一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法及其应用。该方法包括如下步骤：将陶瓷谐振体先进行镀前处理，然后将处理后的陶瓷谐振体放入真空室内，抽真空，当真空度小于10

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法及其应用
本专利技术属于化学表面科学与工程领域，特别涉及一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法及其应用。
技术介绍
5G，意为第五代移动电话行动通信标准，其目标是让终端用户始终处于联网状态，除了智能手机，它还要支持智能手表、健身腕带、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。汽车自动驾驶也需要5G网络系统的支持。工信部此前发布的《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》明确提出，2020年启动5G商用服务。未来5G移动通信将不再依赖大型基站的布建架构，大量的小型基站将成为新的趋势，它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信，因此需要更加强大的性能作为技术支撑。与4G采用电镀银的铝合金腔体作为滤波器相比，5G使用微波介电陶瓷谐振体作为5G滤波器的的核心部件，通过若干组微波介电陶瓷谐振体制成一个信号强大的滤波器，相当于几百甚至上千个4G铝合金腔体滤波器，信号更快更强。不管4G滤波器还是5G滤波器，其关键技术除了腔体材料本身的性质、结构以外，另一项重要关键技术是，腔体材料的表面金属化。4G在高硅铝合金表面浸锌后镀铜镀银，保证滤波器的结合力和Q值(品质因数Q：工作在谐振频率下的滤波器，平均储能与一周期内平均耗能之比)，5G滤波器核心部件微波介电陶瓷也需要金属化，微波介电陶瓷属特殊非金属，金属化非常难，也正因这样，5G滤波器的应用受制于微波介电陶瓷谐振体的金属化。谐振体表面金属化的作用是：防止信号外溢，即，抑制信号衰减。金属化本身的重要技术指标是：镀/涂层的结合力和Q值。结合力和Q值越高效果越好。目前，国内外针对微波介电陶瓷谐振体的金属化技术主要围绕两个途径开展：一是在陶瓷表面直接烧银；二是采用表面处理的方法实现陶瓷金属化。第一种途径，国内外研究较多，存在问题是烧银过程中采用的有机粘合剂在高温焙烧过程容易碳化和气化，在陶瓷内表面形成微孔洞，影响了内表面的平滑性。另外，烧银层结晶粗大，也会导致滤波器的Q值的降低，难以满足5G的高性能需要。第二种途径，采用化学镀、电镀技术或真空镀方法实现陶瓷表面金属化不存在陶瓷内表面孔洞化问题，而且，可以实现原子级结晶的控制，制备超细微内部结构，保证Q值的可靠保护，较第一种途径而言，可在结构复杂的部件实现金属化。微波介电陶瓷谐振体单体材料制作，目前已经获得突破。国内不少公司已经实现了小批量的生产试验，可基本满足温度系数的要求。但可靠的陶瓷表面金属化问题尚未攻克，亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法。本专利技术的另一目的在于提供所述基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法，包括如下步骤：(1)前处理工艺：将陶瓷谐振体进行镀前处理并烘干，得到处理后的陶瓷谐振体I；(2)将处理后的陶瓷谐振体I放入真空室内，抽真空，当真空度小于10-2Pa时，向真空室内充入保护性气体；(3)以溅射镀的方式在陶瓷谐振体I的表面沉积一层金属层作为底层，得到陶瓷谐振体II；其中，金属层的厚度为0.1～1μm；(4)①以溅射镀的方式在陶瓷谐振体II的表面沉积再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；或者是：②向真空室内通入空气，然后取出陶瓷谐振体II，采用化学镀或电镀的方式在陶瓷谐振体II的表面再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；(5)后处理工艺：将陶瓷谐振体III的表面进行保护处理，防止氧化变色，得到基于5G通信技术用陶瓷谐振体。步骤(1)中所述的镀前处理包括超声波酸性除灰、粗化等步骤，可显著提高结合强度；优选为通过如下步骤实现：(A)超声波除油除灰：将陶瓷谐振体放入浓度为40～60ml/L的BH-8铝合金酸性除油剂中进行超声波除油除灰处理，以去除陶瓷谐振体表面的油污及陶瓷粉末，然后将获得的除油除灰后的毛坯进行清洗，得到清洗干净的毛坯；(B)粗化：将步骤(A)中得到的清洗干净的毛坯放入浓度为10～20％(v/v)的BH-36铝合金酸性除垢剂中浸泡5～30min，然后将获得的粗化的毛坯清洗干净，得到镀前处理后的陶瓷谐振体。步骤(A)中所述的BH-8铝合金酸性除油剂的浓度优选为50ml/L。步骤(A)中所述的超声波除油除灰处理的条件为：50赫兹超声处理10～25min。步骤(A)中所述的清洗为用20～35℃的水清洗。步骤(B)中所述的浸泡的温度为20～35℃。步骤(B)中所述的清洗为用20～35℃的去离子水清洗，以去除陶瓷谐振体表面残余的酸溶液。步骤(1)中所述的烘干的条件为：先在100±10℃条件下烘烤20min，再在250±10℃条件下烘烤30min。步骤(2)中所述的保护性气体为氩气。步骤(3)中所述的金属层的金属包括铜、银、金、铝、钛钨合金等；其纯度为99.99％。