CN113258246A - 介质滤波器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种介质滤波器的制作方法，包括以下步骤：（1）根据介质滤波器的频率和耦合要求得到尺寸要求，根据尺寸要求制作介质块、中间腔体部件以及两端的第一谐振腔和第二谐振腔；（2）将各介质块与相应的中间腔体部件进行组装固定，形成多个模块化的单腔结构；（3）将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装在一起，形成中间谐振结构；（4）在中间谐振结构的两端分别装配第一谐振腔和第二谐振腔。本发明首先制作模块化的单腔结构，然后将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装形成中间谐振结构，最后与两端的第一谐振腔和第二谐振腔组装形成介质滤波器，该方法成本低廉，安装方便且性能稳定，同时便于生产或维修过程中随时更换部件。

Description

介质滤波器的制作方法

技术领域

本发明属于滤波器领域，具体涉及一种介质滤波器的制作方法。

背景技术

随着现代通信技术的不断发展，对滤波器的要求越来越高，小尺寸、高性能、高功率、低成本的滤波器技术对于无线通信应用中的滤波器显得尤为重要。

现有的介质滤波器制作方法复杂，导致生产周期长，成本高，且产品精度低，性能不稳定，导致不良率高，无法满足目前的需求；另外，现有的介质滤波器一旦发生局部损坏或出现异常，需要更换整个滤波器，造成材料的浪费以及成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介质滤波器的制作方法，旨在用于解决现有的介质滤波器制作方法复杂、成本高、精度低、性能不稳定以及更换困难的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种介质滤波器的制作方法，所述介质滤波器包括多个堆叠设置的介质块，该方法包括以下步骤：

（1）根据介质滤波器的频率和耦合要求得到尺寸要求，根据尺寸要求制作介质块、中间腔体部件以及两端的第一谐振腔和第二谐振腔；

（2）将各介质块与相应的中间腔体部件进行组装固定，形成多个模块化的单腔结构；

（3）将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装在一起，形成中间谐振结构；

（4）在中间谐振结构的两端分别装配第一谐振腔和第二谐振腔。

进一步地，所述步骤（1）中介质块的制作方法如下：

（a）采用模具压制所需形状的介质块生坯；

（b）对介质块生坯进行烧结；

（c）对烧结后的介质块进行精磨；

（d）在精磨后的介质块上制作与耦合窗口相对应的图案。

进一步地，所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法包括：在中间腔体部件上与介质块相固定的位置加工用于定位介质块的定位槽。

进一步地，所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法还包括：在所述定位槽内进一步加工用于放置焊料、胶或者银浆的料槽，所述料槽至少部分超出介质块的边缘。

进一步地，所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法包括：在中间腔体部件上与介质块相固定的位置加工用于放置焊料、胶或者银浆的料槽，所述料槽至少部分超出介质块的边缘。

进一步地，所述步骤（2）中，介质块与相应的中间腔体部件之间通过焊接、粘接或者烧结的方式进行固定，具体固定方式如下：

（a）将中间腔体部件定位在治具上；

（b）将焊料放入或将胶注入或者将银浆注入中间腔体部件的料槽中；

（c）将介质块与焊料、胶或者银浆接触好；

（d）用治具将介质块与中间腔体部件压紧后放入高温炉进行焊接、粘接或者烧结。

进一步地，所述中间腔体部件包括隔片以及金属腔，则所述步骤（2）具体包括：

将各介质块与相应的隔片进行固定，形成多个介质块组件；

在每个介质块外套设一个金属腔，金属腔与相应的隔片固定，形成多个模块化的单腔结构。

进一步地，所述介质块的厚度大于中间腔体部件所形成的腔体的厚度，则所述步骤（4）之后还包括：

将金属杆依次穿过第一谐振腔、各中间腔体部件以及第二谐振腔上预留的固定孔，金属杆的两端通过螺母锁紧，通过压接的方式将相邻的所述模块化的单腔结构之间以及所述第一谐振腔、所述第二谐振腔与相邻的所述模块化的单腔结构之间进行固定。

