CN108608554B - 一种陶瓷天线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷天线的制备方法，包括如下步骤：步骤1：流延；步骤2：裁切；步骤3：层压；步骤4：冲孔；步骤5：烧结；步骤6：对烧结后的陶瓷基板进行印刷处理，使陶瓷基板的表面间隔有序绕制有天线电路；步骤7：对步骤4形成的孔的孔壁进行印刷处理，使孔的孔壁上设有使间隔绕制的天线电路相互之间导通的金属层。本发明的陶瓷天线的制备方法，陶瓷基板制备工艺简单，制作成本低，简便易行，生产效率高；天线电路使用印刷工艺可控、稳定，准确度高；孔壁金属化可实现陶瓷基板上的天线电路的上下表面金属层导通。

Description

一种陶瓷天线的制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种陶瓷天线的制备方法。
背景技术
目前，作为无线通信系统中射频前端的重要组成部分，天线在整个无线通信系统的设计中占有重要地位。天线承担着系统中接收与发射电磁信号的主要作用，其性能的好坏直接关系到通信系统整体的运作。随着无线频谱资源的日趋紧张和移动终端设备呈现体积日益小型化，功能日益多样化的趋势，单个移动终端中往往需要集成多个天线，这使得天线的高性能，低成本，小型化要求成为了设计者的关注焦点。
目前较流行的移动天线技术普遍使用LTCC工艺，采用多层陶瓷结构使得天线小型化要求得以基本满足。由于陶瓷组件需要在多层导体间进行互连，在多层导体互连的传统解决方法是打孔，在孔中填充导电介质，然后在瓷片表面印刷精确的丝网，印制导体；另一种解决方式不需要打孔，但需要在侧面印刷精确对准的丝网，然后在边缘生成带印刷导体图形的侧面，用这种方法来解决多层导体互连的问题。第一种方法需要在瓷片上打大量孔，每次只能打一个瓷片，效率很低，当进行大批量加工时，打孔工序耗时巨大，严重降低生产效率；第二种方法省去了打孔，但需要在侧面额外印刷丝网，不仅增加了成本，而且丝网要和表面的丝网精确对准，一旦对准有偏差，互连就要受到影响，甚至无法进行互连，但是目前的技术在使丝网和表面的丝网对准时精确度较低。
发明内容
为了解决现有的陶瓷天线制备方法存在的生产效率和精确度低下的技术问题，本发明提供一种陶瓷天线及其制备方法，其制备工艺简便易行，生产效率和准确度均较高。
为实现上述目的，本发明所提供的一种陶瓷天线的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：流延，在承载板上，通过一定速度，在温度40－75℃环境下，对所采用的陶瓷浆料进行流延成型，得到一定厚度的生瓷片；
步骤2：裁切，对流延后的生瓷片进行裁切，得到所需大小的生瓷片；
步骤3：层压，将裁切后的生瓷片堆叠在一起，放入温水等静压设备内，在一定温度下加压后形成生胚基板；
步骤4：冲孔，按照设计要求，通过冲孔机对层压后的生胚基板进行冲孔；
步骤5：烧结，将冲孔后的基板放入炉子内进行高温烧结，基板排胶后结晶，得到陶瓷基板；
步骤6：对烧结后的陶瓷基板进行印刷处理，使陶瓷基板的表面间隔有序绕制有天线电路；
步骤7：对步骤4形成的孔的孔壁进行印刷处理，使孔的孔壁上设有使间隔绕制的天线电路相互之间导通的金属层。
上述陶瓷天线的制备方法中，所述步骤6，具体为：
步骤61：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上；
步骤62：将金属浆料导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使金属浆料经过印刷丝网渗透到陶瓷基板上，完成对陶瓷基板的印刷处理过程，金属浆料间隔有序绕制在陶瓷基板的表面上形成天线电路。
上述陶瓷天线的制备方法中，所述步骤7，具体为：
步骤71：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上，印刷丝网上设计了与陶瓷基板上的孔相对应的图案；
步骤72：将浆料稀释剂导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使浆料稀释剂经过印刷丝网渗透到陶瓷基板的孔壁上；浆料稀释剂具有一定的流动性，在浆料稀释剂自身重力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，浆料稀释剂沿着孔壁在陶瓷基板上流动，并最终流过陶瓷基板上的所有孔，在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层浆料稀释剂；
