[发明专利]微波介质陶瓷器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种微波介质陶瓷器件及其制造方法。微波介质陶瓷器件(1)包括：陶瓷基材(10)，其具有通槽(11)和/或凹槽(12)；和金属层(20)，其形成于陶瓷基材(10)的表面(13)、槽底(14)和槽壁(15)上，其中，金属层(20)与陶瓷基材(10)之间的结合力为1kg/cm²以上，并且金属层(20)的电阻率为1.80μΩ·cm以下。制造微波介质陶瓷器件的方法包括：对陶瓷基材(10)进行前处理，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)上形成金属层(20)，使得所述金属层(20)与陶瓷基材(10)之间的结合力为1kg/cm²以上，并且金属层的电阻率为1.80μΩ·cm以下。

技术领域

本发明涉及微波介质陶瓷器件及其制造方法。微波介质陶瓷器件是指利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常数、谐振频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率且体积小等特点而设计制作的器件，工作在微波波段(频率为300MHz~300GHz)的范围内，可以用于各种具有特定功能的微波电路中，例如发射机、接收机、天线系统、显示器、雷达、通信系统等。

背景技术

一般而言，微波介质陶瓷器件包括陶瓷基材和基材上的金属层，其中陶瓷基材的介电常数和介电损耗因子、以及金属层的电导率等会影响陶瓷器件的性能。例如，陶瓷基材的高介电常数有助于微波器件的小型化，低介电损耗因子有助于降低微波器件的介质损耗，而金属层的高电导率则有助于降低导体损耗，从而提高微波介质陶瓷器件的品质因子，降低信号传输的插入损耗等。此外，微波介质陶瓷器件还要求金属层和陶瓷基材具有高可靠性，即金属层与陶瓷基材之间的高结合力，以克服在热冲击环境中(例如，260℃左右的锡焊条件)，由于两者热膨胀系数的巨大差异所造成的内应力而导致金属层与陶瓷基材分离，从而使器件的性能失效。

根据设计要求，微波介质陶瓷器件可形成有通槽或凹槽等结构，其中槽口形状为圆形、长方形和正方形等，槽壁一般为平面或曲面，槽的深度从小至几十微米到大至超过3毫米。这些形状的陶瓷基材的表面及槽结构都需要进行金属化以形成金属层。在对深度较大的通槽和凹槽的槽壁、槽底等进行金属化时，现有技术主要采用喷涂或滚镀方法来施加银浆，再经过高温烧结使银浆与陶瓷基材粘合，从而形成金属层。然而，无论是喷涂还是滚镀银浆，都难以实现深度大、槽口小(即深宽比高)的通槽和凹槽的槽壁及槽底的金属化。而且，由于所使用的银浆中含有添加剂而降低了电导率，所以在整个工艺过程中将会产生大量的银浆浪费，降低银浆利用率，从而加重环境污染并提高产品的总体成本。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种微波介质陶瓷器件以及制造这种微波介质陶瓷器件的方法，该微波介质陶瓷器件易于实现深宽比高的通槽和凹槽的槽壁及槽底的金属化，并具有结合力强、电导率高的金属层。

在一方面，本发明提供了一种微波介质陶瓷器件，包括：陶瓷基材，其具有通槽和/或凹槽；和金属层，其形成于陶瓷基材的表面、槽底和槽壁上，其中，金属层与陶瓷基材之间的结合力为1kg/cm²以上，并且金属层的电阻率为1.80μΩ·cm以下。

由于金属层与陶瓷基材之间的结合力高达1kg/cm²以上，并且金属层的电阻率低至1.80μΩ·cm以下，所以本发明的微波介质陶瓷器件具有较低的导体损耗和插入损耗、以及较高的品质因子等。而且，金属层和陶瓷基材都具有较高的可靠性，金属层不易于从陶瓷基材分离而使器件的性能失效。

可选地，金属层包括附着于陶瓷基材的表面、槽底和槽壁上的金属打底层、以及附着于金属打底层上的金属加厚层。

可选地，金属打底层从内到外依次包括第一打底层和第二打底层，第一打底层和第二打底层是通过多弧离子镀形成的，并且具有20~200nm的厚度。