陶瓷介紹濾波器的干壓成型工藝簡介

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

圖  濾波器制造工藝流程

影響微波介質陶瓷成型的因素有粉體造粒質量、成型模具以及壓制過程中的工藝參數等。干壓成型一般加壓方式有兩種單面加壓和雙面加壓，壓制成型過程中，顆粒間以及顆粒與模壁間存在的內、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陶瓷介質濾波器成型過程中還經過等靜壓再壓一下，提高坯體的致密性。

圖   干壓成型加壓方式

介質陶瓷不同于結構陶瓷，對介電性能和插損要求很高，干壓成型坯體密度較高，瓷件內部氣孔少，尺寸精確，燒成收縮小，無需干燥，形狀規則且統一好，電性能好，效率高，成本低，適宜大批量連續化生產，如果坯料顆粒級配合適，結合劑使用正確，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陶瓷介質濾波器成型工藝優選干壓成型。

5G陶瓷濾波器干壓成型難點

陶瓷介質濾波器的胚體為長方體結構，介質塊上具有通槽/通孔，同時還有數量不等、大小不一的盲孔，因此胚體在成型時極易出現裂紋，且盲孔/通孔的增多會導致坯體成型困難。

圖  5G陶瓷介質濾波器陶瓷件

目前，在陶瓷介質濾波器生產中，在試產環節可以采用簡單模具干壓成型，燒結后再機加工的方法，量產時按照濾波器結構制作復雜模具，在其中加入粉料一次性成型的方法。

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

按照濾波器結構制作復雜模具，在其中加入粉料一次性成型的方法，減少后續機加工；但是對模具的結構設計和承受壓力的要求很高，否則會出現成型過程中脫模困難、坯體易破碎，壓結過程中無法均勻加壓，陶瓷粉料難以致密，燒結后易形成難以檢測的內部氣孔等問題。目前很多模具廠商已經能夠有效解決這方面問題。

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，減少后續加工，降低成本的成型方案。但由于陶瓷濾介質波器的形狀較為復雜且尺寸小，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所在，密度不均勻引起燒結變形，嚴重時還會導致內部裂紋甚至直接斷裂，因此，就需要干壓設備廠商和濾波器生產商深入合作，在現有的基礎上對成型設備及模具進行改進，解決陶瓷坯體的成型難點，以保證坯體的密度均勻性，減少變形以及送粉過程中的粉腔充填的均勻性及穩定性，提高胚體成型良率和效率。

除了干壓成型外，陶瓷介質濾波器的尺寸加工也是一個非常重要的環節，您可以點擊“濾波器制備全流程工藝”一文查看。

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