步骤73：金属浆料通过与浆料稀释剂相同的渗透方式，在金属浆料自身重力、浆料稀释剂与金属浆料吸附力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，也流过陶瓷基板上的所有孔，并在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层金属浆料，该一层金属浆料连通已印刷在陶瓷基板的表面上的天线电路。
上述陶瓷天线的制备方法中，所述步骤(73)中，通过控制印刷机平台的真空吸附力的大小可控制孔壁上吸附着的金属浆料的厚度；当真空吸附力较大时，孔壁上吸附着的金属浆料较薄，当真空吸附力较小时，孔壁上吸附着的金属浆料较厚。
本发明的一种陶瓷天线的制备方法与现有技术相比具有如下有益效果：
1、陶瓷天线的陶瓷基板制通过步骤1－5实现，陶瓷基板上的孔通过冲孔一次成型，陶瓷基板制备过程工艺简单，1－5步骤制备过程无对位和印刷过程，简便易行，生产效率高；
2、天线电路通过印刷方式附着在陶瓷基板上，使用印刷工艺，其丝网乳胶和和印刷参数可控，可调节天线电路的表面金属层厚度大小，天线电路的表面金属层厚度和图案规格可控，准确度高，可保证陶瓷天线的线路布局，可实现陶瓷天线性能可控；
3、陶瓷基板上的孔的孔壁金属化可实现孔壁上附着金属层，可实现天线电路的上下表面金属层导通，且孔壁金属化后的孔壁有优异的导电性能，电阻值较低，陶瓷天线有低电损耗优势。
附图说明
图1是由本发明实施例的陶瓷天线的制备方法制作而成的陶瓷天线的结构示意图一；
图2是由本发明实施例的陶瓷天线的制备方法制作而成的陶瓷天线的结构示意图二。
其中，1、陶瓷基板；2、天线电路；3、孔；4、金属层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所提供的一种陶瓷天线的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：流延，在承载板上，通过一定速度，在温度40－75℃环境下，对所采用的陶瓷浆料进行流延成型，得到一定厚度的生瓷片；
步骤2：裁切，对流延后的生瓷片进行裁切，得到所需大小的生瓷片；
步骤3：层压，将裁切后的生瓷片堆叠在一起，放入温水等静压设备内，在一定温度下加压后形成生胚基板；
步骤4：冲孔，按照设计要求，通过冲孔机对层压后的生胚基板进行冲孔；
步骤5：烧结，将冲孔后的基板放入炉子内进行高温烧结，基板排胶后结晶，得到陶瓷基板；
步骤6：对烧结后的陶瓷基板进行印刷处理，使陶瓷基板的表面间隔有序绕制有天线电路；
优选地，所述步骤6，具体为：
步骤61：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上；
步骤62：将金属浆料导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使金属浆料经过印刷丝网渗透到陶瓷基板上，完成对陶瓷基板的印刷处理过程，金属浆料间隔有序绕制在陶瓷基板的表面上形成天线电路；
步骤7：对步骤4形成的孔的孔壁进行印刷处理，使孔的孔壁上设有使间隔绕制的天线电路相互之间导通的金属层；
优选地，所述步骤7，具体为：
步骤71：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上，印刷丝网上设计了与陶瓷基板上的孔相对应的图案；
步骤72：将浆料稀释剂导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使浆料稀释剂经过印刷丝网渗透到陶瓷基板的孔壁上；浆料稀释剂具有一定的流动性，在浆料稀释剂自身重力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，浆料稀释剂沿着孔壁在陶瓷基板上流动，并最终流过陶瓷基板上的所有孔，在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层浆料稀释剂；
步骤73：金属浆料通过与浆料稀释剂相同的渗透方式，在金属浆料自身重力、浆料稀释剂与金属浆料吸附力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，也流过陶瓷基板上的所有孔，并在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层金属浆料，该一层金属浆料连通已印刷在陶瓷基板的表面上的天线电路；
