[發(fā)明專利]一種同軸介質濾波器坯體的成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310481759.1
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103553604A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 呂文中;羅希;范桂芬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/632
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發(fā)明涉及微波介質陶瓷的元件制作領域，更具體地，涉及一種可用于制作復雜結構的均勻阻抗諧振器(UIR)或階梯阻抗諧振器(SIR)同軸介質濾波器的坯體的成型方法。

背景技術

微波介質陶瓷材料具有高介電常數(shù)、低損耗、小溫度系數(shù)，目前在移動通訊設備中被廣泛用作諧振器、濾波器和雙工器等電子元器件，該類材料被制作為上述元器件時，能大大提高器件的Q值，具有更好的工作頻率可選擇性及帶寬、插入損耗、帶外衰減等指標。在當今無線通信技術的迅猛發(fā)展，現(xiàn)已進入第三代甚至第四代移動通信的時代，這類電子元件應用范圍覆蓋無線通信、雷達技術、微波技術和信號處理等諸多領域。其中同軸型介質濾波器及雙工器是目前3G移動通信基站及手機中急需的高端無源器件之一，然而，其器件體積的縮小化和結構的復雜化，使現(xiàn)有器件成型技術難以有效加工其內部耦合結構，很多性能優(yōu)異的器件模型無法實現(xiàn)，一部分器件只能在實驗室研究中少量制作，嚴重限制了此類介質濾波器和雙工器的發(fā)展。目前，常規(guī)的同軸濾波器成型方法是干壓粉末成型技術及注射漿料成型技術。

干壓粉末成型技術是目前陶瓷生產中的通用技術，其原理為：將陶瓷粉體進行加工，即將磨細的粉料經過干燥、加膠黏劑，造粒制成流動性好、粒徑約為0.1mm的顆粒后裝入模具，用壓片機或專用干壓成型機以一定壓力和壓制方式使粉料成為致密坯體。所得坯體密度高，燒成收縮小，無需干燥，形狀規(guī)則且統(tǒng)一性好，在現(xiàn)代陶瓷圓片，圓環(huán)，塊體等常規(guī)形狀產品生產中廣泛使用。但應用于電子元器件制作時，器件小型化同時結構復雜靈活，在實現(xiàn)時往往采用兩種方法：1按照器件結構制作復雜模具，在其中加入粉料一次性成型的方法，則干壓成型技術所必需的模具不易加工，成本提高，成型過程中模具針易斷裂、不易脫模，壓結過程中無法均勻加壓，陶瓷粉料難以致密，燒結后易形成難以檢測的內部氣孔；2采用簡單模具干壓成型，燒結后再加工耦合結構的方法，因燒結后的陶瓷體硬度大，韌性差，加工過程中產生濾波器坯體破碎率高，耦合結構偏移失控，通帶濾波能力下降的問題。綜上兩種方法，都對機械精度和研究生產人員的操作能力要求大大提高，成本上升，單個加工成品率和效率非常低下。

注射漿料成型技術(S1ip?Casting)也稱澆注成型，常用于復雜外形和大型薄壁陶瓷器件的制作，可以實現(xiàn)部分此類器件。其利用石膏模具的吸水特性，將陶瓷粉料配成具有流動性的泥漿，注入多孔質模具，由模具的氣孔把漿料中的液體吸出，而在模具中留下坯體。注漿成型工藝成本低，過程簡單，易于操作和控制，適用性強，不需復雜的機械設備，但在本類器件的制備中由于器件體積小及結構復雜，注模時內部容易產生氣孔，形狀粗糙，且不易脫模，缺陷難以檢測，另外注漿時間較長，坯體強度低，無法保證器件的性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有同軸介質濾波器成型方法所存在的靈活性低、操作性差、效率低、性能不穩(wěn)定的缺點，提出一種高效地制備復雜結構陶瓷器件坯體的新方法，從而實現(xiàn)同軸濾波器的有效實物化。

本發(fā)明提供的一種同軸介質濾波器坯體的成型方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

第1步制備陶瓷基膜片，并進行裁剪；

第2步將器件結構從與疊膜方向的垂直平面按照膜片厚度分解為一組平面圖形，在切裁剪后的膜片上進行圖形轉移；

第3步將圖形轉移后的陶瓷膜片按順序疊片，直到膜層總厚度達到預定的器件厚度，經過加溫加壓使分層膜片的成為定型后的陶瓷生坯；

第4步對定型后的陶瓷生坯體進行排膠及燒結，得到所需的陶瓷器件坯體，其后即可按現(xiàn)有工藝進行電極印制，制得所需器件。

作為上述技術方案的改進，第4步中，排膠過程分為三階段，第一階段：從室溫按2～4℃／min升溫至250℃～350℃，保溫90～150min；第二階段：再按1～2.5℃／min升溫至450℃～600℃，保溫150～200min；第三階段：降溫至室溫；所述燒結過程分為四階段，第一階段：從室溫按3～6℃／min升溫至400℃～500℃；第二階段：再按3～5℃／min升溫至600℃～700℃，保溫100～150min；第三階段：再按4～7℃／min升溫至1500℃，保溫180～240min；第四階段：降溫至室溫。