[发明专利]一种同轴介质滤波器坯体的成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波介质陶瓷的元件制作领域，更具体地，涉及一种可用于制作复杂结构的均匀阻抗谐振器(UIR)或阶梯阻抗谐振器(SIR)同轴介质滤波器的坯体的成型方法。

背景技术

微波介质陶瓷材料具有高介电常数、低损耗、小温度系数，目前在移动通讯设备中被广泛用作谐振器、滤波器和双工器等电子元器件，该类材料被制作为上述元器件时，能大大提高器件的Q值，具有更好的工作频率可选择性及带宽、插入损耗、带外衰减等指标。在当今无线通信技术的迅猛发展，现已进入第三代甚至第四代移动通信的时代，这类电子元件应用范围覆盖无线通信、雷达技术、微波技术和信号处理等诸多领域。其中同轴型介质滤波器及双工器是目前3G移动通信基站及手机中急需的高端无源器件之一，然而，其器件体积的缩小化和结构的复杂化，使现有器件成型技术难以有效加工其内部耦合结构，很多性能优异的器件模型无法实现，一部分器件只能在实验室研究中少量制作，严重限制了此类介质滤波器和双工器的发展。目前，常规的同轴滤波器成型方法是干压粉末成型技术及注射浆料成型技术。

干压粉末成型技术是目前陶瓷生产中的通用技术，其原理为：将陶瓷粉体进行加工，即将磨细的粉料经过干燥、加胶黏剂，造粒制成流动性好、粒径约为0.1mm的颗粒后装入模具，用压片机或专用干压成型机以一定压力和压制方式使粉料成为致密坯体。所得坯体密度高，烧成收缩小，无需干燥，形状规则且统一性好，在现代陶瓷圆片，圆环，块体等常规形状产品生产中广泛使用。但应用于电子元器件制作时，器件小型化同时结构复杂灵活，在实现时往往采用两种方法：1按照器件结构制作复杂模具，在其中加入粉料一次性成型的方法，则干压成型技术所必需的模具不易加工，成本提高，成型过程中模具针易断裂、不易脱模，压结过程中无法均匀加压，陶瓷粉料难以致密，烧结后易形成难以检测的内部气孔；2采用简单模具干压成型，烧结后再加工耦合结构的方法，因烧结后的陶瓷体硬度大，韧性差，加工过程中产生滤波器坯体破碎率高，耦合结构偏移失控，通带滤波能力下降的问题。综上两种方法，都对机械精度和研究生产人员的操作能力要求大大提高，成本上升，单个加工成品率和效率非常低下。

注射浆料成型技术(S1ip Casting)也称浇注成型，常用于复杂外形和大型薄壁陶瓷器件的制作，可以实现部分此类器件。其利用石膏模具的吸水特性，将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，注入多孔质模具，由模具的气孔把浆料中的液体吸出，而在模具中留下坯体。注浆成型工艺成本低，过程简单，易于操作和控制，适用性强，不需复杂的机械设备，但在本类器件的制备中由于器件体积小及结构复杂，注模时内部容易产生气孔，形状粗糙，且不易脱模，缺陷难以检测，另外注浆时间较长，坯体强度低，无法保证器件的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有同轴介质滤波器成型方法所存在的灵活性低、操作性差、效率低、性能不稳定的缺点，提出一种高效地制备复杂结构陶瓷器件坯体的新方法，从而实现同轴滤波器的有效实物化。

本发明提供的一种同轴介质滤波器坯体的成型方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

第1步制备陶瓷基膜片，并进行裁剪；

第2步将器件结构从与叠膜方向的垂直平面按照膜片厚度分解为一组平面图形，在切裁剪后的膜片上进行图形转移；

第3步将图形转移后的陶瓷膜片按顺序叠片，直到膜层总厚度达到预定的器件厚度，经过加温加压使分层膜片的成为定型后的陶瓷生坯；

第4步对定型后的陶瓷生坯体进行排胶及烧结，得到所需的陶瓷器件坯体，其后即可按现有工艺进行电极印制，制得所需器件。

作为上述技术方案的改进，第4步中，排胶过程分为三阶段，第一阶段：从室温按2～4℃／min升温至250℃～350℃，保温90～150min；第二阶段：再按1～2.5℃／min升温至450℃～600℃，保温150～200min；第三阶段：降温至室温；所述烧结过程分为四阶段，第一阶段：从室温按3～6℃／min升温至400℃～500℃；第二阶段：再按3～5℃／min升温至600℃～700℃，保温100～150min；第三阶段：再按4～7℃／min升温至1500℃，保温180～240min；第四阶段：降温至室温。