CN114256572A - 一种用于滤波器的陶瓷镀银方法、镀银层及滤波器 - Google Patents

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唐小能
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杜乐德
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Abstract

本发明涉及一种镀银方法,尤其是一种用于滤波器的陶瓷镀银方法、镀银层及滤波器。一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,包括以下步骤:清洗,对瓷体进行清洗;清洗烘干,将清洗后的瓷体进行烘干;导电银浆喷涂,将导电银浆喷涂到瓷体上;银浆烘干,将导电银浆烘干,得到导电银层;导电银层烧结,对导电银层进行烧结,得到镀银层。本发明提供的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法通过加强瓷体表面清洁、选用合适的烧银温度曲线使得银层与陶瓷面结合的更加紧密,从而减小陶瓷介质滤波器插损、提高银层附着力,对陶瓷滤波器的电性能及长期稳定性有了很大的提升。

Description

一种用于滤波器的陶瓷镀银方法、镀银层及滤波器
技术领域
本发明涉及一种镀银方法,尤其是一种用于滤波器的陶瓷镀银方法、镀银层及滤波器。
背景技术
随着电子设备的不断增多,电磁干扰(EMI)现象越来越严重。在传导干扰中,以电源线传导干扰最为严重。抑制电源线上干扰的主要途径是使用EMI滤波器,通常用插入损耗表征滤波器的特性。然而,在实际使用时,即使EMI滤波器的插入损耗设计达标,也有可能因为源阻抗和负载阻抗的变化而得不到最佳的滤波效果。
介质滤波器是通过介质谐振器之间的耦合构成。介质谐振器滤波器的Q值高、插入损耗低、尺寸小、重量轻,被广泛应用在无线基站、卫星通信、导航系统、电子对抗等系统中。现在,介质滤波器作为高频元器件,在微波通信和移动通信领域己成为不可缺少的电子元器件。
插入损耗(InsertionLoss):由于滤波器的介入,在系统内引入的损耗,用网络插入滤波器前的负载功率与插入后的负载功率的比值来表示;可用S21参数来定量描述。
对滤波器来说,无论是金属、塑料还是陶瓷,都是个支撑结构,传输和导电还是要靠金属银层或铜层实现,金属镀层的好坏直接影响介质滤波器的Q值、可靠性、焊接性能等关键性能指标。而银层的附着力直接影响介质滤波器的耐焊接热的可靠性,对介质滤波器的可靠性起着至关重要的作用。
陶瓷介质滤波器可广泛应用于卫星通信、无线基站等领域;随着对产品性能指标的要求越来越高,现有的陶瓷介质滤波器由于银层附着力不好,存在一些产品性能不稳定、成品率低等问题,严重制约了该陶瓷滤波器的应用。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种银层附着力高、插入损耗低、稳定性好、成品率高的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,具体技术方案为:
一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,包括以下步骤:清洗,对瓷体进行清洗;清洗烘干,将清洗后的瓷体进行烘干;导电银浆喷涂,将导电银浆喷涂到瓷体上;银浆烘干,将导电银浆烘干,得到导电银层;导电银层烧结,对导电银层进行烧结,得到镀银层。
优选的,所述清洗依次包括碱性清洗、水洗、酸洗清洗、水洗、超声波清洗、超声波热水清洗。
其中,所述碱性清洗时,在去离子纯水中加入2-6%的碱性清洗剂,加热至50-70℃;所述酸洗清洗时,在去离子纯水中加入2-6%的酸性清洗剂;所述超声波清洗时,在去离子纯水中清洗;所述超声波热水清洗时,在60-80℃去离子纯水中清洗。
优选的,所述清洗烘干时,在100-160℃下烘干。
优选的,所述导电银浆喷涂时,厚度为10-18μm。
优选的,所述银浆烘干时,在150-180℃下烘干。
优选的,所述导电银层烧结时,在烧结炉传输带上设置7个烧结温区,7个烧结温区依次为:温度为400±30℃的第一烧结区、温度为600±30℃的第二烧结区、温度为750±30℃的第三烧结区、温度为880±10℃的第四烧结区、温度为885±10℃的第五烧结区、温度为880±10℃的第六烧结区、温度为760±30℃的第七烧结区;传输速度为100±5mm/min。
进一步的,所述第一烧结区的温度为400℃,所述第二烧结区的温度为600℃,所述第三烧结区的温度为750℃,所述第四烧结区的温度为880℃,所述第五烧结区的温度为885℃,所述第六烧结区的温度为880℃,所述第七烧结区的温度为760℃,所述传输速度为100mm/min。
一种用于滤波器的陶瓷镀银层,由所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备。
