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[导读]为增进大家对滤波器的认识,本文将对生产5G陶瓷滤波器需要的材料、设备以及陶瓷滤波器在5G时代脱颖而出的原因予以介绍。

滤波器是一种滤波电路,通过滤波器可以将特定频率的信号进行过滤。为增进大家对滤波器的认识,本文将对生产5G陶瓷滤波器需要的材料、设备以及陶瓷滤波器在5G时代脱颖而出的原因予以介绍。如果你对滤波器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、生产5G陶瓷滤波器需要哪些材料

生产一只5G陶瓷滤波器到底需要哪些材料、设备呢?

1.陶瓷粉体喷雾造粒

将介质陶瓷粉体与助剂按一定比例配料,经过球磨混料,烘干过筛后,在烧结炉中高温预烧一定时间,去除粉体杂质,然后在预烧料中加入单体、交联剂和溶剂等,经过磨砂机球磨获得陶瓷浆料,在喷雾造粒机中进行雾化和干燥,干燥好的粒子即为流动性较好的球状团粒。喷雾造粒需要的有:微波介质陶瓷原料、交联剂等助剂,磨砂机、搅拌球磨机、烧结炉、喷雾造粒机等,部分企业列表如下:

2.干压成型

根据所需成型产品型号选用与之相对应的料粉、模具及机台,利用干压成型的原理将料粉加工成具有特殊机械尺寸的陶瓷块。干压成型需要的有:微波介质陶瓷材料,干压设备、模具等,部分企业列表如下:

3.烧结成型

将通过干压成型得到的产品放入 1000 度以上的高温烧结炉中烧结,从而得到高 Q 值、低温度系数的介质基体。烧结成型需要的有:耐火材料,烧结炉等,部分企业列表如下:

4.CNC精雕/水磨

采用CNC数控机床进行磨削,精确陶瓷介质基体的尺寸精度,或放入水磨机内去毛刺。 该工艺需要的有:CNC精雕机、磨抛设备、超声波清洗设备,切削液清洗剂、磨具磨料等,部分企业列表如下:

5.金属化

对烧结后基体进行金属化(浸银/滴孔/喷银)作业,包括银浆浓稠度确认、金属化后半成品外观(无粘连、无缺角、缺银等)、特性(Q 值)、银层附着力确认。

将金属化后产品通过烧银炉高温加热,烧成固状的可导电银层。利用网络分析仪对产品的 Q 值特性进行测试。 金属化需要的有:电子浆料,自动喷银机、自动滴孔机、电镀/真空镀设备、印刷设备、激光设备、烘银炉、网络分析仪等,部分企业列表如下:

6.焊锡印刷

陶瓷介质块背面焊锡印刷,将PCB板通过夹具与介质块进行固定,并将车制镀银的铜柱植入介质滤波器输入/输出端。该工艺需要的有:焊锡材料,焊锡设备、回流焊设备、贴片机等。

7.组装调试

根据制造式样书要求确认材料、锡膏型号后,对部件(基体,PCB,PIN 等)进行组装;并进行调试。 组装调试需要的有:谐振器、滤波电容器、连接器、PIN针、PCB等。

二、陶瓷滤波器如何脱颖而出

先来看看 4G 时代的滤波器,金属同轴腔体滤波器是绝对的主流, 其工作原理是通过不同频率的电磁波在腔体中振荡,保留达到滤波器谐振频率的电磁波, 而其他频率的电磁波在振荡中耗散掉, 从实现滤波的功能。这种滤波器技术成熟、生产成本低,本应是 5G 良选,但在 5G 通信中,远端射频单元(RRU)和天线将集成为主动天线单元(AAU)一起上塔,基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸、重量、功率和发热性能有更高的要求(4G RRU 重量在 13-20kg 之间,5GAAU 重量在 38-47kg 之间)。而金属同轴腔体滤波器体积大、重量大、发热大等特点,价格相对又较贵(金属滤波器初期价格为 120 元,由于原料成本较高,降价空间不大,到后期价格降为 80 元),将对安装调试以及铁塔负荷带来不利的同时增加成本支出。为了解决上述问题,行业中开始关注小型金属腔体滤波器、塑料滤波器和陶瓷介质滤波器这 3 种方案。

其中,小型金属腔体滤波器是一种通过工艺优化实现在性能保持基本稳定的前提下缩减滤波器的体积和重量的快速商用方案,但该方案受限于工艺瓶颈,目前主要应用于 2.6GHz 以下的低频段中,未来不会大规模覆盖(金属滤波器占比在初期为 50%,后期降到 20%),只会作为补偿使用。

其次是塑料滤波器,出于对重量、刚性、价格的考虑,厂商开始考虑采用工程塑料制作滤波器腔体,但由于腔体形变要求较高,还处于研发试用阶段,并无实际案例。

而陶瓷介质滤波器以陶瓷为材料制作而成,没有金属腔体, 电磁波谐振发生在介质材料内部,具有高介电常数、高 Q 值、插入损耗小、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等特点,可承受功率高,具有良好的选频作用,便于大规模集成。但陶瓷介质滤波器生产精度要求高,目前成本还没降下来,由于陶瓷粉体原料的价格低,一旦实现量产,成本可大幅降低(介质滤波器单只价格在初期为 80 元,到建设后期由于越来越多的厂商加入竞争,且良品率提高,价格将降到 20 元),因此未来陶瓷滤波器将占据 5G 滤波器的主要市场。

以上便是此次小编带来的滤波器相关内容,通过本文,希望大家对生产5G陶瓷滤波器需要的材料、设备以及陶瓷滤波器在5G时代脱颖而出的原因具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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