[發(fā)明專利]微波介質(zhì)陶瓷器件及其制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910463490.1
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN112010680A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 王志建;楊志剛;張志強
• 申請（專利權）人: 武漢光谷創(chuàng)元電子有限公司
• 主分類號: C04B41/90
• 分類號: C04B41/90;C04B41/91;H01P1/20;H01P7/10;H01Q1/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;金飛

本發(fā)明涉及一種微波介質(zhì)陶瓷器件及其制造方法。微波介質(zhì)陶瓷器件(1)包括：陶瓷基材(10)，其具有通槽(11)和/或凹槽(12)；和金屬層(20)，其形成于陶瓷基材(10)的表面(13)、槽底(14)和槽壁(15)上，其中，金屬層(20)與陶瓷基材(10)之間的結合力為1kg/cm²以上，并且金屬層(20)的電阻率為1.80μΩ·cm以下。制造微波介質(zhì)陶瓷器件的方法包括：對陶瓷基材(10)進行前處理，所述陶瓷基材具有通槽(11)和/或凹槽(12)；和在陶瓷基材(10)的表面(13)、槽底(14)和槽壁(15)上形成金屬層(20)，使得所述金屬層(20)與陶瓷基材(10)之間的結合力為1kg/cm²以上，并且金屬層的電阻率為1.80μΩ·cm以下。

技術領域

本發(fā)明涉及微波介質(zhì)陶瓷器件及其制造方法。微波介質(zhì)陶瓷器件是指利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、諧振頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率且體積小等特點而設計制作的器件，工作在微波波段(頻率為300MHz~300GHz)的范圍內(nèi)，可以用于各種具有特定功能的微波電路中，例如發(fā)射機、接收機、天線系統(tǒng)、顯示器、雷達、通信系統(tǒng)等。

背景技術

一般而言，微波介質(zhì)陶瓷器件包括陶瓷基材和基材上的金屬層，其中陶瓷基材的介電常數(shù)和介電損耗因子、以及金屬層的電導率等會影響陶瓷器件的性能。例如，陶瓷基材的高介電常數(shù)有助于微波器件的小型化，低介電損耗因子有助于降低微波器件的介質(zhì)損耗，而金屬層的高電導率則有助于降低導體損耗，從而提高微波介質(zhì)陶瓷器件的品質(zhì)因子，降低信號傳輸?shù)牟迦霌p耗等。此外，微波介質(zhì)陶瓷器件還要求金屬層和陶瓷基材具有高可靠性，即金屬層與陶瓷基材之間的高結合力，以克服在熱沖擊環(huán)境中(例如，260℃左右的錫焊條件)，由于兩者熱膨脹系數(shù)的巨大差異所造成的內(nèi)應力而導致金屬層與陶瓷基材分離，從而使器件的性能失效。

根據(jù)設計要求，微波介質(zhì)陶瓷器件可形成有通槽或凹槽等結構，其中槽口形狀為圓形、長方形和正方形等，槽壁一般為平面或曲面，槽的深度從小至幾十微米到大至超過3毫米。這些形狀的陶瓷基材的表面及槽結構都需要進行金屬化以形成金屬層。在對深度較大的通槽和凹槽的槽壁、槽底等進行金屬化時，現(xiàn)有技術主要采用噴涂或滾鍍方法來施加銀漿，再經(jīng)過高溫燒結使銀漿與陶瓷基材粘合，從而形成金屬層。然而，無論是噴涂還是滾鍍銀漿，都難以實現(xiàn)深度大、槽口小(即深寬比高)的通槽和凹槽的槽壁及槽底的金屬化。而且，由于所使用的銀漿中含有添加劑而降低了電導率，所以在整個工藝過程中將會產(chǎn)生大量的銀漿浪費，降低銀漿利用率，從而加重環(huán)境污染并提高產(chǎn)品的總體成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是鑒于上述問題而做出的，其目的在于，提供一種微波介質(zhì)陶瓷器件以及制造這種微波介質(zhì)陶瓷器件的方法，該微波介質(zhì)陶瓷器件易于實現(xiàn)深寬比高的通槽和凹槽的槽壁及槽底的金屬化，并具有結合力強、電導率高的金屬層。

在一方面，本發(fā)明提供了一種微波介質(zhì)陶瓷器件，包括：陶瓷基材，其具有通槽和/或凹槽；和金屬層，其形成于陶瓷基材的表面、槽底和槽壁上，其中，金屬層與陶瓷基材之間的結合力為1kg/cm²以上，并且金屬層的電阻率為1.80μΩ·cm以下。

由于金屬層與陶瓷基材之間的結合力高達1kg/cm²以上，并且金屬層的電阻率低至1.80μΩ·cm以下，所以本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷器件具有較低的導體損耗和插入損耗、以及較高的品質(zhì)因子等。而且，金屬層和陶瓷基材都具有較高的可靠性，金屬層不易于從陶瓷基材分離而使器件的性能失效。

可選地，金屬層包括附著于陶瓷基材的表面、槽底和槽壁上的金屬打底層、以及附著于金屬打底層上的金屬加厚層。

可選地，金屬打底層從內(nèi)到外依次包括第一打底層和第二打底層，第一打底層和第二打底層是通過多弧離子鍍形成的，并且具有20~200nm的厚度。