一种滤波器,包括由所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备的具有镀银层的陶瓷介质。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果:
本发明提供的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法通过加强瓷体表面清洁、选用合适的烧银温度曲线使得银层与陶瓷面结合的更加紧密,从而减小陶瓷介质滤波器插损、提高银层附着力,对陶瓷滤波器的电性能及长期稳定性有了很大的提升。
附图说明
图1是一种用于滤波器的陶瓷镀银方法的流程图;
图2是导电银层烧结温度曲线;
图3是烧结后导电银层的在电子显微镜下放大500倍的形态图;
图4是烧结后导电银层的在电子显微镜下放大1000倍的形态图;
图5是烧结后导电银层的在电子显微镜下放大2000倍的形态图;
图6是附着力测试图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
针对现有工艺的不足,本发明的目的在于提供一种减小陶瓷介质滤波器插损、提高银层附着力的工艺方法,该工艺方法能显著改善陶瓷介质滤波器元器件的电性能和长期稳定性,特别是降低滤波器的插损和提升银层的附着力,以减少滤波器在实际使用中因使用环境对滤波器造成的影响。根据本发明的工艺方法,能获得比之前工艺插损和附着力都提优15%以上。
实施例一
如图1和图2所示,一种用于滤波器的陶瓷镀银方法:包括以下步骤:
S101碱性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入2%wt的碱性清洗剂,加热至50℃,瓷体清洗30min;
S102水洗:瓷体放入去离子纯水清洗20min;
S103酸性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入2%wt的酸性清洗剂,瓷体清洗30min;
S104水洗:瓷体放入去离子纯水清洗10min;
S105超声波清洗:瓷体放入装有去离子纯水的超声波清洗槽清洗10-30min;
S106热水超声波清洗:瓷体在60℃去离子纯水超声波清洗10min;
S107烘干:洗好的瓷体放入100℃的烘干箱中烘干20min;
S108导电银浆喷涂:将导电银浆喷涂在瓷体上,厚度控制10μm;
S109烘干:150℃的烘干箱中烘干20min;
S110导电银层烧结:在烧结炉传输带上设置七个烧结温区,分别为温度是370℃的第一烧结区、温度是570℃的第二烧结区、温度是720℃的第三烧结区、温度是870℃的第四烧结区、温度是875℃的第五烧结区、温度是870℃的第六烧结区、温度是730℃的第七烧结区,烧结炉的传输速度为95mm/min;烧结后自然冷却。
实施例二
如图1和图2所示,一种用于滤波器的陶瓷镀银方法:包括以下步骤:
S101碱性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入4%wt的碱性清洗剂,加热至60℃,瓷体清洗20min;
S102水洗:瓷体放入去离子纯水清洗15min;
S103酸性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入4%wt的酸性清洗剂,瓷体清洗20min;
S104水洗:瓷体放入去离子纯水清洗15min;
S105超声波清洗:瓷体放入装有去离子纯水的超声波清洗槽清洗20min;
S106热水超声波清洗:瓷体在70℃去离子纯水超声波清洗20min;
S107烘干:洗好的瓷体放入130℃的烘干箱中烘干25min;
S108导电银浆喷涂:将导电银浆喷涂在瓷体上,厚度控制15μm;
S109烘干:165℃的烘干箱中烘干25min;
S110导电银层烧结:在烧结炉传输带上设置七个烧结温区,分别为温度是400℃的第一烧结区、温度是600℃的第二烧结区、温度是750℃的第三烧结区、温度是880℃的第四烧结区、温度是885℃的第五烧结区、温度是880℃的第六烧结区、温度是760℃的第七烧结区,烧结炉的传输速度为100mm/min;烧结后自然冷却。
实施例三
如图1和图2所示,一种用于滤波器的陶瓷镀银方法:包括以下步骤:
S101碱性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入6%wt的碱性清洗剂,加热至70℃,瓷体清洗30min;
S102水洗:瓷体放入去离子纯水清洗20min;
S103酸性清洗:在装有去离子纯水带有加热的清洗槽中,加入6%wt的酸性清洗剂,瓷体清洗30min;
S104水洗:瓷体放入去离子纯水清洗20min;
S105超声波清洗:瓷体放入装有去离子纯水的超声波清洗槽清洗30min;
S106热水超声波清洗:瓷体在80℃去离子纯水超声波清洗30min;
