CN101877426B - 介质滤波器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种介质滤波器及其制备方法。其中，介质滤波器包括介质体，介质体的两个端面之间开设多个通孔形成多个滤波单元；多个端面电极，所述多个端面电极与所述滤波单元一一对应设置在所述介质体的同一个端面上，所述多个端面电极由银制成并覆盖保护层；铜层，覆盖所述介质体除所述保护层外的表面；输入电极和输出电极，分别设置在所述介质体所述两个端面之外相对的两个侧面上，并延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。本发明实施例提供的介质滤波器具有工艺简单，成本低，可靠性高的有益效果。

Description

介质滤波器及其制造方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种介质滤波器及其制造方法。

背景技术

GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、Wimax、LTE等各制式通讯基站设备中，都需要使用射频介质滤波器。在通讯设备中，要求滤波器具有以下性能，插损小、滤波性能好、可靠性高等。介质滤波器是由具有特定形状的介质陶瓷和陶瓷表面的电极所构成。现有的介质滤波器一般采用单一铜电极或银电极。而单一电极滤波器在实际应用中存在很多劣势，如无法同时满足性能和可靠性的要求。铜电极滤波器设计方式单一，无法实现多样化，且铜电极的电导率相对银为低，难以实现高性能滤波器。银电极滤波器存在焊接熔蚀问题，且存在硫化等失效模式，长期可靠性差。单一电极滤波器的综合成本高。

下面介绍一下现有的单独铜电极材料介质滤波器的结构和制备工艺。在介质陶瓷所有表面进行金属化-化学镀铜，再电镀铜，然后以激光刻蚀电极图案，包括形成输入、输出焊盘电极和开路端面电极。但是，铜电极的电导率不够高，导致滤波器插损较大。镀铜工艺难以实现端面多样化电极图案，导致器件带外抑制等性能无法满足产品设计要求。不适合对插损低、滤波性能要求高的应用场合。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种介质滤波器及其制造方法，用于解决现有技术中单一电极介质滤波器存在的性能差、成本高、长期可靠性差的技术问题。

本发明实施例提供一种介质滤波器，包括介质体，介质体的两个端面之间开设多个通孔形成多个滤波单元，该滤波器还包括：多个端面电极，所述多个端面电极与所述滤波单元一一对应设置在所述介质体的同一个端面上，所述多个端面电极由银制成并覆盖保护层；铜层，覆盖所述介质体除所述保护层外的表面；输入电极和输出电极，分别设置在所述介质体所述两个端面之外相对的两个侧面上，并延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。

本发明实施例还提供一种介质滤波器的制造方法，该方法包括：在具有多个滤波单元的介质体的一个端面上设置与所述滤波单元相对应的银制端面电极，所述多个滤波单元是在所述介质体两个端面之间开设多个通孔制成；在所述端面电极上涂覆保护层；在所述介质体除所述保护层外的表面上形成铜层；分别在所述介质体两个端面之外相对的两个侧面上的所述铜层形成输入电极和输出电极，所述输入电极和输出电极延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。

本发明实施例采用在陶瓷介质表面选择性银金属化和铜金属化，并对滤波器开路端面银电极进行局部定位涂覆的技术手段，使本发明实施例提供的介质滤波器具有工艺简单，成本低，可靠性高的有益效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明实施例一的介质滤波器的结构示意图；

图2为本发明实施例二的介质滤波器的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一

本实施例提供一种介质滤波器。首先提供带有多个滤波单元的介质体，所述多个滤波单元是在介质体的两个端面之间开设多个通孔形成的，这是现有技术，在此不再赘述。请参阅图1，如图1所示，所述介质滤波器还包括：

多个端面电极102，所述多个端面电极102与所述滤波单元一一对应，每个滤波单元都对应一个端面电极102，并且这些端面电极102都设置在所述介质体的同一个端面上，所述多个端面电极102由银制成，并在其表面覆盖保护层达到保护和绝缘的目的。

铜层103，覆盖所述介质体除所述保护层外的表面；所述铜层103是通过化学镀铜和电镀铜两个步骤形成，由于介质体并不是金属，一般多以陶瓷为材质，在陶瓷表面镀铜只能通过化学镀铜方式进行，但是由于化学镀铜达不到需要的厚度，在化学镀铜之后再进行电镀，以达到所需厚度。

