[发明专利]一种陶瓷介质滤波器的制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷介质滤波器的制备方法，包括以下步骤：(1)对微波介质陶瓷粉进行表面处理，并配制光敏树脂，接着两者混合得到陶瓷浆料；(2)建立CAD模型，并将陶瓷浆料放入光固化3D打印机的料槽中；(3)利用光固化3D打印机进行增材制造成型得到陶瓷介质滤波器生坯；(4)对生坯进行排胶处理及烧结处理得到陶瓷介质器件胚体；(5)在陶瓷介质器件胚体上制备电极，即可得到陶瓷介质滤波器。本发明通过使用增材制造工艺，能够有效克服现有介质滤波器所存在的加工困难、产量低、精度低、性能不稳定、生产周期长的缺点，尤其适用于实现复杂结构陶瓷介质滤波器的制备。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷的元器件制造技术领域，更具体地，涉及一种陶瓷介质滤波器的制备方法，可利用增材成型技术制备介质滤波器。

背景技术

增材制造技术也称作3D打印，其利用计算机将实体进行分层划分，并控制仪器层层固化的方式实现零件成型，可以实现器件的灵活设计与制备。增材制造与传统工艺相比不需要模具、人工成本减少、材料利用率高、材料精度高且材料性能稳定。

陶瓷介质滤波器是一种利用微波介质陶瓷材料制备的滤波器，具有低损耗、频率温度系数稳定、热膨胀系数小、功率容量高、体积小等特点，特别适合通信基站、导航定位系统、便携设备等无线通信系统的各级滤波。然而随着通信频带的资源紧缺和电磁环境的日益复杂，无线通信系统对射频器件的尺寸、性能、成本、产能等都提出了更高的要求；同时，陶瓷介质滤波器的小体积和复杂结构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，常规的微波介质陶瓷材料成型方法是粉末干压成型技术、凝胶注模成型技术及LTCC成型技术，如中国专利201410320880.0、201310481759.1、201010209136.5、200910260959.8等专利所示。但是由于介质谐振器结构复杂，且可能存在多个直径在零点几毫米到数毫米的通孔和不等径孔或多种不规则形状，对器件的尺寸精度要求很高，因此上述几种工艺存在以下问题。利用干压成型存在模具不易制作、插针易折断、生产效率低、器件尺寸精度不能保证等诸多缺点；利用注射浆料成型技术则会存在脱模困难、烧结不致密、收缩率不易控制等问题；利用LTCC流延成型技术一是无法实现任意微波介质陶瓷材料成型，二是叠层成型容易出现通孔错位及分层。

中国专利201611065431.1公开了一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，该方法具体是利用3D打印技术制造LTCC滤波器，虽然与本发明相比减少了单独的表面电极制备过程，但由于采用LTCC材料及喷头成型方式，将会带来微波介质材料种类受限、成型精度下降等缺点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种陶瓷介质滤波器的制备方法，通过使用增材制造工艺，能够有效克服现有介质滤波器所存在的加工困难、产量低、精度低、性能不稳定的缺点，尤其适用于实现复杂结构陶瓷介质滤波器的制备。并且，本发明还通过对用于3D打印的陶瓷浆料其细节组成及相应配比、以及3D打印成型生坯后续的排胶处理及烧结处理等进行优选改进，配合对输入至3D打印机的CAD模型其尺寸的优选控制，可实现制得陶瓷介质滤波器与目标陶瓷介质滤波器的匹配，稳定性好；同时，由于不需要与银浆共烧，陶瓷烧结温度不受限制，因此适用于各类不同的陶瓷；并且，该制备方法还可用于批量制备。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种陶瓷介质滤波器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对微波介质陶瓷粉进行表面处理，并配制光敏树脂，接着将表面处理后的微波介质陶瓷粉与该光敏树脂混合，得到陶瓷浆料；

(2)根据目标陶瓷介质滤波器的形状及尺寸大小建立CAD模型，并将所述步骤(1)得到的所述陶瓷浆料放入光固化3D打印机的料槽中，使该光固化3D打印机能够依据所述CAD模型进行增材制造；