陶瓷介紹濾波器的干壓成型工藝簡(jiǎn)介

陶瓷介質(zhì)濾波器是5G通訊領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的組件，它的制備工序繁多，從原料到成品要經(jīng)歷干壓成型、燒結(jié)、尺寸加工、金屬化、調(diào)試等多個(gè)步驟。今天我們重點(diǎn)介紹的是關(guān)于干壓成型這道工序。干壓成型的原理是：將經(jīng)噴霧造粒后流動(dòng)性好的微波介質(zhì)陶瓷粉料填充到模腔內(nèi)，通過(guò)壓頭在模腔內(nèi)位移，傳遞壓力，使模腔內(nèi)粉體顆粒重排變形而被壓實(shí)，形成具有一定強(qiáng)度和形狀的陶瓷素坯，然后進(jìn)行燒結(jié)。工藝流程主要包括分料制備、造粒、模壓成型以及燒結(jié)成瓷四個(gè)部分。

圖  濾波器制造工藝流程

影響微波介質(zhì)陶瓷成型的因素有粉體造粒質(zhì)量、成型模具以及壓制過(guò)程中的工藝參數(shù)等。干壓成型一般加壓方式有兩種單面加壓和雙面加壓，壓制成型過(guò)程中，顆粒間以及顆粒與模壁間存在的內(nèi)、外摩擦引起壓力損失使壓坯各部位受力不均，造成坯體密度分布不均勻，密度的均勻性影響濾波器的工作性能，因此在5G陶瓷介質(zhì)濾波器成型過(guò)程中還經(jīng)過(guò)等靜壓再壓一下，提高坯體的致密性。

圖   干壓成型加壓方式

介質(zhì)陶瓷不同于結(jié)構(gòu)陶瓷，對(duì)介電性能和插損要求很高，干壓成型坯體密度較高，瓷件內(nèi)部氣孔少，尺寸精確，燒成收縮小，無(wú)需干燥，形狀規(guī)則且統(tǒng)一好，電性能好，效率高，成本低，適宜大批量連續(xù)化生產(chǎn)，如果坯料顆粒級(jí)配合適，結(jié)合劑使用正確，加壓方式合理，干壓法也可以得到比較理想的坯體密度，因此，目前5G陶瓷介質(zhì)濾波器成型工藝優(yōu)選干壓成型。

5G陶瓷濾波器干壓成型難點(diǎn)

陶瓷介質(zhì)濾波器的胚體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，介質(zhì)塊上具有通槽/通孔，同時(shí)還有數(shù)量不等、大小不一的盲孔，因此胚體在成型時(shí)極易出現(xiàn)裂紋，且盲孔/通孔的增多會(huì)導(dǎo)致坯體成型困難。

圖  5G陶瓷介質(zhì)濾波器陶瓷件

目前，在陶瓷介質(zhì)濾波器生產(chǎn)中，在試產(chǎn)環(huán)節(jié)可以采用簡(jiǎn)單模具干壓成型，燒結(jié)后再機(jī)加工的方法，量產(chǎn)時(shí)按照濾波器結(jié)構(gòu)制作復(fù)雜模具，在其中加入粉料一次性成型的方法。

采用簡(jiǎn)單模具干壓成型，燒結(jié)后再機(jī)加工的方法；但因燒結(jié)后的陶瓷坯體硬度大，韌性差，加工過(guò)程中坯體破碎率高，其加工精度也影響最終產(chǎn)品性能。

按照濾波器結(jié)構(gòu)制作復(fù)雜模具，在其中加入粉料一次性成型的方法，減少后續(xù)機(jī)加工；但是對(duì)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和承受壓力的要求很高，否則會(huì)出現(xiàn)成型過(guò)程中脫模困難、坯體易破碎，壓結(jié)過(guò)程中無(wú)法均勻加壓，陶瓷粉料難以致密，燒結(jié)后易形成難以檢測(cè)的內(nèi)部氣孔等問(wèn)題。目前很多模具廠商已經(jīng)能夠有效解決這方面問(wèn)題。

大家更傾向于能夠一次性成型，并能保證密度均勻性以及尺寸精度，減少后續(xù)加工，降低成本的成型方案。但由于陶瓷濾介質(zhì)波器的形狀較為復(fù)雜且尺寸小，成型坯體密度的一致性和均勻性以及尺寸精度控制是成型的難點(diǎn)所在，密度不均勻引起燒結(jié)變形，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部裂紋甚至直接斷裂，因此，就需要干壓設(shè)備廠商和濾波器生產(chǎn)商深入合作，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)成型設(shè)備及模具進(jìn)行改進(jìn)，解決陶瓷坯體的成型難點(diǎn)，以保證坯體的密度均勻性，減少變形以及送粉過(guò)程中的粉腔充填的均勻性及穩(wěn)定性，提高胚體成型良率和效率。

除了干壓成型外，陶瓷介質(zhì)濾波器的尺寸加工也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，您可以點(diǎn)擊“濾波器制備全流程工藝”一文查看。

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