良、高度不良，更有甚者，造成支桿彎曲、模具損壞等問題。還有，對于小型復雜的形狀，造粒粉體難以填充到金屬模具內的各個角落。為使造粒粉體充分填充，可提高成形壓力，但會產生金屬模具損壞等問題。
如前所述，在粉體成形方法中，金屬模具內陶瓷造粒粉體的均勻填充是不可欠缺的。為此，陶瓷造粒粉體的流動性很重要。如果陶瓷造粒粉體呈球狀，且粒徑在100μm以上，則粉體的流動性良好。為了能夠進一步均勻填充金屬模具，必須使金屬模具的直徑在造粒粉體粒徑的10倍以上。
但是，伴隨著陶瓷坯體的小型化，難以滿足可確保金屬模具與陶瓷造粒粉體的粒徑及粉體流動性的必要條件。此外，為了降低產品成本，必須選用多個金屬模具，而選用多個金屬模具將進一步導致填充的不均勻性，很難實現小型化和低成本。
為解決上述以往存在的問題，本發明的目的是提供一種將陶瓷片放在多銷釘結構的面成形金屬模具中打孔成形，然后切割分離的可以低成本制造小型陶瓷坯體的方法。
發明的揭示本發明的陶瓷坯體的制造方法由制作陶瓷片的步驟，在陶瓷片上形成成為陶瓷坯體的外表的至少一部分的貫穿孔的步驟，將陶瓷片切割成單個坯體的步驟構成。上述陶瓷片可以是單一的陶瓷片，也可以是陶瓷片的層疊體。
根據需要，本發明陶瓷坯體的制造方法還可包括在陶瓷片上設置成為陶瓷坯體的至少部分外表的凹處的步驟，形成陶瓷坯體的至少部分外表的加壓成形步驟，形成陶瓷坯體的至少部分外表的局部去除步驟。
采用本發明的方法可以低成本生產填充均勻、密度均勻的小型且形狀復雜的優質陶瓷坯體。
對附圖的簡單說明
圖1(a)～(d)表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬立體圖。
圖2表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖3表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖4表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖5表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖6表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖7表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬正視圖。
圖8表示本發明陶瓷坯體外觀的模擬立體圖。
圖9表示本發明陶瓷坯體外觀的模擬立體圖。
圖10(a)、(b)表示形成本發明陶瓷坯體的一實施方式的模擬立體圖。
圖11表示形成本發明陶瓷坯體的其他實施方式的模擬立體圖。
圖12(a)、(b)表示由本發明的制造方法制得一例的陶瓷坯體的外觀圖。
圖13表示本發明陶瓷坯體的制造方法的步驟圖。
圖14表示形成本發明陶瓷坯體的其他實施方式的模擬立體圖。
實施發明的最佳方式本發明的陶瓷坯體的制造方法是在陶瓷片上形成成為陶瓷坯體的至少部分外表的貫穿孔后，將其切割成單個的陶瓷坯體的方法。利用本發明的方法能夠得到小型且形狀復雜的陶瓷坯體，該陶瓷坯體的填充均勻且密度均一。
在本發明中，陶瓷坯體的外表的至少一部分被作為陶瓷坯體的基準面，所說的基準面是將陶瓷坯體的長方體形作為基準形狀，以形成長方體形狀的6個面為基準面。在6個基準面上都有凹部形狀的情況下，以1個基準面為基準進行成形加工。在本發明陶瓷坯體的制造方法中，陶瓷坯體的至少部分外表的形狀為平坦面或平坦面與斜面構成的形狀。
本發明的其他實施方式是，首先對層疊體2進行加壓成形使其成為陶瓷坯體3的外表的至少一部分后，形成貫穿孔4，在切割部位5進行切割由此形成單個的陶瓷坯體3。依據該方法，在加壓成形狀態下，形成貫穿孔4與形成凹部6的方法相比，更能夠提高層疊體2在加壓成形時的均一性。