进一步地，所述介质块的厚度小于中间腔体部件所形成的腔体的厚度，则所述步骤（4）之后还包括：

相邻的所述模块化的单腔结构之间以及所述第一谐振腔、所述第二谐振腔与相邻的所述模块化的单腔结构之间均通过焊接或者粘接或者烧结的方式进行固定。

进一步地，所述中间腔体部件包括隔片和金属腔一体成型的腔体结构，则所述步骤（2）具体包括：

将各介质块与对应的中间腔体部件进行固定，形成模块化的单腔结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供的这种介质滤波器的制作方法，首先制作形成多个模块化的单腔结构，然后将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装形成中间谐振结构，最后将其与两端的第一谐振腔和第二谐振腔进行组装形成介质滤波器，制作方法简单，安装方便，生产周期较短，成本低廉，且产品精度高，性能稳定，不良率低，并且在生产或维修途中，介质滤波器局部发生损坏或出现异常时，便于随时更换部件，进一步节约了成本；

（2）本发明在中间腔体部件上加工用于定位介质块的定位槽，方便装配过程中对介质块进行中心定位，保证产品的一致性和精确性，使产品性能稳定；

（3）本发明在中间腔体部件上加工用于放置焊料、胶或者银浆的料槽，可以防止焊料、胶或者银浆溢出，避免堵塞耦合窗口和固定孔，且能精确控制焊料成型厚度，提高了生产的一致性和产品的可靠性；料槽至少部分超出介质块的边缘，料槽超出介质块边缘的部分，便于焊接过程中排出空气，减少焊料、胶或者银浆与中间腔体部件之间的空鼓，提高连接质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种介质滤波器的制作方法的组装过程的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种隔片的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种介质块的结构示意图。

附图标记说明：1-隔片、11-耦合窗口、12-定位槽、13-料槽、14-固定孔、2-焊料、3-介质块、31-图案、32-孔、33-切角、4-介质块组件、5-金属腔、6-模块化的单腔结构、7-中间谐振结构、8-第一谐振腔、9-第二谐振腔。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种介质滤波器的制作方法，所述介质滤波器包括多个堆叠设置的介质块，该方法包括以下步骤：

（1）根据介质滤波器的频率和耦合要求得到尺寸要求，根据尺寸要求制作介质块、中间腔体部件以及两端的第一谐振腔和第二谐振腔；

（2）将各介质块与相应的中间腔体部件进行组装固定，形成多个模块化的单腔结构；

（3）将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装在一起，形成中间谐振结构；

（4）在中间谐振结构的两端分别装配第一谐振腔和第二谐振腔。

本发明实施例提供的这种介质滤波器的制作方法，首先制作形成多个模块化的单腔结构，然后将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装形成中间谐振结构，最后将其与两端的第一谐振腔和第二谐振腔进行组装形成介质滤波器，制作方法简单，安装方便，生产周期较短，成本低廉，且产品精度高，性能稳定，不良率低，并且在生产或维修途中，介质滤波器局部发生损坏或出现异常时，便于随时更换部件，进一步节约了成本。

实施例1：

参见图1所示，本实施例中，隔片1与金属腔5分立设置，仅隔片通过选用温度系数与介质块具有同级别的材料即可获得较优的可靠性，节约产品成本。所述中间腔体部件包括隔片1以及金属腔5。相邻介质块3之间、第一谐振腔8与介质块3之间以及第二谐振腔9与介质块3之间均具有隔片1。位于相邻介质块3之间的隔片1用于实现相邻介质块3之间的耦合；位于第一谐振腔8与介质块3之间的隔片1用于实现第一谐振腔8与介质块3之间的耦合；位于第二谐振腔9与介质块3之间的隔片1用于实现第二谐振腔9与介质块3之间的耦合，隔片1的数量要比介质块3多一个。本实施例提供的一种介质滤波器的制作方法具体包括：