所述的钛钨合金中钛原子与钨原子的原子比为2～4：6～8。步骤(3)和(4)中所述的溅射镀的条件为：真空度5.0×10-3Pa，频率1000MHz，溅射气压0.5Pa，靶材与陶瓷谐振体的距离100mm。步骤(4)中所述的电镀的条件为：阳极为金属板和不锈钢板，阴极为陶瓷谐振体，温度为20～35℃，电镀时间为10～40min，阴极电流密度为0.5～3A/dm2，阳极电流密度为0.2～1A/dm2。所述的金属板为铜板、银板或金板。步骤(4)中所述的电镀的镀液组成如下：氰化银钾或氰化金钾40～70g/L、氰化钾90～150g/L、碳酸钾30～50g/L、氢氧化钾6～10g/L。步骤(4)中所述的金属层的金属包括铜、银、金等。步骤(5)中所述的后处理工艺优选为通过如下步骤实现：(a)①铜抗氧化处理：将面层沉积的金属为铜的陶瓷谐振体III放入BH-203铜抗氧化剂溶液中，于40～60℃条件下浸泡2～5min；②银、金抗氧化处理：将面层沉积的金属为银或金的陶瓷谐振体III放入BH-206银抗氧化剂溶液中，于40～60℃条件下浸泡1～10min；(b)水洗、烘干：将步骤①或②抗氧化处理后的陶瓷谐振体III进行水洗，然后烘干，得到基于5G通信技术用陶瓷谐振体。步骤(b)中所述的水洗为用20～35℃的水进行清洗，以去除陶瓷谐振体表面表面残余的溶液。步骤(b)中所述的烘干的条件为：在120℃条件下烘烤30～60min。所述的基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法在5G通信领域滤波器中的应用。所述的滤波器为由陶瓷谐振体组合成的滤波器。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本专利技术是在陶瓷谐振体表面用真空镀办法形成一种单金属层或者合金层作为底层，然后采用真空镀、化学镀或者电镀方式加厚面层金属，其创新之处在于非金属陶瓷谐振体的单金属层或合金层的底层金属采用真空镀方法获得，而非烧银或者化学镀方法获得，可以使Q值性能提高30％，可以满足5G通信技术Q值的要求。较一般的化学镀，工艺简单，无废液废水产生，非常环保；较烧银而言，可以在更加复杂的零件上实现表面处理金属化。2、本专利技术可在复杂的工件表面实现金属沉积，通过本专利技术的前处理工艺，其结合强度可大幅提高，可以较烧银提高20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)前处理工艺：将陶瓷谐振体进行镀前处理并烘干，得到处理后的陶瓷谐振体I；(2)将处理后的陶瓷谐振体I放入真空室内，抽真空，当真空度小于10‑2Pa时，向真空室内充入保护性气体；(3)以溅射镀的方式在陶瓷谐振体I的表面沉积一层金属层作为底层，得到陶瓷谐振体II；其中，金属层的厚度为0.1～1μm；(4)①以溅射镀的方式在陶瓷谐振体II的表面沉积再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；或者是：②向真空室内通入空气，然后取出陶瓷谐振体II，采用化学镀或电镀的方式在陶瓷谐振体II的表面再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；(5)后处理工艺：将陶瓷谐振体III的表面进行保护处理，防止氧化变色，得到基于5G通信技术用陶瓷谐振体。

【技术特征摘要】
1.一种基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)前处理工艺：将陶瓷谐振体进行镀前处理并烘干，得到处理后的陶瓷谐振体I；(2)将处理后的陶瓷谐振体I放入真空室内，抽真空，当真空度小于10-2Pa时，向真空室内充入保护性气体；(3)以溅射镀的方式在陶瓷谐振体I的表面沉积一层金属层作为底层，得到陶瓷谐振体II；其中，金属层的厚度为0.1～1μm；(4)①以溅射镀的方式在陶瓷谐振体II的表面沉积再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；或者是：②向真空室内通入空气，然后取出陶瓷谐振体II，采用化学镀或电镀的方式在陶瓷谐振体II的表面再沉积一层金属层作为面层，得到陶瓷谐振体III；其中，金属层的厚度为2～20μm；(5)后处理工艺：将陶瓷谐振体III的表面进行保护处理，防止氧化变色，得到基于5G通信技术用陶瓷谐振体。2.根据权利要求1所述的基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的镀前处理通过如下步骤实现：(A)超声波除油除灰：将陶瓷谐振体放入浓度为40～60ml/L的BH-8铝合金酸性除油剂中进行超声波除油除灰处理，然后将获得的除油除灰后的毛坯进行清洗，得到清洗干净的毛坯；(B)粗化：将步骤(A)中得到的清洗干净的毛坯放入浓度为10～20％(v/v)的BH-36铝合金酸性除垢剂中浸泡5～30min，然后将获得的粗化的毛坯清洗干净，得到镀前处理后的陶瓷谐振体。3.根据权利要求2所述的基于5G通信技术用陶瓷谐振体的表面处理方法，其特征在于：步骤(A)中所述的超声波除油除灰处理的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金来，赵国鹏，胡耀红，廖磊华，李太春，
申请(专利权)人：广州鸿葳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44