[发明专利]一种低成本滤波器用陶瓷基板规模化制备方法

说明书

本发明提供了一种低成本5G基站滤波器用陶瓷基板规模化制备方法，按照质量份数包括：Ba₅Nb₄O₁₅微波介质陶瓷粉体55‑65份分散剂0.3～0.8份，水基25～36份，粘结剂5～10份，增塑剂3～8份，消泡剂0.05～0.2份；通过分步球磨混匀制得流延浆料，粘度2.5～4Pa.S，并连续化流延成型、干燥、隧道窑烧结制得滤波器用陶瓷基板。本发明以水基流延及连续化成型烧结工艺为基础，不但避免了有机溶剂法流延造成的高污染、高风险和高成本，而且极大程度的实现了连续规模化制备，所得到的陶瓷基板无翘曲，外观结构光滑均匀、致密度高，量产可满足当前滤波器用介质陶瓷基板的大量需求，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种低成本滤波器用陶瓷基板规模化制备方法，属于微波介质陶瓷应用领域，特别涉及Ba₅Nb₄O₁₅系微波介质陶瓷流延成型烧结量产方法；

背景技术

基站用滤波器是网络通信中极为重要的射频前端部件，能够保证信息完整度并消除传递中的干扰因素。5G基站滤波器用微波介质陶瓷是应用于微波频段(特高频UHF、超高频SHF)电路中的新型功能电子陶瓷材料，在通讯、雷达、定位等现代通信中广泛应用。5G时代的当下，全球5G用户已突破1亿，已建成超过70万个5G基站；5年内，国内将建成5G基站数量超500万台，按每个基站3面天线，每面天线64个滤波器估算，介质滤波器需求量达数10亿只，5G基站滤波器需求巨大。

滤波器主要部件为微波介质陶瓷谐振腔和\或微波介质陶瓷基板，当前5G基站滤波器用微波介质陶瓷主要制备方法为干压成型和箱式炉烧结，能够实现低温漂、高Q值等性能优异的微波介质陶瓷基板的制备，具有很好的应用价值；但这些方法普遍存在工艺流程较多、生产效率低、成本高等现象，不适合于规模化生产，更难以满足当前滤波器陶瓷的巨大需求。当前5G基站滤波器(频段2.6G和3.5G)主流使用的介质陶瓷属于中低介电常数材料，包括MgTiO₃系、BaO-TiO₂系、钙钛矿体系及复合体系等；陶瓷材料大多采用传统固相法制备得到，为了保证材料体系的电学性能，烧结温度通常都在1400℃以上，不但烧结困难，且制备成本也较高。Ratheesh R等人(Matter Lett,2000,45:279-258)及周珏辉等人在《掺杂玻璃助剂的Ba₅Nb₄O₁₅陶瓷烧结特性及介电性能》文章中公开表明Ba₅Nb₄O₁₅陶瓷具有较低烧结温度(1300℃，掺杂后可低至1100℃)和中介电常数(ε_r＝39～40)，品质因数可达到12214～53000GHz，频率温度系数可调，这将使之成为一种具有巨大发展前景的微波介质陶瓷。

发明内容

本发明提供了一种低成本滤波器用陶瓷基板规模化制备方法，具有成本低、密度高、可规模化生产等优势，适合于5G基站滤波器陶瓷基板工业化生产使用。

本发明的技术方法如下：

一种低成本滤波器用陶瓷基板规模化制备方法，包括以下步骤：

S1.按照质量分数比例将Ba₅Nb₄O₁₅系微波介质陶瓷粉体材料、分散剂、去离子水混合，在200r/min条件下第一次研磨混合得到分散浆料，按照质量份数包括：Ba₅Nb₄O₁₅微波介质陶瓷粉体55-65份分散剂0.3～0.8份，水基25～36份；

S2.在步骤S1制得的分散浆料中加入粘结剂、增塑剂、消泡剂混合，在180r/min条件下第二次球磨混合，真空除泡后制得流延浆料，成分按照质量份数包括：粘结剂5～10份，增塑剂3～8份，消泡剂0.05～0.2份；