（1）根据介质滤波器的频率和耦合要求得到尺寸要求，根据尺寸要求制作介质块3、隔片1、金属腔5以及第一谐振腔8和第二谐振腔9；

其中，参见图3所示，介质块3的制作方法为：（a）采用模具压制所需形状的介质块3生坯，包括介质块3的外形轮廓以及所需的一些结构特征，本实施例中介质块3的外形轮廓为长方体，所需结构包括孔32和切角33，具体根据需要设置；（b）对介质块3生坯进行烧结；（c）对烧结后的介质块3进行精磨；（d）在精磨后的介质块3上制作与耦合窗口相对应的图案31；具体可以直接在精磨后的介质块3上采用钢网或掩膜印刷图案31，也可以先在精磨后的介质块3对应面上焙银，再在焙银后的介质块3上采用激光刻蚀与耦合窗口11相对应的图案31。

参见图2所示，本优选实施例中，隔片1的制作方法为：（a）按隔片1厚度要求选择型材；（b）对型材进行冲压形成外形轮郭、固定孔14以及耦合窗口11；本实施例中外形轮廓为方形，固定孔14位于隔片1的四个角落，用于供金属杆穿过，耦合窗口11根据耦合要求设置，各个隔片1上开设的耦合窗口11可以是相同的，也可以是不同的；本实施例中，位于相邻两个介质块3中间的某个隔片1上的耦合窗口11包括两个第一条形孔以及分别与两个第一条形孔垂直交叉设置的两个第二条形孔，第一条形孔沿长度方向的中心线与隔片1的其中一条中轴线重合，第一条形孔远离隔片1的中心；通过设置第一条形孔远离隔片1的中心可以减少靠近通带附近频率高次模式的耦合，从而通过增加高次模衰减的方式来改善谐波，同时增加了带外抑制，通过设置第二条形孔，从而在通带两端产生两个零点使过渡带更陡，进而抑制近端噪声；（c）在型材上与介质块3相固定的位置加工用于定位介质块3的定位槽12，定位槽12位于隔片1的中心，方便对介质块3进行中心定位；（d）在定位槽12内进一步加工用于放置焊料2、胶或者银浆的料槽13，料槽13为浅槽，可以防止焊料2、胶或者银浆溢出，避免堵塞隔片1的耦合窗口11和介质块3的孔32，通过定位槽12和料槽13之间的台阶能精确控制焊料2成型厚度；所述料槽13至少部分超出介质块3的边缘，料槽13超出介质块3边缘的部分，便于排出空气，减少焊料2、胶或者银浆成型后与隔片1之间的空鼓，提高连接质量；（e）在加工后的型材表面电镀金属层。

在其他实施例中，所述隔片1上还可以只加工定位槽12，不加工料槽13，根据需要，应用钢网或掩膜在介质块3上对应的位置印刷锡膏或者银浆后，与隔片1进行固定；或者所述隔片1上只加工料槽13，不加工定位槽12，介质块3与隔片1之间可以通过夹具进行定位；当然，所述隔片1上也可以既不加工定位槽12也不加工料槽13，这样可以仅通过对型材进行冲压并电镀金属层完成隔片的制作，减少了加工步骤，降低了成本，减少了需要控制的尺寸数量；上述几种实施方式都包含在本发明的保护范围之内。