此外，還可以在形成貫穿孔4后進行加壓成形，由此形成陶瓷坯體3的至少部分外表，然后在切割部位5進行切割從而形成單個的陶瓷坯體3。形成貫穿孔4后，由于進行了加壓成形，所以能夠確保加壓成形面的平坦性。
本發明的其他實施方式中，局部除去形成層疊體2的陶瓷坯體3的外表的至少一部分后，形成貫穿孔4，然后在切割部位進行的切割，由此得到單個的陶瓷坯體3。該方法中，將形成一部分外表的部分局部除去后，由于形成了貫穿孔4，所以能夠避免因凹部6的形成而導致的層疊體2的密度不均勻。這樣，能夠得到形狀復雜、且密度均一的優質陶瓷坯體3。此外，與通過加壓成形形成凹部6相比，還具備深度大于基準面的特征。
局部除去一部分層疊體2的方法包括研磨、激光加工或者噴砂等各種方法。
層疊體2的局部除去以在形成貫穿孔4后進行為好。這種情況下，由于局部除去后形成了凹部6，所以可以得到密度均一的優質陶瓷坯體3。
在本發明的說明中，陶瓷坯體3的外表的至少一部分是陶瓷坯體3的1個基準面，例如，圖2所示的陶瓷坯體3。換言之，與陶瓷坯體3的貫穿孔4不相連的相反面相當于1個基準面。
圖3所示是陶瓷坯體3的至少部分外表為陶瓷坯體3的兩個基準面。即，形成貫通孔4時形成了相對的兩個基準面。
又，陶瓷坯體3的外表的至少一部分的形狀是平坦面，如圖2和圖3所示，外表的至少一部分為貫穿孔，或者通過切割形成了平面狀。
陶瓷坯體3的外表的至少部分形狀由平坦面與斜面構成，如圖4所示，陶瓷坯體3的外表的至少部分的形狀由平坦面和與平坦面以一定角度相交的斜面所構成。此外，與平坦面相交的面可以是平面，也可以是曲面。
此外，在圖2中，根據貫穿孔4的形成方法，貫穿孔4的角一定要是圓角，這些陶瓷坯體的外表可根據需要作適當選擇。確保陶瓷坯體3的必要的表面形狀是非常重要的。
以下參考附圖對本發明的實施方式加以說明。
首先，圖1(a)、(b)、(c)及(d)表示本發明陶瓷坯體制造方法中典型的一系列模擬立體圖。
層疊圖1(a)所示的陶瓷片1制得圖1(b)的層疊體2。圖1(c)表示形成十字形貫穿孔4后的層疊體2。圖1(d)表示通過切割得到的一個陶瓷坯體3。
圖1所示的制造過程是使用陶瓷片層疊體2的例子，圖1(b)所示的層疊體2未必非要用層疊體，僅使用一片陶瓷片也可以。這種情況下就不需要如圖1所示的層疊步驟。
圖2～圖7是從圖1(c)所示的層疊體2的正上方看到的圖。圖2～圖7中的參考符號5表示切割層疊體的位置。
圖2～圖7所示的貫穿孔4是沿層疊體2的厚度方向貫穿的孔。圖2～圖7所示的陶瓷坯體3表示層疊體2中的陶瓷坯體3的位置。圖1(d)所示的陶瓷坯體3是從正上方看到的圖，在在切割部位5對形成了貫穿孔4的層疊體2進行切割，得到陶瓷坯體3的層疊體。
如圖8～圖9所示，圖5～圖7所示的凹部6表示在層疊體2表面的一部分形成的凹部，最終成為陶瓷坯體3的外表的一部分。圖2與圖5的差別僅在于凹部6的有無，其他如貫穿孔4或從正上方看到的陶瓷坯體3的形狀都是相同的。圖3與圖6、圖4與圖7的關系也同樣如此。
如圖2～圖7所示，在層疊體2上形成成為陶瓷坯體3的外表的至少一部分的貫穿孔4后，在切割部位5切割成單個的陶瓷坯體3，制得陶瓷坯體3。
在本發明的其他實施方式中，使層疊體2處于加壓狀態下形成貫穿孔4。如果在加壓狀態下形成貫穿孔4，則在形成貫穿孔4時可大大減少毛刺或其他影響平坦性的塌邊現象。另外，層疊體2在加壓狀態下形成貫穿孔4和凹部6后，對切割部位分5進行切割，即可形成單個的陶瓷坯體3。凹部6可形成于層疊體2的表面的一面或兩面。凹部6的截面形狀可以是平坦面和斜面。
以下對本發明的其他實施方式進行說明。
圖10(a)、(b)表示過程中的框架形狀。
圖10(a)表示為形成陶瓷坯體3的外表的至少一部分而進行加壓成形加工或局部去除加工而形成外表的一部分后，再形成了貫通孔4的層疊體2。圖10(b)是用切刀7切斷圖10(a)的層疊體2而獲得的單個陶瓷坯體3。