S107烘干:洗好的瓷体放入160℃的烘干箱中烘干30min;
S108导电银浆喷涂:将导电银浆喷涂在瓷体上,厚度控制18μm;
S109烘干:180℃的烘干箱中烘干30min;
S110导电银层烧结:在烧结炉传输带上设置七个烧结温区,分别为温度是430℃的第一烧结区、温度是630℃的第二烧结区、温度是780℃的第三烧结区、温度是890℃的第四烧结区、温度是895℃的第五烧结区、温度是890℃的第六烧结区、温度是790℃的第七烧结区,烧结炉的传输速度为105mm/min;烧结后自然冷却。
通过上述工艺方法制备的陶瓷介质滤波器器件具有更优的插损和银层附着力。
在实际的使用中通过老工艺方法制备,与采用本发明工艺制备的陶瓷介质滤波器两者在性能上的比较如下表所述:
测试项 老工艺 本发明
插损(max)dB 0.95 0.79
插损(Avg)dB 0.69 0.56
银层附着力(Avg)/mm2 16.4 25.8
通过本发明工艺方法制备的陶瓷介质滤波器其插损和银层附着力都提优15%以上。改善陶瓷介质滤波器元器件的电性能和长期稳定性,以减少滤波器在实际使用中因使用环境对滤波器造成的影响。
如图3至图4所示,在电子显微镜下导电银层分布均匀、形态规则。如图6所示,本发明的导电银层的附着力在23-29N/mm2之间,而现有工艺的导电银层的附着力在15-18N/mm2之间,明显的,本发明的导电银层的附着力要优于现有技术中的导电银层的附着力。并且经过长期测试和使用仍然保持较好的电性能和稳定性。
一种用于滤波器的陶瓷镀银层,由一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备。
一种滤波器,包括由一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备的具有镀银层的陶瓷介质。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,包括以下步骤:
清洗,对瓷体进行清洗;
清洗烘干,将清洗后的瓷体进行烘干;
导电银浆喷涂,将导电银浆喷涂到瓷体上;
银浆烘干,将导电银浆烘干,得到导电银层;
导电银层烧结,对导电银层进行烧结,得到镀银层。
2.根据权利要求1所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述清洗依次包括碱性清洗、水洗、酸洗清洗、水洗、超声波清洗、超声波热水清洗。
3.根据权利要求2所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述碱性清洗时,在去离子纯水中加入2-6%的碱性清洗剂,加热至50-70℃;
所述酸洗清洗时,在去离子纯水中加入2-6%的酸性清洗剂;
所述超声波清洗时,在去离子纯水中清洗;
所述超声波热水清洗时,在60-80℃去离子纯水中清洗。
4.根据权利要求1所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述清洗烘干时,在100-160℃下烘干。
5.根据权利要求1所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述导电银浆喷涂时,厚度为10-18μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述银浆烘干时,在150-180℃下烘干。
7.根据权利要求1所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述导电银层烧结时,在烧结炉传输带上设置7个烧结温区,7个烧结温区依次为:温度为400±30℃的第一烧结区、温度为600±30℃的第二烧结区、温度为750±30℃的第三烧结区、温度为880±10℃的第四烧结区、温度为885±10℃的第五烧结区、温度为880±10℃的第六烧结区、温度为760±30℃的第七烧结区;传输速度为100±5mm/min。
8.根据权利要求7所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法,其特征在于,所述第一烧结区的温度为400℃,所述第二烧结区的温度为600℃,所述第三烧结区的温度为750℃,所述第四烧结区的温度为880℃,所述第五烧结区的温度为885℃,所述第六烧结区的温度为880℃,所述第七烧结区的温度为760℃,所述传输速度为100mm/min。
9.一种用于滤波器的陶瓷镀银层,其特征在于,由权利要求1至8任一项所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备。
10.一种滤波器,其特征在于,包括由权利要求1至8任一项所述的一种用于滤波器的陶瓷镀银方法制备的具有镀银层的陶瓷介质。
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