（2）将各介质块3与相应的隔片1进行固定，形成多个介质块组件4；在每个介质块3外套设一个金属腔5，金属腔5与相应的隔片1固定，形成多个模块化的单腔结构6；

本实施例中，每个介质块组件4包括一个介质块3和一个隔片1，由于隔片1的数量比介质块3多一个，因此还多一个隔片1，多的一个隔片1在后续步骤中再进行安装固定。

本优选实施例中，介质块3与相应的隔片1之间通过焊接、粘接或者烧结的方式进行固定，具体固定方式如下：

（a）将隔片1定位在治具上；（b）将焊料2放入或将胶注入或者将银浆注入隔片1的料槽13中，若采用焊接的方式，则将焊料2放入料槽13中，若采用粘接的方式，则将胶注入料槽13中，若采用烧结的方式，则将银浆注入料槽13中；（c）将介质块3放入定位槽12与焊料2、胶或者银浆接触好；（d）用治具将介质块3与隔片1压紧后放入高温炉进行焊接、粘接或者烧结，介质块3与隔片1固定完毕，形成介质块组件4。

在其它实施例中，所述隔片1上既不加工定位槽12也不加工料槽13，介质块3与相应的隔片1之间通过焊接或者烧结的方式进行固定，具体固定方式如下：

（a）将隔片1定位在治具上；（b）根据需要，应用钢网或掩膜在介质块3上对应的位置印刷锡膏或者银浆，若采用焊接的方式，则在介质块3上对应的位置印刷锡膏，若采用烧结的方式，则在介质块3上对应的位置印刷银浆；（c）将介质块3放在隔片1上对应位置，并通过治具进行中心定位；（d）用治具将介质块3与隔片1压紧后放入高温炉进行焊接或者烧结，介质块3与隔片1固定完毕，形成介质块组件4。这样可以仅通过对型材进行冲压并电镀金属层完成隔片的制作，减少了加工步骤，降低了成本。

优选地，所述金属腔5与所述隔片1之间通过对应设置的定位销和定位孔进行固定，可以是金属腔5上设置定位销，隔片1上设置定位孔，也可以是金属腔5上设置定位孔，隔片1上设置定位销。

（3）将多个模块化的单腔结构6依次堆叠组装在一起，形成中间谐振结构；

本实施例中，为了便于安装金属腔5，其中一个隔片1是在金属腔5安装完毕之后再进行安装的，因此本实施例将多个模块化的单腔结构6依次堆叠组装在一起后，还需在最外侧的介质块3表面增加固定一个隔片1，形成中间谐振结构7。作为优选地，模块化的单腔结构6之间也可以通过对应设置的定位销和定位孔进行初步固定。

（4）在中间谐振结构的两端分别装配第一谐振腔和第二谐振腔；

第一谐振腔8和第二谐振腔9与中间谐振结构7之间也可以通过对应设置的定位销和定位孔进行初步固定，然后再进行最终固定。

本实施例中，中间腔体部件所形成的腔体的厚度即为金属腔5的厚度以及定位槽12的厚度之和，在其他实施例中，若隔片1上不设置定位槽12，则中间腔体部件所形成的腔体的厚度即为金属腔5的厚度。作为一种实施方式，所述介质块3的厚度大于所述金属腔5的厚度以及定位槽12的厚度之和，一般介质块3的厚度与金属腔5以及定位槽12的厚度之和的厚度差值小于0.3mm，则所述步骤（4）之后还包括：将金属杆依次穿过第一谐振腔8、各隔片1及各金属腔5、以及第二谐振腔9上预留的固定孔14，金属杆的两端通过螺母锁紧，从而通过压接的方式将相邻的所述模块化的单腔结构6之间以及所述第一谐振腔8、所述第二谐振腔9与相邻的所述模块化的单腔结构6之间进行固定。具体地，第一谐振腔8、各隔片1及金属腔5、以及第二谐振腔9上均在四个角落处预留有固定孔14，通过四个金属杆依次穿过第一谐振腔8、各隔片1及金属腔5、以及第二谐振腔9上对应的固定孔14，并通过螺母锁紧进行压接，实现产品的整体固定，一方面，实现金属腔5与另外一边隔片1的固定，形成封闭的谐振腔，以及将中间谐振结构与第一谐振腔8和第二谐振腔9固定；另一方面，由于所述介质块3的厚度大于所述金属腔5的厚度，从而在利用金属杆及螺母对产品进行压接时，实现介质块3与另外一边隔片1的压紧固定，固定方便。同时，这种实施方式在生产中或维修过程中，只需要将螺母松开，便可对局部模块进行替换，节约成本。

