[发明专利]TEM模同轴介质陶瓷滤波器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TEM模同轴介质陶瓷滤波器的结构及其制作方法。

背景技术

TEM模(横电磁波模)同轴介质陶瓷滤波器可应用于无线通信、导航、RFID、雷达、基站等设备中。传统的TEM模同轴介质陶瓷滤波器的结如图1所示，包括介质陶瓷块11和表面金属层12。介质陶瓷块的中心有两个两端贯通的空腔14。表面金属层12包括输入电极、输出电极15、表面电极13。这种TEM模同轴介质滤波器通常是通过干压或热压铸成型，再通过烧结形成最终的介质体。由于成型时的压力变化，烧结时的收缩率不一致等因素，会影响最终产品批次的一致性。对于长度尺寸较大的产品，还存在中间位置收缩大于两端，出现不规则变形的问题。而且，制造不同尺寸的介质滤波器产品时，需要加工不同的成型模具，生产周期较长，成本较高。

发明内容

本发明旨在提出一种尺寸精度高、产品一致性好的TEM模同轴介质陶瓷滤波器的结构，本发明的另一目的是提出这种TEM模同轴介质陶瓷滤波器的制作方法。

这种TEM模同轴介质陶瓷滤波器包括立方体形的介质陶瓷块和表面金属层，介质陶瓷块的端面的中心有两个其轴线互相平行且两端与介质陶瓷块的端面相贯通的空腔，表面金属层包括输入、输出电极和表面电极，其中表面电极分布在介质陶瓷块的上下表面、两个侧面、空腔的内表面以及空腔的一端的端面上。这种TEM模同轴介质陶瓷滤波器的介质陶瓷块是由两块介质陶瓷体用玻璃浆料粘合、烧结而成的，其中一块介质陶瓷体的粘合面上有两条横截面为矩形的凹槽，上述凹槽在两块介质陶瓷体粘合后即成为所述的空腔，另一块介质陶瓷体为一平板，在此平板形介质陶瓷体的粘合面上有与所述的空腔相对应的耦合内电极，此耦合内电极位于所述的空腔内，并与介质陶瓷块表面的输入、输出电极电气相连，空腔内表面上的金属层覆盖在该空腔内的耦合内电极上并与此耦合内电极电气相连。

这种TEM模同轴介质陶瓷滤波器的制作方法包括以下步骤：

(一)用介质陶瓷烧制一块较厚的介质大片和一块较薄的介质大片，并对介质大片进行厚度和端面研磨；

(二)在第一步中制作好的较厚的介质大片的一个面上用机械开槽的方式形成多条横截面为矩形的凹槽，凹槽的宽度、深度和间距等尺寸由设计确定；

(三)在第二步中制作好的较厚的介质大片的另一个不开槽的面上制作外电极列阵；在第一步中制作好的较薄的介质大片的两个表面上分别制作耦合内电极的电极列阵和外电极列阵。

(四)将第三步所制得的两块介质大片用玻璃浆料粘合，粘合时，令较薄的介质大片上的耦合内电极列阵与较厚的介质大片上的凹槽相对准，然后进行烧结，制成陶瓷基块；采用烧结温度与第三步中银浆的烧结温度相近的玻璃浆料，第三步的银浆的烧结与第四步的玻璃浆料的烧结一次完成；

(五)将第四步制作的陶瓷基块采用涂敷或滴吹银浆等工艺，对凹槽形成的孔内表面进行金属化处理，采用的银浆的烧结温度低于玻璃浆料烧结温度(低50℃左右)，防止玻璃浆料在二次烧结过程中软化，造成两种介质大片之间的移动，再次进行银浆烧结后即制成陶瓷大块。

(六)将第五步所制得的陶瓷大块切割成条状的介质体；然后在条状介质体的两侧，采用较低烧结温度的银浆制作侧面电极，并完成侧面电极的银浆烧结。

(七)将第六步制得的条状介质体切割形成单只介质陶瓷滤波器；在单只介质陶瓷滤波器的端面，采用较低烧结温度的银浆制作端面电极，完成电极银浆烧结后形成最终的介质陶瓷滤波器产品。

这种TEM模同轴介质陶瓷滤波器的介质陶瓷块是由两块介质体用玻璃浆料粘合、烧结而成。其中用机械开槽的方法形成的空腔不会因玻璃浆料的烧结而变形，因而尺寸精度高，产品的参数一致性好。粘合面上的耦合内电极可以根据需要进行设计，可进一步改善产品性能，增强设计的灵活性。由于陶瓷滤波器中的介质陶瓷块可以采用大片粘合再切割成单个元件的方法来制作，具体生产中，只要通过HFSS、ADS等软件建立好模型，完成各项参数的设计后，就可以快速实现样品制作，实现对客户应用需求的快速响应，可以加快产品设计进度，降低设计成本。

附图说明

图1为已有的通过于压或热压铸成型的TEM模同轴介质陶瓷滤波器；

图2为本发明提出的TEM模同轴介质陶瓷滤波器的基本结构图；

图3为介质陶瓷块的一种结构图；

图4为较厚的介质大片的结构图；

图5为较薄的介质大片；

图6为较厚的介质大片制作好表面电极后的示意图；

图7为较薄的介质大片制作好耦合内电极后的示意图；