就切割的方法來說，除了用圖10(b)表示的切刀7切割以外，一般還有用砂輪的切片機或沖切機等切割方法。在采用切刀的情況下，切割框架會產生應力，而在采用砂輪的情況下，切割對框架的負載較少。
如上所述，本發明是對層疊體2進行總加工，為了形成最終的陶瓷坯體3的外表的至少一部分而進行加壓成形和局部去除加工，然后形成貫穿孔4，再通過切割分離形成多個陶瓷坯體3的方法。因此，不會出現以往的粉體成形法等方法中出現的因填充不足而引起的形狀不佳或因形狀復雜、追求小型化而引起的平坦性問題等，能夠以大批量制得高質量的陶瓷坯體。
就加壓成形的方法而論，例如，采用圖11所示的具有凸部的板8，加壓成形為層疊體2。
通過局部去除法形成與圖11所示層疊體2相同的形狀時，可采用多種去除手段對層疊體2進行研磨，例如，對層疊體2的局部進行噴砂、激光加工等。也可采用其他各種各樣的方法去除規定的部分。在采用局部去除法的情況下，制得圖11所示的凹坑形狀后的層疊體2的密度幾乎是均一的。
另一方面，在加壓成形法中一般會引起層疊體2的密度不均勻，然而加壓成形如在靜水壓狀態下進行，由于層疊體2軟化流動充分，所以能夠確保密度的均一化和良好的平坦性。
貫穿孔4的形成包括采用金屬模具等打孔成形、用高壓流體或激光切割、用鉆孔刀等機械加工穿孔等多種方法。
此外，上述說明中記載了在加壓成形或局部去除后形成貫穿孔的例子，該形成順序反之亦然。
圖12(a)所示為本發明制造方法中得到的陶瓷坯體的形狀，相對于圖12(b)表示的基本呈長方體的陶瓷坯體3，該陶瓷坯體在四個面上形成了凹部分6，其形狀如圖12(a)所示。即，在本實施方式中，以圖12(b)所表示的形狀作為基準形狀形成四個側面，即在四個基準面上形成凹部6，得到圖12(a)表示的形狀。例如，在陶瓷坯體3的一個基準面就表示圖12(b)中的一個側面。
通過圖13對本發明更詳細的內容依次進行說明。
首先，把陶瓷粉體、粘合劑、溶劑以及增塑劑等進行混合和分散，形成生料，用片材成形機形成從生料制得的軋輥狀的生坯片。切裁生坯片，形成規定大小的陶瓷片。必要時將切裁的陶瓷片層疊起來，形成層疊體。對層疊體打孔并成形，形成打孔成形片(打孔成形)。
經以上工序可得到圖1(c)所示的外觀已打孔成形的片子。還有，如圖10(b)所示，把打孔成形的片子用切刀切割成陶瓷坯體。然后把切割得到的單片脫脂并燒結，形成燒結陶瓷坯體。用以上方法可得到具有如圖12(a)所示形狀的陶瓷坯體。
陶瓷坯體的原材料包括玻璃、玻璃陶瓷、CuZn系鐵氧體、鎂橄欖石或是以氧化鋁為代表的非磁性陶瓷或氧化物磁性體等各種鐵氧體材料。
例如，將陶瓷坯體用于形成線圈的基材時，一般選用氧化鋁或鐵氧體等，也可以氧化鋁作為電阻或電容器形成用基片。
形成前述陶瓷片的生料由陶瓷粉體與乙酸丁酯、甲基乙基甲酮、甲苯、乙醇、丁基卡必醇、萜品醇等溶劑及乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、聚氧乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯等粘合劑組成。此外，還可在生料中添加各種氧化物或玻璃類的燒結助劑，還可添加丁鄰苯二甲酸丁基苯甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯及甘油等增塑劑或者添加分散劑等。用由以上原料混合的生料可形成陶瓷片。
陶瓷坯體3的燒結溫度范圍根據所用陶瓷的組成而異，一般大約在800～1600℃的范圍內。
以下，對本發明實施例進行更具體的說明。
實施例1在氧化鋁粉98g、氧化銅粉2g、氧化鈦粉2g中混入丁縮醋樹脂8g、鄰苯二甲酸丁基苯甲酯4g、甲基乙基甲酮24g以及乙酸丁酯24g，用瓷罐球磨機混合分散，制成氧化鋁生料。
這種生料用涂布機干燥后，制成厚度為0.2mm的氧化鋁生坯片(陶瓷生坯片)。然后，在PET薄膜上形成氧化鋁生坯片。