作为另外一种实施方式，所述介质块3的厚度小于所述金属腔5的厚度以及定位槽12的厚度之和，一般地，金属腔5的厚度以及定位槽12的厚度之和与介质块3的厚度差值小于焊接前焊料或粘接前胶或烧结前银浆的厚度，则所述步骤（4）之后还包括：相邻的所述模块化的单腔结构6之间以及所述第一谐振腔8、所述第二谐振腔9与相邻的所述模块化的单腔结构6之间均通过焊接或者粘接或者烧结的方式进行固定，实现产品的整体固定，一方面将金属腔5与隔片1的另一面通过焊接或者粘接或者烧结的方式进行固定，形成封闭的谐振腔，以及将中间谐振结构与第一谐振腔8和第二谐振腔9之间通过焊接或者粘接或者烧结的方式进行固定；另一方面，由于介质块3的厚度小于金属腔5的厚度，介质块3与隔片1的另一面之间具有间隙，从而可通过焊接或者粘接或者烧结的方式固定，保证了连接的可靠性。

作为优选地，上述步骤之后还包括：安装调谐螺杆以及耦合螺杆。通过安装调谐螺杆以及耦合螺杆，方便进行介质滤波器的频率或耦合微调，从而可以极其方便地修正因加工公差导致的产品电气性能不良的问题。极大程度地降低了加工难度。

实施例2：

本实施例还提供第二种介质滤波器的制作方法，本实施例的介质滤波器与实施例1的介质滤波器的区别在于：第一谐振腔8和第二谐振腔9上分别设有第一耦合结构和第二耦合结构，且仅相邻介质块3之间具有隔片1，第一谐振腔8和第二谐振腔9与介质块3之间不需要隔片1，第一谐振腔8和第二谐振腔9与介质块3之间分别通过第一耦合结构和第二耦合结构进行耦合，此时，隔片1的数量要比介质块3少一个。对应地，本实施例的介质滤波器的制作方法与实施例1的介质滤波器的制作方法的区别在于：本实施例在步骤（2）中，其中一个介质块组件4包括两个介质块3和一个隔片1，两个介质块3分别固定在该隔片1的两端；且在步骤（3）中不需要增加固定一个隔片1，其余步骤与本发明实施例1是类似的，在此不再赘述。

实施例3：

本实施例还提供第三种介质滤波器的制作方法，本实施例的介质滤波器与实施例1、2的介质滤波器的区别在于：所述中间腔体部件包括隔片1和金属腔5一体成型的腔体结构。对应地，本实施例的介质滤波器的制作方法与实施例1、2的介质滤波器的制作方法的区别在于：本实施例在步骤（2）中，将各介质块3与对应的中间腔体部件进行固定，即形成模块化的单腔结构；其余步骤与本发明实施例1、2是类似的，在此不再赘述。

以上实施例中，如果采用二次焊接的方法对介质块、中间腔体部件（或隔片与金属腔）、第一谐振腔、第二谐振腔进行组装固定，为了确保焊接质量稳定，且进行第二次焊接过炉过程中前面一次的焊接结构不被破坏，一般第一次焊接采用高熔点的高温焊料进行焊接，第二次焊接采用低熔点的低温焊料进行焊接。

以上实施例中，第一谐振腔和第二谐振腔内对应位置安装有谐振杆，输入输出接插件采用抽头线与谐振杆连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供的这种介质滤波器的制作方法，首先制作形成多个模块化的单腔结构，然后将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装形成中间谐振结构，最后将其与两端的第一谐振腔和第二谐振腔进行组装形成介质滤波器，制作方法简单，安装方便，生产周期较短，成本低廉，且产品精度高，性能稳定，不良率低，并且在生产或维修途中，介质滤波器局部发生损坏或出现异常时，便于随时更换部件，进一步节约了成本；