输入电极104a和输出电极104b，分别设置在所述介质体所述两个端面之外相对的两个侧面上，并延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。本实施例中，介质体以长方体的陶瓷块为例，但不限于此，可以用实际需要的其他几何形状，如正方体等。在该长方体的陶瓷块中两个端面之间开设多个通孔以形成滤波单元111，并且在同一端面每个通孔周围制作端面电极102，通孔与相邻端面电极之间可形成电感电容等效电路用于滤波。

端面电极102由银制成，可以通过用银浆丝网印刷根据滤波器性能设计的需要形成图案，然后烧附固定。具体可以为在介质陶瓷表面进行银浆沉积烧附，并打磨其中一个端面，再在端面形成特殊设计电极图案。银浆沉积是对陶瓷所有表面进行。打磨端面是在银浆沉积烧附之后进行。打磨操作的意图是为了把表面沉积烧附的电极去除，露出陶瓷体，这样可以在陶瓷表面做其它所需要的图案。将打磨的表面向上，丝网固定在陶瓷上方，银浆可以从丝网的网眼位置渗透到表面上，丝网的图案就确定了渗透下来的银浆的分布，从而在表面形成一定的图案。然后通过烧附，把银浆的挥发物去除，把银烧附在陶瓷表面，从而使得银与陶瓷体之间有一定的附着强度。

作为滤波单元111的通孔与银制备的端面电极102之间形成电磁耦合来进行滤波，因此滤波单元111与端面电极102之间的的距离会影响滤波器的性能，具体距离由滤波器的性能指标要求确定。

在端面电极102所在的端面除滤波单元111通孔开口以外的部分涂覆树脂或玻璃作为保护层，其中树脂需要具有耐热性，以防止焊接的高温对保护层造成损坏，故树脂的耐热性需要高于焊接温度，如焊接的温度在240℃-250℃时，可以选择耐热性不低于260℃的温固树脂，如有机硅耐高温树脂，或者其他具有该种特性的耐高温树脂，如果选用玻璃，可以为低温硼硅玻璃，加热固化后形成树脂覆盖的端面电极102。

在介质体除了两个端面另外的四个侧面中选择相对应的一对，在这一对侧面上要设置输入电极104a和输出电极104b，并且所述输入电极104a和输出电极104b延伸至剩余两个侧面中同一侧面上。

所述输入电极104a和输出电极104b具体工艺可以为：

首先，通过金属化镀铜形成铜层103，如化学镀铜和电镀铜，在实际工作操作中，先化学镀铜，然后进行电镀，以实现所需要的镀层厚度。铜层103覆盖介质体除涂覆树脂之外的表面，包括长方体介质体的四个侧面、与端面电极102所在端面及相对的端面，以及两端面上滤波单元111通孔的表面。最后通过激光等刻蚀方法对介质体的四个侧面中相对的一组侧面上的所述铜层103刻蚀出凹槽，并且延伸至剩余两个侧面中同一侧面上，形成一个与周边铜层103断开的“孤岛”，这样就分别形成输入电极104a和输出电极104b。

本实施例通过在陶瓷介质表面选择性银金属化和铜金属化，可规避银电极滤波器的焊接熔蚀失效，铜电极滤波器的插损大、滤波器性能差和无法实现复杂设计的缺点；通过对滤波器开路端面银电极进行局部定位涂覆，可克服银电极滤波器焊接熔蚀失效和长期可靠性差(硫化失效)的风险。

实施例二

本实施例提供一种介质滤波器的制备方法。如图2所示，该方法包括：

步骤201：在具有多个滤波单元的介质体的一个端面上设置与所述滤波单元相对应的银制端面电极，所述多个滤波单元是在所述介质体两个端面之间开设多个通孔制成；

在该步骤中，可以选择长方体的陶瓷块作为介质体。滤波单元为多个穿过长方体两个端面的通孔，通孔与相邻通孔电极之间可形成电感电容用于滤波，具体可以通过铣、车等机械加工方法制备。

