[发明专利]一种介电陶瓷表面金属化的方法及采用该方法制备的介电陶瓷元件

说明书

本发明公开了一种介电陶瓷表面金属化的方法及采用该方法制备的介电陶瓷元件。该方法不受陶瓷构件的形状限制，能得到镀层均匀并且与基底结合力良好的陶瓷构件，并且陶瓷构件的插损低，满足高频通讯信号的技术要求，并且解决了现有技术中使用在陶瓷表面沉积厚银工艺所带来的成本问题。同时采用本方法制备获得的介电陶瓷元件的基底与金属层的结合力强，Q值高。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷表面金属化的方法，具体涉及一种介电陶瓷表面金属化的方法及采用该方法制备的介电陶瓷元件，属于陶瓷电子元件制造技术领域。

背景技术

随着高频通信技术的发展，产业上对高频的陶瓷滤波器的需求将会有爆发式的增长。对于高频陶瓷滤波器来说，其表面的金属化是其关键技术，其表面金属化能防止滤波器中的高频微波信号外溢，减少信号的衰减，其中重要的技术指标为金属层与陶瓷基底表面的结合力以及其插损(或谐振体的品质因子Q值)，同时，在未来高频通讯设施中如此大量地使用滤波器，成本也是表面金属化工艺设计中一个重要的考量因素。

目前，为了确保满足此类高频陶瓷构件的核心指标，大多这类高频陶瓷构件的表面金属化方法采用的技术是导电银浆烧结法、真空溅射法或者是真空溅射法+电镀加厚的方法等等。导电银浆烧结法主要是将纳米级别的银粉在有机溶剂和分散剂的存在下与无机粘结剂混合制作成浆料，然后采用喷涂或网纱印刷的方法将银浆覆盖到陶瓷表面上，再进行高温煅烧完成金属化。真空溅射法是在真空环境下，将钛、铬、镍、铜或银等金属通过电分解后分别在构件表面上进行沉积，直接沉积到要求的厚度或先在陶瓷表层溅射一层导电底层，然后通过化学镀或电镀的方法加厚金属层从而达到获得相应厚度的要求。

然而导电银浆法存在原料利用率低，生产效率低，且能耗高的问题。因目前大多数的高频陶瓷构件一般都不是平面材料，而是具有腔体的小型构件，因此无法采用丝网印刷法进行金属化，而是要采用浆料喷涂法进行生产，而且还要进行多面喷涂，该工艺在喷涂过程中会损失一部分的银浆(银浆有部分喷到目标之外)，而且喷涂完毕后还需进行高温烘烤方可成型。因此该方法生产成本高且生产效率低，不利于实现工业化生产。真空溅射法则需要昂贵的生产设备，资金投入大，并且生产时需保持真空状态，以将靶材金属蒸发后再发射，因此该工艺方法能耗较高，也难以实现大工业化生产。此外，上述方法的目的都是在陶瓷表面沉积一定厚度的纯银层，因此即使生产出的产品满足技术指标要求，其物料成本也极高。

陶瓷表面的传统金属化方法还包括化学湿法，该方法一般是要对陶瓷表面进行清洁和粗化处理，然后通过敏化+活化的方式在陶瓷表面沉积一层催化种子层，然后采用化学镀沉积一层金属层，接着通过电镀对金属层进行加厚，最后在金属层的外层沉积保护层以防止氧化。

传统化学湿法很少有报道用于此类高频陶瓷构件进行金属化的，原因在于：一方面，为了保证结合力，一般需要对陶瓷表面进行粗化处理，但表面进行粗化处理后，底层金属也相应地会变得粗糙，对高频微波信号的影响非常大。然而，如果不进行较好的粗化处理，金属在陶瓷表面的附着力会非常小，结合力不能满足要求。

另一方面，若只通过化学镀+电镀加厚的方式在陶瓷表面完成金属化，化学镀层一般需要较大的厚度，以保证化学镀层的导电性，方便后续的电镀工序。因为化学镀金属层过薄时，其电导率一般较小，直接在其上进行电镀加厚时会导致电镀层均匀性不佳，尤其是在结构复杂的构件上进行电镀时，某些部位甚至会出现缺镀。而化学镀的金属层较厚时，虽然能满足后续电镀导电性的要求，但对于高频信号传输有较大不利影响，达不到高频滤波器的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种介电陶瓷表面金属化的方法及采用该方法制备的介电陶瓷元件。该方法不受陶瓷构件的形状限制，能得到镀层均匀并且与基底结合力良好的陶瓷构件，并且陶瓷构件的插损低，满足高频通讯信号的技术要求，并且解决了现有技术中使用在陶瓷表面沉积厚银工艺所带来的成本问题。同时采用本方法制备获得的介电陶瓷元件的基底与金属层的结合力强，Q值高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：