[發明專利]一種連體式同軸介質濾波器的成型方法

無效

• 申請號: 201410320880.0
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104098337A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 呂文中;張文杰;王曉川;范桂芬;梁飛;汪小紅;付明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/634;B28B3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

技術領域

本發明屬于微波陶瓷與器件領域，更具體地，涉及一種連體式同軸介質濾波器坯體的成型方法。

背景技術

濾波器廣泛應用于微波/射頻電路中，其性能的好壞直接影響到系統的性能。當今無線通訊技術迅猛發展，對濾波器小型化、兼容性的要求越來越高。連體式介質濾波器和雙工器是一個長方體介質塊上表面到下表面帶有一系列平行的通孔作為諧振器，介質塊表面鍍有金屬電極圖案作為輸入輸出耦合和諧振器間電感電容耦合，與傳統的同軸濾波器相比不需要額外的耦合結構，滿足小型化的要求，而且Q值高、插入損耗低，受到了廣泛的重視。介質塊上通孔個數即諧振器個數越多，濾波器帶外衰減越好，頻率特性曲線越接近矩形，但通孔的增多會導致器件成型困難。目前，常規的同軸介質濾波器成型方法是干壓粉末成型和凝膠注模成型。

干壓粉末成型是將經過造粒、流動性好的粉體裝入模具，沿單軸方向加壓將粉料壓制成一定形狀的坯體。坯體具有密度高，燒結收縮小，形狀規則不易變型等優點，但需要按照器件結構制作鋼制模具，由于器件尺寸小、結構復雜，模具加工難、成本高，實際操作中脫模困難、坯體易破碎，效率低，成品率低。

凝膠注模成型是在低粘度高固相含量的漿料懸浮液中加入少量的有機單體，然后利用催發劑和引發劑，使懸浮體中的有機單體聚合交聯形成三維網狀結構，從而使液態漿料原位固化成型。凝膠注模成型對模具要求不高，可成型復雜結構的陶瓷，濕坯強度較高，易脫模，生坯塑性較好，可進行機械加工。凝膠注模成型中使用的有機單體丙烯酰胺、交聯劑N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺、催化劑N，N，N′，N′-四甲基乙二胺等有機溶劑均為有毒物質，大規模生產時容易危害人體和環境。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種連體式同軸介質濾波器坯體的成型方法，旨在解決現有連體式同軸介質濾波器若采用干壓粉末成型導致操作困難、效率低、成品率低；若采用凝膠注模成型則導致使用有機物對人體環境有害的技術問題。

本發明提供的連體式同軸介質濾波器坯體的成型方法，包括下述步驟：

(1)將聚乙烯醇加入到去離子水中緩慢加熱，待聚乙烯醇完全溶解后加入甘油攪拌均勻，并保溫直至溶液澄清后形成軋膜用塑化劑溶液；

(2)在陶瓷粉料中加入所述軋膜用塑化劑溶液攪拌均勻后形成混合泥料，并將所述混合泥料倒在軋膜機軋輥上混練，混合泥料中水分逐漸蒸發，直到混合料能夠從軋輥上整塊取下，形成均勻混合料塊；

(3)將所述均勻混合料塊放置在所述軋膜機軋輥上軋制出第一膜片，將所述第一膜片折疊并作90°倒向后再次放置在所述軋膜機軋輥上軋制；重復上述步驟直至軋制出的膜片均勻、表面無花紋且排出氣泡后切割成一定大小的第二膜片；

(4)減小軋膜機的兩個軋輥之間的間距，并將所述第二膜片放置在軋膜機軋輥上反復軋制，獲得厚度均勻、柔韌性好的第三膜片；

(5)將所述第三膜片晾干后疊層至所需厚度L，并在熱壓機上加熱加壓，使疊層后的膜片緊密結合形成坯體塊；所需厚度f為濾波器的中心頻率，ε為材料介電常數；

(6)將所述坯體塊按預先設定的尺寸進行切割、打孔后獲得濾波器陶瓷生坯；

(7)將所述濾波器陶瓷生坯進行排膠和燒結處理后獲得連體式同軸介質濾波器坯體。

其中，在步驟(1)中，所述聚乙烯醇、所述去離子水和所述甘油的質量百分比分別為(15％～25％)、(60％～75％)和(10％～15％)。

其中，步驟(2)中，陶瓷粉料為(Mg_0.95Ca_0.05)_0.9Zn_0.1TiO₃陶瓷粉料或Ba(Co_0.8Zn_0.2)_1/3Nb_2/3O₃陶瓷粉料；所述陶瓷粉料與所述軋膜用塑化劑溶液的質量比為(100∶40)～(100∶25)。

其中，步驟(7)中排膠和燒結處理分為4個階段進行，第一階段：從室溫按1～2℃/min升溫至250℃～350℃，保溫120min；第二階段：按2℃/min升溫至550℃，保溫60min；第三階段：按5℃/min升溫至陶瓷粉體燒結溫度，保溫180min；第四階段：降溫至室溫。