[发明专利]一种微波介质陶瓷滤波器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波介质陶瓷滤波器及其制备方法，由如下质量份的陶瓷浆料制成：纳米微波陶瓷粉78～85份，分散剂BYK110 1～2份，超级分散剂VOK‑Disper41000 2～6份，防沉剂BYK410 0.2～1份，光引发剂TPO1份；光敏树脂14～18份；其中所述光敏树脂由如下质量份的成分组成：已二醇二丙烯酸70‑90份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10～30份。本发明的微波介质陶瓷滤波器，利用分散剂BYK110以及超级分散剂VOK‑Disper41000的协同作用下有效降低陶瓷浆料的粘度，从而提高陶瓷浆料的固相含量，同时仅加入一份光引发剂TPO，通过低能量密度的紫外光照射，制备出高精度光固化坯体。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，具体涉及一种微波介质陶瓷滤波器及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是近几十年发展起来的一种新型功能介质陶瓷。它是指应用于微波频率电路中作为传输介质完成一种或多种功能的介质材料，在5G及毫米波通讯被用作谐振器、滤波器、介质基片和介质天线等。它具有适中的介电常数、低介电损耗、谐振频率温度系数近零等优点，能满足5G及毫米波通讯对器件小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

5G通讯爆发性的增长对小型化和集成化滤波器需求更为迫切。尤其是massiveMIMO(多进多出)大规模应用，对微波介质陶瓷形状设计提出了更高的要求，微波陶瓷滤波器形状变得越来越复杂。而传统的干压成型技术无法满足微波介质滤波器成型的要求，同时复杂的模具设计及制备限制了注射成型技术的灵活性。而光固化增材制造技术作为一种不依赖模具依靠三维CAD模型通过层层叠加的方式制备陶瓷样品。然而目前光固化增材制造技术所需陶瓷浆料固含量普遍偏低，从而导致最终烧结样品的收缩率较大，进一步降低烧结样品精度和性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高精度、高性能的微波介质陶瓷滤波器及其制备方法，本发明通过提高微波介质陶瓷浆料的固相含量，利用光固化增材制造技术制备微波介质陶瓷滤波器，显著提高了光固化微波介质陶瓷滤波器的成形精度，同时显著改善烧结样品精度和尺寸一致性问题，最终得到高精度高性能微波介质陶瓷滤波器。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明一种微波介质陶瓷滤波器，由如下质量份的陶瓷浆料制成：纳米微波陶瓷粉78～85份，分散剂BYK110 1～2份，超级分散剂VOK-Disper41000 2～6份，防沉剂BYK4100.2～1份，光引发剂TPO1份；光敏树脂14～20份；其中所述光敏树脂由如下质量份的成分组成：已二醇二丙烯酸(HDDA)70～90份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)10～30份。

本发明的微波介质陶瓷滤波器，首创的采用分散剂BYK110和超级分散剂41000协同作为陶瓷浆料体系的分散，发明人意外的发现，分散剂BYK110吸附于粉末颗粒表面，降低液固之间的表面张力，使固体颗粒表面易于润湿，同时超级分散剂41000通过空间位阻效应使纳米粉体解絮凝并保持稳定，同时对纳米粉体提供相同的电荷，由此产生的排斥力和位阻稳定作用可有效避免可能产生的共絮凝，有效降低陶瓷浆料的粘度，从而提高陶瓷浆料的固相含量。两种分散剂协同作用使陶瓷浆料体系均匀，悬浮性能增加，不易沉淀。

另外，本发明中的光敏树脂以双官能团的HDDA为主要成份，双官能团的HDDA，树脂粘度低，利于进一步的提升陶瓷的固含量，另外配入少量的多官能团TMPTA，提升固化能力，从而可以在保证固化能力的情况下，提高固含量。

最后，在本发明上述陶瓷浆料的配方下，仅加入一份光引发剂TPO，通过低能量密度的紫外光照射，制备出高精度光固化坯体。

本发明通过上述浆料组份间的协同作用，最终形成高固含量的陶瓷浆料，再通过低能量密度的紫外光照射，从而制备出高精度光固化坯体，本发明所提供的微波介质陶瓷滤波器精度在10μm以内。

而若是分散剂采用不合理，或是光引发剂加入过多，都会降低光固化陶瓷坯体的精度。