优选地，所述步骤(73)中，通过控制印刷机平台的真空吸附力的大小可控制孔壁上吸附着的金属浆料的厚度；当真空吸附力较大时，孔壁上吸附着的金属浆料较薄，当真空吸附力较小时，孔壁上吸附着的金属浆料较厚。
结合图1和图2所示，由本发明实施例的陶瓷天线的制备方法制作而成的陶瓷天线，包括陶瓷基板1、通过印刷工艺间隔有序绕制在陶瓷基板的表面上的天线电路2；
陶瓷基板1上对应间隔绕制的天线电路2的位置处均开设有孔3，孔3的孔壁上设有使间隔绕制的天线电路相互之间导通的金属层4；孔3与孔3之间为阻断导通的陶瓷基板1的陶瓷体。
综上，本发明的一种陶瓷天线的制备方法与现有技术相比具有如下有益效果：
1、陶瓷天线的陶瓷基板制通过步骤1－5实现，陶瓷基板上的孔通过冲孔一次成型，陶瓷基板制备过程工艺简单，1－5步骤制备过程无对位和印刷过程，简便易行，生产效率高；
2、天线电路通过印刷方式附着在陶瓷基板上，使用印刷工艺，其丝网乳胶和和印刷参数可控，可调节天线电路的表面金属层厚度大小，天线电路的表面金属层厚度和图案规格可控，准确度高，可保证陶瓷天线的线路布局，可实现陶瓷天线性能可控；
3、陶瓷基板上的孔的孔壁金属化可实现孔壁上附着金属层，可实现天线电路的上下表面金属层导通，且孔壁金属化后的孔壁有优异的导电性能，电阻值较低，陶瓷天线有低电损耗优势。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种陶瓷天线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：流延，在承载板上，通过一定速度，在温度40－75℃环境下，对所采用的陶瓷浆料进行流延成型，得到一定厚度的生瓷片；
步骤2：裁切，对流延后的生瓷片进行裁切，得到所需大小的生瓷片；
步骤3：层压，将裁切后的生瓷片堆叠在一起，放入温水等静压设备内，在一定温度下加压后形成生胚基板；
步骤4：冲孔，按照设计要求，通过冲孔机对层压后的生胚基板进行冲孔；
步骤5：烧结，将冲孔后的基板放入炉子内进行高温烧结，基板排胶后结晶，得到陶瓷基板；
步骤6：对烧结后的陶瓷基板进行印刷处理，使陶瓷基板的表面间隔有序绕制有天线电路；
步骤7：对步骤4形成的孔的孔壁进行印刷处理，使孔的孔壁上设有使间隔绕制的天线电路相互之间导通的金属层；
所述步骤6具体包括：
步骤61：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上；
步骤62：将金属浆料导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使金属浆料经过印刷丝网渗透到陶瓷基板上，完成对陶瓷基板的印刷处理过程，金属浆料间隔有序绕制在陶瓷基板的表面上形成天线电路。
2.如权利要求1所述的陶瓷天线的制备方法，其特征在于，所述步骤7，具体为：
步骤71：将陶瓷基板放置于印刷机平台上，印刷机平台通过真空吸附功能将陶瓷基板固定；同时在陶瓷基板上放置印刷丝网，印刷丝网固定在陶瓷基板上，印刷丝网上设计了与陶瓷基板上的孔相对应的图案；
步骤72：将浆料稀释剂导入印刷丝网中，印刷机刮刀刮动印刷丝网，使浆料稀释剂经过印刷丝网渗透到陶瓷基板的孔壁上；浆料稀释剂具有一定的流动性，在浆料稀释剂自身重力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，浆料稀释剂沿着孔壁在陶瓷基板上流动，并最终流过陶瓷基板上的所有孔，在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层浆料稀释剂；
步骤73：金属浆料通过与浆料稀释剂相同的渗透方式，在金属浆料自身重力、浆料稀释剂与金属浆料吸附力、印刷机平台的真空吸附力的共同作用下，也流过陶瓷基板上的所有孔，并在此过程中，陶瓷基板上的所有孔的孔壁上吸附着一层金属浆料，该一层金属浆料连通已印刷在陶瓷基板的表面上的天线电路。
3.如权利要求2所述的陶瓷天线的制备方法，其特征在于，所述步骤(73)中，通过控制印刷机平台的真空吸附力的大小可控制孔壁上吸附着的金属浆料的厚度；当真空吸附力较大时，孔壁上吸附着的金属浆料较薄，当真空吸附力较小时，孔壁上吸附着的金属浆料较厚。
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