將該氧化鋁生坯片切裁成縱向11cm、橫向4.5cm的氧化鋁生坯片，3片層疊在一起，用金屬模具打孔的同時成形，形成如圖10(a)所示的打孔成形片。打孔銷釘的截面形狀呈十字形。所用的金屬模具的銷釘數為648只，排成8排，每排有81只銷釘。
由于金屬模具的上下面其凸狀的突起部由8排構成，所以在層疊體2中形成了圖10(a)所示的凹部6。室溫下進行加壓成形，成形壓力為1000kgf/cm2。用切割機在圖10(b)所示的切刀7的位置切割打孔成形的生坯片。因各排有2個料頭，故切割數合計有16個料頭。據此，便可從每個層疊體2獲得640個陶瓷坯體3。
然后，使該陶瓷坯體3脫脂并進行燒結，制成圖12(a)所示形狀的氧化鋁坯體。此外，燒結溫度為1300℃，保持2小時。
可以確認本實施例制造的陶瓷坯體(氧化鋁坯體)不存在碎片、裂紋、翹曲或者填充不足等鐵陷，且表面平坦性優良。
實施例2把實施例1中使用的金屬模具的上下面做成平面，與實施例1同樣地形成陶瓷坯體3。
可以確認利用本發明方法制得的陶瓷坯體(氧化鋁坯體)不存在碎片、裂紋翹曲或者填充不足等缺陷。
實施例3在NiZnCu系鐵氧體粉末100g中混入丁縮醛樹脂8g、鄰苯二甲酸丁基苯甲酯4g、甲基乙基甲酮24g及乙酸丁酯24g，用瓷罐球磨機混練，制成鐵氧體生料。
該生料用涂布機干燥后，制成厚度為0.2mm的鐵氧體生坯片。在PET薄膜上形成鐵氧體生坯片。
通過與實施例1同樣的方法，用該鐵氧體生坯片形成以鐵氧體構成的陶瓷坯體。其燒結在900℃的溫度保持2小時而進行。
可以確認用本發明方法制得的陶瓷坯體3(鐵氧體坯體)不存在碎片、裂紋、翹曲或者填充不良等缺陷。
實施例4層疊5片實施例1制作的氧化鋁生坯片，層疊壓力為500kgf/cm2。
把該層疊體2研磨成圖11所示形狀。然后，用金屬模具在研磨后形成凹部6的層疊體2上形成圖10(a)所示的貫穿孔4。
然后，對形成該貫穿孔4的層疊體2進行與實施例1同樣的切割、燒結，制成陶瓷坯體。
可以確認用這種方法制得的陶瓷坯體(氧化鋁坯體)不存在碎片、裂紋、翹曲或者填充不良等缺陷。
實施例5層疊5片實施例3制作的氧化鋁生坯片，層疊壓力為500kgf/cm2。
用金屬模具在該層疊體2上形成貫穿孔4，制得圖14表示形狀的層疊體2。然后，與前述實施例同樣地進行切割，并在900℃保持2小時進行燒結，制成陶瓷坯體(鐵氧體坯體)。
可以確認用這種方法制得的陶瓷坯體(鐵氧體坯體)不存在碎片、裂紋翹曲或者填充不良等缺陷。
產業上利用的可能性如上所述，本發明陶瓷坯體的制造方法包括在陶瓷層疊體上形成成為陶瓷坯體的外表的至少一部分的貫通孔的步驟，以及切割后形成單個陶瓷坯體的步驟。另外，根據需要為形成陶瓷坯體的外表的至少一部分，該方法還包括形成凹部、加壓成形部及局部去除部的步驟。采用本發明的制造方法可以大批量一體化生產小型且平坦性優良、形狀復雜的陶瓷坯體，且不存在碎片、裂紋及填充不良等現象，生產價值極大。
權利要求
1.陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，由制作陶瓷片的步驟，在前述陶瓷片上形成成為陶瓷坯體的外表的至少一部分的貫穿孔的步驟，將前述陶瓷片切割成單個坯體的步驟構成。
2.如權利要求1所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片為單一的陶瓷片層疊體。
3.如權利要求1所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，還包括在前述陶瓷片上設置凹部的步驟。
4.如權利要求3所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片為單一的陶瓷片層疊體。
5.如權利要求1所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，還包括形成前述陶瓷坯體的外表的至少一部分的加壓成形步驟。
