CN106747476A - 一种ltcc滤波器多喷头打印集成制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，通过LTCC滤波器模型建立、多层LTCC滤波器喷印、烧结的工艺流程实现LTCC滤波器集成喷印。本发明提供的制作方法能够制作出所需介电常数、低损耗和高Q的多层嵌入集成和小型化的LTCC滤波器，能实现器件柔性制造，以满足不同领域的特殊需要，同时该方法具有工艺简单、所需设备少、低成本、快速制造的优点，为LTCC滤波器的制造提供新的方法。

Description

一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法
技术领域
本发明属于电子器件制造技术领域，涉及一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法。
背景技术
三维打印(Three Dimensional Printing, 3DP)或者增材制造(AdditiveManufacturing)是一种通过逐层打印任意形状的数字模型的截面并堆积的先进成形技术，可以快速制造个性化复杂的结构特征零件，采用多喷头的打印可以实现多材料、功能梯度材料、跨尺度和完成功能结构的直接制造，在医疗卫生、航空航天和机械电子等领域有广泛的应用。
滤波器是一种对频率具有选择性的二端口网络。微波滤波器被广泛应用于微波通信、雷达导航、电子对抗、卫星通信和测试仪表等系统中，是微波系统中不可缺少的重要器件，其性能的优劣往往直接影响整个通信系统的性能指标。随着现代无线通信产品小型化高性能的发展趋势，滤波器的制作也越来微型化、集成化和高频化。目前采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术，其过程为将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，然后叠压在一起，在900℃下烧结，制成三维电路网络的滤波器器件。采用LTCC制作的滤波器有优异的电学、机械和热学性能，陶瓷材料具有优良高频高Q特性，有较小的热膨胀系数，介电常数可调节。
然而目前LTCC滤波器制造工艺中，所需的工序较多，工艺复杂，每个工序都需要专用的设备所以成本较高，另外不能柔性制造、在满足不同领域的特殊需要方面面临许多挑战和困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，能实现不同工艺的打印喷头将相应的材料打印出多层LTCC滤波器的基板和功能线路，具有工艺简单、成本低廉、快速高效和柔性化制造的特点，减少产品的研发和生产周期，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，包括以下步骤：
步骤1、在3D打印机中建立LTCC滤波器CAD模型；
步骤2、配制陶瓷基板材料和线路打印材料放入3D打印机对应料筒中；
步骤3、多层LTCC滤波器喷印，先用装陶瓷材料的喷头打印一层所需厚度的基板在接收平台上，然后用装线路打印材料的喷头在之前打印的基板上打印所需的线路网络；
步骤4、重复步骤3循环打印一层基板和一层线路直至多层LTCC滤波器结构打印完成；
步骤5、将步骤4中的多层LTCC滤波器烧结。
优选的，上述步骤3中陶瓷基板材料通过挤出成型工艺打印，通过气压将材料通过微小针头挤出，控制打印高度和喷头移动速度和打印高度，根据CAD模型计算的路线将挤出的材料沉积到所需位置形成基板结构。
优选的，上述步骤3中线路打印材料通过微滴喷射方式打印，采用压电陶瓷喷头连续喷射微小液滴，控制喷射频率、喷头移动速度和打印高度，按照设计的路线喷射形成功能线路网络。
优选的，上述步骤3中陶瓷基板中的通孔制作通过控制打印路径实现。
优选的，上述步骤3中陶瓷基板的通孔中的导电材料填充通过微滴喷射实现。
优选的，上述步骤5中多层LTCC滤波器烧结采用多级温度，第一阶段从室温升温至400度，功率500W，第二阶段400度保温60分钟，然后第三阶段400度升温至850度，功率为2000W，第四阶段850℃保温120分钟，随炉冷却。
本发明的有益效果：与现有技术相比，利用本发明提供的制作方法中能够配制设定介电常数、低损耗和基板材料、低损耗和高Q多层嵌入集成和小型化的LTCC滤波器，能实现器件柔性制造，以满足不同领域的特殊需要，同时该方法具有工艺简单、所需设备少、低成本、快速制造的优点，为LTCC滤波器的制造提供新的方法。
附图说明
图1为本发明的制造工艺流程示意图；
图2为本发明的多喷头打印LTCC滤波器示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施:1：一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，包括以下步骤：
步骤1、在3D打印机中建立LTCC滤波器CAD模型；
步骤2、配制陶瓷基板材料和线路打印材料放入3D打印机对应料筒中；
步骤3、多层LTCC滤波器喷印，先用装陶瓷材料的喷头打印一层所需厚度的基板在接收平台上，然后用装线路打印材料的喷头在之前打印的基板上打印所需的线路网络；
上述步骤3中陶瓷基板材料通过挤出成型工艺打印，通过气压将材料通过微小针头挤出，控制打印高度和喷头移动速度和打印高度，根据CAD模型计算的路线将挤出的材料沉积到所需位置形成基板结构；
上述步骤3中线路打印材料通过微滴喷射方式打印，采用压电陶瓷喷头连续喷射微小液滴，控制喷射频率、喷头移动速度和打印高度，按照设计的路线喷射形成功能线路网络；
上述步骤3中陶瓷基板中的通孔制作通过控制打印路径实现；
上述步骤3中陶瓷基板的通孔中的导电材料填充通过微滴喷射实现。
步骤4、重复步骤3循环打印一层基板和一层线路直至多层LTCC滤波器结构打印完成；
步骤5、将步骤4中的多层LTCC滤波器烧结；
上述步骤5中多层LTCC滤波器烧结采用多级温度，第一阶段从室温升温至400度，功率500W，第二阶段400度保温60分钟，然后第三阶段400度升温至850度，功率为2000W，第四阶段850℃保温120分钟，随炉冷却。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、在3D打印机中建立LTCC滤波器CAD模型；
步骤2、配制陶瓷基板材料和线路打印材料放入3D打印机对应料筒中；
步骤3、多层LTCC滤波器打印，先用装陶瓷材料的喷头打印一层所需厚度的基板在接收平台上，然后用装线路打印材料的喷头在之前打印的基板上打印所需的线路网络；
步骤4、重复步骤3循环打印一层基板和一层线路直至多层LTCC滤波器结构打印完成；
步骤5、将步骤4中的多层LTCC滤波器烧结。
2.根据权利要求1所述的一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：步骤3中陶瓷基板材料通过挤出成型工艺打印，通过气压将材料通过微小针头挤出，控制打印高度和喷头移动速度，根据CAD模型计算的路线将挤出的材料沉积到所需位置形成基板结构。
3.根据权利要求1所述的一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：步骤3中线路打印材料通过微滴喷射方式打印，采用压电陶瓷喷头连续喷射微小液滴，控制喷射频率、喷头移动速度和打印高度，按照设计的路线喷射形成导电线路网络。
4.根据权利要求1所述的一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：步骤3中陶瓷基板中的通孔制作通过控制打印路径实现。
5.根据权利要求1所述的一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：步骤3中陶瓷基板的通孔中的导电材料填充通过微滴喷射实现。
6.根据权利要求1所述的一种LTCC滤波器多喷头打印集成制造方法，其特征在于：步骤5中多层LTCC滤波器烧结采用多级温度，第一阶段从室温升温至400度，功率500W，第二阶段400度保温60分钟，然后第三阶段400度升温至850度，功率为2000W，第四阶段850℃保温120分钟，随炉冷却。
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