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抢占5G商机,陶瓷介质滤波器注塑成型受青睐

瓷介质滤波器的瓷件量产一直以来都是采用干压成型工艺,在注塑成型方面,早先我们群友也就陶瓷介质滤波器注塑方案的可行性进行了热烈的讨论,可回顾《陶瓷介质滤波器注塑可能取代干压吗?》,现如今,经过产业链各方努力,陶瓷介质滤波器已经实现注塑成型,并得到了厂家量产应用。


一、技术突破,注塑成型显优势



陶瓷介质滤波器是以陶瓷作为原材料,通过在陶瓷基体表面设计滤波电路来实现滤波器的功能,电磁波谐振发生在介质材料内部,陶瓷基体是滤波电路的承载体,起到传输信号和结构支撑的作用,其成型是非常重要的工艺环节。不同于普通结构陶瓷,介质陶瓷对介电性能、差损要求很高,因此对于杂质元素的含量以及孔隙率极其敏感,这也是注塑成型是否可行存在争议的地方。现如今,经过技术突破,注塑成型的滤波器陶瓷基体已经能满足性能要求,能达到干压成型相同的要求性能,受到滤波器生产厂家青睐。


图   一种十阶六陷波的介质波导滤波器    CN110797613A


未来陶瓷介质滤波器的形状结构可能更复杂,存在多个通孔或者不规则形状等,如十阶六陷波的介质波导滤波器 ,对器件的尺寸要求很高,复杂的结构加大了成型难度,但干压成型存在产品形状受限制,需要上下加压、致密度不均匀的不足,且成型模具不易制作、插针易折断,尺寸精度难保证。而注射成型可实现多种结构特征(如孔、沟槽等),尺寸精度高,致密度高,密度均匀性好,且减少机加工量,降低成本,自动化程度高,提高产能。


喂料制备是注塑成型的关键,喂料制备是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的过程,常用来改善细粉的充填性,喂料的好坏直接关系到最终产品的品质,因此需要注意:


  1. 粘结剂的种类选择。粘结剂有蜡基粘结剂体系和塑基粘结剂体系,选择合适的粘结剂体系并搭配合理的脱脂工艺,确保瓷件中不存在粘结剂残留以及杂质元素引入,可极大程度的改善了性能降低的问题。


  1. 粘结剂与陶瓷粉末的体积比例。只有在功能陶瓷粉末完全被粘结剂均匀包裹的前提下,喂料才能够获得良好的流动性,从而更易容获得无缺陷的注射坯,同时可降低注射压力,降低设备载荷,过多的粘结剂比例会造成在脱脂烧结过程中产品内部形成空洞及塌陷,影响产品性能。


  1. 陶瓷粉末粒径选择。陶瓷粉末粒径影响粉体成本和粘结剂体系选择。


二、注塑成型实现量产,相关设备企业受益





注塑成型具有自动化程度高、生产效率高、形状可由简到繁的优势,能够保证尺寸精度及一致性,并且不需要预留后续加工的尺寸余量或只需预留极少的余量,原材料利用率高。目前,注塑成型工艺已经在陶瓷介质滤波器生产中量产应用。


但注塑成型胶含量较高,占据生坯较大的体积,排胶烧结致密化中,粘结剂逐渐分解、挥发,材料发生较大的收缩,且若排胶不充分、有残碳等会降低Q·f值,因此注塑的陶瓷胚件还需要经过脱脂。


图   介质陶瓷注塑成型流程


注塑成型主要流程包括喂料制备、注射成形、催化脱脂、热脱脂以及烧结,随着陶瓷介质滤波器注塑成型工艺实现量产应用,相关设备厂商也将受益:
  1. 混炼造粒设备:昶丰机械、开研机械等。
  2. 注塑机:诺恩、日精、日钢(国内代理商兴荣精密)、阿博格、海天长飞亚、东洋、发那科等。
  3. 催化脱脂炉:星特烁、汇腾科技等;
  4. 热脱脂、烧结炉:恒力、高歌、费舍罗、前锦、真萍电子、阿尔赛、鑫陶、华鑫隆、泰络电子、中达强等;


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