（2）本发明在中间腔体部件上加工用于定位介质块3的定位槽12，方便装配过程中对介质块进行中心定位，保证产品的一致性和精确性，使产品性能稳定；

（3）本发明在中间腔体部件上加工用于放置焊料2、胶或者银浆的料槽13，可以防止焊料2、胶或者银浆溢出，避免堵塞耦合窗口11和固定孔14，且能精确控制焊料2成型厚度，提高了生产的一致性和产品的可靠性；料槽13至少部分超出介质块3的边缘，料槽13超出介质块3边缘的部分，便于焊接过程中排出空气，减少焊料2、胶或者银浆与中间腔体部件之间的空鼓，提高连接质量。

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 (10)

1.一种介质滤波器的制作方法，所述介质滤波器包括多个堆叠设置的介质块，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）根据介质滤波器的频率和耦合要求得到尺寸要求，根据尺寸要求制作介质块、中间腔体部件以及两端的第一谐振腔和第二谐振腔；

（2）将各介质块与相应的中间腔体部件进行组装固定，形成多个模块化的单腔结构；

（3）将多个模块化的单腔结构依次堆叠组装在一起，形成中间谐振结构；

（4）在中间谐振结构的两端分别装配第一谐振腔和第二谐振腔。

2.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中介质块的制作方法如下：

（a）采用模具压制所需形状的介质块生坯；

（b）对介质块生坯进行烧结；

（c）对烧结后的介质块进行精磨；

（d）在精磨后的介质块上制作与耦合窗口相对应的图案。

3.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法包括：在中间腔体部件上与介质块相固定的位置加工用于定位介质块的定位槽。

4.如权利要求3所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法还包括：在所述定位槽内进一步加工用于放置焊料、胶或者银浆的料槽，所述料槽至少部分超出介质块的边缘。

5.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中中间腔体部件的制作方法包括：在中间腔体部件上与介质块相固定的位置加工用于放置焊料、胶或者银浆的料槽，所述料槽至少部分超出介质块的边缘。

6.如权利要求4或5所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，介质块与相应的中间腔体部件之间通过焊接、粘接或者烧结的方式进行固定，具体固定方式如下：

（a）将中间腔体部件定位在治具上；

（b）将焊料放入或将胶注入或者将银浆注入中间腔体部件的料槽中；

（c）将介质块与焊料、胶或者银浆接触好；

（d）用治具将介质块与中间腔体部件压紧后放入高温炉进行焊接、粘接或者烧结。

7.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于，所述中间腔体部件包括隔片以及金属腔，则所述步骤（2）具体包括：

将各介质块与相应的隔片进行固定，形成多个介质块组件；

在每个介质块外套设一个金属腔，金属腔与相应的隔片固定，形成多个模块化的单腔结构。

8.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于，所述介质块的厚度大于中间腔体部件所形成的腔体的厚度，则所述步骤（4）之后还包括：

将金属杆依次穿过第一谐振腔、各中间腔体部件以及第二谐振腔上预留的固定孔，金属杆的两端通过螺母锁紧，通过压接的方式将相邻的所述模块化的单腔结构之间以及所述第一谐振腔、所述第二谐振腔与相邻的所述模块化的单腔结构之间进行固定。

9.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于：所述介质块的厚度小于中间腔体部件所形成的腔体的厚度，则所述步骤（4）之后还包括：

相邻的所述模块化的单腔结构之间以及所述第一谐振腔、所述第二谐振腔与相邻的所述模块化的单腔结构之间均通过焊接或者粘接或者烧结的方式进行固定。

10.如权利要求1所述的介质滤波器的制作方法，其特征在于，所述中间腔体部件包括隔片和金属腔一体成型的腔体结构，则所述步骤（2）具体包括：

将各介质块与对应的中间腔体部件进行固定，形成模块化的单腔结构。

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