6.如權利要求5所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片為單一的陶瓷片層疊體。
7.如權利要求1所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，還包括形成前述陶瓷坯體的外表的至少一部分的局部去除步驟。
8.如權利要求7所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷片為單一的陶瓷片層疊體。
9.如權利要求1～8中任一項所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯體的外表的至少一部分是陶瓷坯體的一個基準面。
10.如權利要求1～8中任一項所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯體的外表的至少一部分是陶瓷坯體的兩個基準面。
11.如權利要求1～8中任一項所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯體的外表的至少一部分的形狀是平坦面。
12.如權利要求1～8中任一項所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述陶瓷坯體的外表的至少一部分的形狀由平坦面與斜面構成。
13.如權利要求1～8中任一項所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述貫穿孔的形成在加壓下進行。
14.如權利要求9所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述貫穿孔是陶瓷坯體的一個基準面。
15.如權利要求9所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述貫穿孔是陶瓷坯體的兩個基準面。
16.如權利要求9所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述貫穿孔的形狀是平坦面。
17.如權利要求9所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述貫穿孔的形狀由平坦面與斜面構成。
18.如權利要求3所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，形成前述凹部的步驟在加壓下進行。
19.如權利要求18所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述凹部是陶瓷坯體的一個基準面。
20.如權利要求18所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述凹部是陶瓷坯體的兩個基準面。
21.如權利要求18所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述凹部的形狀是平坦面。
22.如權利要求18所述的陶瓷坯體的制造方法，其特征在于，前述凹部的形狀由平坦面與斜面構成。
全文摘要
本發明的陶瓷坯體的制造方法包括制作陶瓷片的步驟，在陶瓷片上形成成為陶瓷坯體的外表的至少一部分的貫穿孔的步驟，將陶瓷片切割成單個坯體的步驟。上述陶瓷片可以是單一的陶瓷片，也可以是陶瓷片的層疊體。根據需要本發明的陶瓷坯體的制造方法還可包括在陶瓷片上設置凹部的步驟、加壓成形步驟以及陶瓷片的局部去除步驟。采用本發明的方法能以低成本生產出填充均勻、密度均勻的小型、表面平滑性優良、形狀復雜的陶瓷坯體。
文檔編號B28B3/02GK1394160SQ01803541
公開日2003年1月29日 申請日期2001年11月6日 優先權日2000年11月9日
發明者井端昭彥, 大庭美智央, 吉澤俊博 申請人:松下電器產業株式會社