CN107098707A - 一种陶瓷基体的烧结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷基体的烧结方法，包括如下步骤：S1：将陶瓷基体分为多层放入烧结炉内：进一步包括：在烧结炉内将陶瓷基体按照一定的要求摆放在承烧板上，承烧板与承烧板之间采用立柱支撑；S2：对烧结炉内的陶瓷基体进行烧结；S3：烧结完成，将烧结炉内的温度由200℃自然冷却至室温。本发明通过调整陶瓷基体的烧结温度以及各温区的时间，配合产品在烧结炉里面的摆放位置优化来解决裂纹的问题，通过本发明的烧结方法能够使陶瓷基体的裂纹问题得到显著改善，提高陶瓷基体的性能。

Description

一种陶瓷基体的烧结方法
技术领域
本发明涉及无线电传送设备技术领域，具体来说，涉及一种陶瓷基体的烧结方法。
背景技术
目前4G无线通信网络的覆盖已经越来越普及，十三五期间无线通信网络建议依然是国家重点建议项目之一，2016年5G网络的相关通信协议已经开始制定，预计在2017年将开展实质性组网测试，届时，2G3G4G5G网络将并存，由于各通信系统的频率是相互独立的，在目前优良频谱段资源被基本占用的情况下，后续通信系统的设计以及相关通信设备的研发将面临相比之前几代网络建设更难更艰巨的问题，对于设备的性能要求必将成为射频工作的最大挑战，整机的设备性能最终将拆成无数个模块或者器件分配给各器件生产商进行性能的优化和评估。
滤波器作为高频信号处理系统中必不可少的通信器件，其性能的优劣直接影响整机设备性能，介质滤波器以陶瓷作为原材料，通过在表面设计滤波电路来实现滤波器的功能，其体积小，功率高，价格适中，目前在市场上占有滤波器市场的半壁江山，作为滤波器生产工艺当中的重点的一环，陶瓷料粉的干压成型后的烧结对于整个滤波器的制作最为关键，由于以陶瓷基体作为滤波电路的承载体，其工艺的稳定性以及可靠性直接决定滤波器的性能以及可靠性和成本。
陶瓷料粉分为很多种，以介电常数为区分的话市场上面普遍存在的就有 90，37，21，8这四种，由于滤波器的设计频率多样，且性能要求也日益提高，经常会有需要成型体积相对较大的基体，以满足滤波器的频率调整的要求和指标要求。由于料粉的物理特性及烧制过程中的温度设定(如表一所示)，在成型体积相对大的陶瓷基体时在烧结的过路中容易出现裂纹,变形的现象，比如说体积达到60mm X13mm X15mm时基体烧结后目前出现裂纹的比例较高，有的还不容易发现，到制作后期才发现，但已经投入了大量的人才物力，或者说在客户使用赛程中发生了裂纹，造成更大的损失，有点为此付出巨大的经济价值，也因此丢失客户，变形的基体由于其共面性不好，客户在使用时与PCB板的贴合度不好，容易造成焊不上或者虚焊的问题。
表一：现有技术的烧结温度设定
阶段 开始温度(℃) 截至温度(℃) 时间(h) 状态
1 室温 280 12 升温
2 280 280 6 保温
3 280 580 12 升温
4 580 580 8 保温
5 580 800 8 升温
6 800 1100 12 升温
7 1100 1290 6 升温
8 1290 1290 8 保温
9 1290 1100 12 降温
10 1100 200 26 降温
11 200 室温 不固定 自然冷却
因此，亟需提供一种陶瓷基体的烧结方法，能够克服上述问题的缺陷。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种陶瓷基体的烧结方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种陶瓷基体的烧结方法，包括如下步骤：
S1：将陶瓷基体分为多层放入烧结炉内：进一步包括：在烧结炉内将陶瓷基体按照一定的要求摆放在承烧板上，承烧板与承烧板之间采用立柱支撑；
S2：对烧结炉内的陶瓷基体进行烧结，进一步包括：
S2.1：第一升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由室温升至280℃，随后在280℃温度下保温2小时；
S2.2：第二升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由280℃升至580℃，随后在580℃温度下保温2小时；
S2.3：第三升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由580℃升至 800℃；
S2.4：第四升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃升至 1100℃；
S2.5：第五升温及保温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由1100℃升至1290℃，随后在1290℃温度下保温2小时；
S2.6：第六降温阶段：将烧结炉内的温度在8小时内由1290℃降至 1100℃；
S2.7：第七降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由1100℃降至 800℃；
S2.8：第八降温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃降至 400℃；
S2.9：第九降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由400℃降至 200℃；
S3：烧结完成，将烧结炉内的温度由200℃自然冷却至室温。
进一步的，在步骤S1中：摆放陶瓷基体时，立柱的高度高于该层陶瓷基体的高度。
优选的，在步骤S1中：该层陶瓷基体与上层承烧板之间的距离至少要大于或者等于5mm。
优选的，每一层承烧板上陶瓷基体与陶瓷基体之间有一定的距离。
优选的，每一层承烧板上陶瓷基体通孔的轴线方向应该与承烧板平面垂直。
本发明的有益效果：本发明通过调整陶瓷基体的烧结温度以及各温区的时间，配合产品在烧结炉里面的摆放位置优化来解决裂纹的问题，通过本发明的烧结方法能够使陶瓷基体的裂纹问题得到显著改善，提高陶瓷基体的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的陶瓷基体在烧结炉内的摆放方法；
图2是根据本发明实施例所述的单层陶瓷基体的摆放方法；
图中：1、烧结炉；2、陶瓷基体；3、承烧板；4、立柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例所述的一种陶瓷基体的烧结方法，包括如下步骤：