在介质体的一个端面上与滤波单元一一对应的设置端面电极，该端面电极是用银浆丝网印刷根据滤波器性能的设计需要形成银电极，然后烧附固定该银电极图案。滤波单元与银电极之间的距离会影响滤波器的性能，具体距离由滤波器的性能指标要求确定。

步骤202：在所述端面电极上覆盖保护层；

在该步骤中，在银电极所在的端面除滤波单元通孔开口以外的部分涂覆保护层，可以是树脂或者玻璃，其中树脂需要具有耐热性，以防止焊接的高温对保护层造成损坏，故树脂的耐热性需要高于焊接温度，如焊接的温度在240℃-250℃时，可以选择耐热性不低于260℃的温固树脂，如有机硅耐高温树脂，或者其他具有该种特性的耐高温树脂及其他材料，如果选用玻璃，可以为低温硼硅玻璃，加热树脂固化形成树脂覆盖的开路端面电极102。

步骤203：在所述介质体除所述树脂层外的表面上形成铜层；

在该步骤中，在介质体除涂覆树脂外的表面进行金属化镀铜形成铜层，包括长方形介质体的四个侧面、端面电极所在的端面及与端面电极所在端面相对的端面，以及两端面上滤波单元通孔的表面。具体工艺包括化学镀铜和电镀铜，在化学镀后再进行电镀，以实现所需要的镀层厚度。

步骤204：分别在所述介质体两个端面之外相对的两个侧面上的所述铜层形成输入电极和输出电极，所述输入电极和输出电极延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。

在该步骤中，在介质体的除两个端面之外的四个侧面中选择一对相对的侧面，通过激光刻蚀介质块这对相对的侧面上的所述铜层形成输入电极和输出电极，并且延伸至剩余两个侧面中同一侧面上，具体是用激光在侧面铜层上刻蚀出凹槽，形成一个与周边铜层断开的“孤岛”。

本发明提供的树脂涂覆技术同样适用于其它银电极器件，本发明提供的混合电极技术同样适用于其它铜电极器件。

本实施例通过在陶瓷介质表面选择性银金属化和铜金属化，可规避银电极滤波器的焊接熔蚀失效，服铜电极滤波器的插损大、滤波器性能差和无法实现复杂设计的的缺点；通过对滤波器开路端面银电极进行局部定位涂覆，缺点，同时也可克服银电极滤波器焊接熔蚀失效和长期可靠性差(硫化失效)的风险。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、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，包括介质体，介质体的两个端面之间开设多个通孔形成多个滤波单元，其特征在于，该滤波器还包括：

多个端面电极，所述多个端面电极与所述滤波单元一一对应设置在所述介质体的同一个端面上，所述多个端面电极由银制成并覆盖保护层；

铜层，覆盖所述介质体除所述保护层外的表面；

输入电极和输出电极，分别设置在所述介质体所述两个端面之外相对的两个侧面上，并延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。

2.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述端面电极具有图案，并通过银浆丝网印刷并烧附制成。

3.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述保护层是树脂层或玻璃层。

4.根据权利要求3所述的介质滤波器，其特征在于：所述树脂为具有耐热性的温固树脂；所述玻璃为低温硼硅玻璃。

5.根据权利要求1所述的介质滤波器，其特征在于：所述铜层通过化学镀铜和电镀铜制成。

6.一种介质滤波器的制造方法，其特征在于，该方法包括：

在具有多个滤波单元的介质体的一个端面上设置与所述滤波单元相对应的银制端面电极，所述多个滤波单元是在所述介质体两个端面之间开设多个通孔制成；

在所述端面电极上涂覆保护层；

在所述介质体除所述保护层外的表面上形成铜层；

分别在所述介质体两个端面之外相对的两个侧面上的所述铜层形成输入电极和输出电极，所述输入电极和输出电极延伸至所述介质体除所述两个端面和两个侧面之外的同一侧面上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，设置所述端面电极的步骤包括：

用银浆丝网印刷形成银电极图案；

将银电极图案烧附固定。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：该保护层是树脂层或玻璃层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，涂覆所述树脂层的步骤包括：

用温固树脂涂覆所述端面电极；

将所述树脂加热固化。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，形成铜层的步骤包括：

化学镀铜；

电镀铜。

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