S1：将陶瓷基体分为多层放入烧结炉内：进一步包括：如图1-2所示，在烧结炉内将陶瓷基体按照一定的要求摆放在承烧板上，承烧板与承烧板之间采用立柱支撑；
S2：对烧结炉内的陶瓷基体进行烧结，进一步包括：
S2.1：第一升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由室温升至280℃，随后在280℃温度下保温2小时；
S2.2：第二升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由280℃升至580℃，随后在580℃温度下保温2小时；
S2.3：第三升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由580℃升至 800℃；
S2.4：第四升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃升至 1100℃；
S2.5：第五升温及保温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由1100℃升至1290℃，随后在1290℃温度下保温2小时；
S2.6：第六降温阶段：将烧结炉内的温度在8小时内由1290℃降至1100℃；
S2.7：第七降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由1100℃降至 800℃；
S2.8：第八降温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃降至 400℃；
S2.9：第九降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由400℃降至 200℃；
S3：烧结完成，将烧结炉内的温度由200℃自然冷却至室温。
其中，在本发明的步骤S1中：摆放陶瓷基体时，立柱的高度高于该层陶瓷基体的高度。
其中，在本发明的步骤S1中：该层陶瓷基体与上层承烧板之间的距离至少要大于或者等于5mm。
其中，在本发明的，每一层承烧板上陶瓷基体与陶瓷基体之间有一定的距离。
其中，在本发明的，每一层承烧板上陶瓷基体通孔的轴线方向应该与承烧板平面垂直。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的在温控区域，陶瓷基体分为多层，每一层都存放于承烧板(由粘土烧制而成，起到存放陶瓷基体的作用且能耐高温) 上，层与层之间的承烧板由支柱支撑，支柱的高度需高于产品的高度，以留出适当的空间防止承烧板与陶瓷基体接触；单层承烧板上面陶瓷基体的摆放应留出适当距离，且陶瓷基体通孔(由于结构设计原因，滤波器的陶瓷基体都设计有通孔)的方向应该与承烧板平面垂直。陶瓷基体与陶瓷基体之是，陶瓷基体与上层承烧板之间的距离至少要大于或者等5mm。具体的烧结温度如表二所示：
表二：按照本发明的陶瓷基体摆放方法采取的温度设置
阶段 开始温度(℃) 截至温度(℃) 时间(h) 状态
1 室温 280 4 升温
2 280 280 2 保温
3 280 580 4 升温
4 580 580 2 保温
5 580 800 12 升温
6 800 1100 12 升温
7 1100 1290 12 升温
8 1290 1290 2 保温
9 1290 1100 8 降温
10 1100 800 4 降温
11 800 400 12 降温
12 400 200 4 降温
13 200 室温 不固定 自然冷却
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过调整陶瓷基体的烧结温度以及各温区的时间，配合产品在烧结炉里面的摆放位置优化来解决裂纹的问题，通过本发明的烧结方法能够使陶瓷基体的裂纹问题得到显著改善，提高陶瓷基体的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种陶瓷基体的烧结方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将陶瓷基体分为多层放入烧结炉内：进一步包括：在烧结炉内将陶瓷基体按照一定的要求摆放在承烧板上，承烧板与承烧板之间采用立柱支撑；
S2：对烧结炉内的陶瓷基体进行烧结，进一步包括：
S2.1：第一升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由室温升至280℃，随后在280℃温度下保温2小时；
S2.2：第二升温及保温过程：将烧结炉内的温度在4小时内由280℃升至580℃，随后在580℃温度下保温2小时；
S2.3：第三升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由580℃升至800℃；
S2.4：第四升温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃升至1100℃；
S2.5：第五升温及保温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由1100℃升至1290℃，随后在1290℃温度下保温2小时；
S2.6：第六降温阶段：将烧结炉内的温度在8小时内由1290℃降至1100℃；
S2.7：第七降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由1100℃降至800℃；
S2.8：第八降温阶段：将烧结炉内的温度在12小时内由800℃降至400℃；
S2.9：第九降温阶段：将烧结炉内的温度在4小时内由400℃降至200℃；
S3：烧结完成，将烧结炉内的温度由200℃自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基体的烧结方法，其特征在于，在步骤S1中：摆放陶瓷基体时，立柱的高度高于该层陶瓷基体的高度。
3.根据权利要求2所述的一种陶瓷基体的烧结方法，其特征在于，在步骤S1中：该层陶瓷基体与上层承烧板之间的距离至少要大于或者等于5mm。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷基体的烧结方法，其特征在于，每一层承烧板上陶瓷基体与陶瓷基体之间有一定的距离。
5.根据权利要求4所述的一种陶瓷基体的烧结方法，其特征在于，每一层承烧板上陶瓷基体通孔的轴线方向应该与承烧板平面垂直。
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