CN114161553A - 倒t型盲孔陶瓷介质滤波器及其专用模具 - Google Patents

Abstract

倒T型盲孔陶瓷介质滤波器及其专用模具，属于陶瓷介质滤波器技术领域，克服了现有技术在陶瓷块表面单面或多面设有多个谐振孔或耦合孔，占用了陶瓷块的表面积，导致整体体积增大的问题，特征是在陶瓷板本体的上表面向下设有2个上孔，位于2个上孔的下面分别设有下孔，且下孔的直径大于上孔的直径，由上孔和下孔一体注凝成型为倒T型盲孔，同时提供了倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具，有益效果是，实现了下孔直径大于上孔直径，且下孔只与上孔相通的倒T型盲孔凝胶注模成型，为后续工序烧结与镀银提供了良好基础，提高了介电常数和Qf值，降低了插损，节约了电能，满足了5G通信对陶瓷介质滤波器的小型化、轻量化、低成本和高性能的要求。

Description

倒T型盲孔陶瓷介质滤波器及其专用模具

技术领域

本发明属于陶瓷介质滤波器技术领域，特别涉及倒T型盲孔陶瓷介质滤波器及其专用模具。

背景技术

滤波器作为射频单元的核心器件之一，其作用是消除干扰杂波，让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能的衰减。随着通信***的发展，尤其是5G通信对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的需求明显，由于陶瓷介质滤波器采用陶瓷基体镀银来形成谐振器，多个谐振器以及各个谐振器之间的耦合形成滤波器，可以满足5G通信对滤波器尺寸越来越小的要求。陶瓷介质滤波器的一个重要指标是***损耗低，***损耗指滤波器传输频率范围内的损耗值，是无失真传输的关键之一。微波介质材料Q值与介质损耗成反比关系，Q值越大，滤波器的***损耗就越低，因此要降低***损耗，就要求介质陶瓷材料和表面金属膜的Q值要大。

现有技术中，陶瓷滤波器是由微波介质陶瓷粉末压制成型后进行高温烧结，经过打磨处理、金属化和调试等工艺制造而成，也就是成型、高温烧结后，需要后期进行精雕加工，而且，现有技术中，陶瓷介质滤波器的设计大体上都是在一个陶瓷块上面开设有通孔或盲孔，而通孔或盲孔也有圆孔、长条孔或T型孔，但都设置在陶瓷块表面，如申请号为CN201410471457.0的发明公开了一种“设有逆向阶梯式谐振腔的介质谐振器及其工作方法”，该发明包括顶面和底面，该顶面和底面之间至少设有一通孔，该通孔由上半通孔和下半通孔拼接而成；其中，所述上半通孔的孔径大于下半通孔的孔径，或所述下半通孔的孔径大于上半通孔的孔径。该发明的介质谐振器在未改变通孔深度的基础上，实现了对滤波频率的改变，扩大了其滤波信号的频率范围。但是，通过该发明的说明书附图可见，该发明无论是上半通孔的孔径大于下半通孔的孔径，或下半通孔的孔径大于上半通孔的孔径，上半通孔与下半通孔都是与顶面和底面相通的。申请号为CN201921087241.9的实用新型在陶瓷谐振器上表面向下开设有开口朝上的第一盲孔，并在其下表面向上开设有开口朝下的第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔相对设置。申请号为 CN202010722569.4的发明公开了一种介质滤波器耦合转换结构，该发明在所述陶瓷介质体上设有第一谐振盲孔、第二谐振盲孔和耦合盲孔，所述第二谐振盲孔为台阶孔，且所述第二谐振盲孔的深度大于或等于耦合盲孔的深度；该发明通过调节台阶孔的半径比，台阶的高度差能够调整高次模的谐振频率，从而增大对远端寄生的衰减，提高了全盲孔结构介质滤波器远端的带外抑制。但是，陶瓷滤波器是通过在陶瓷表面印刷电路并与电路板焊接实现其功能的，现有技术在陶瓷块表面加工的正T型孔，或在单面或多面设有多个谐振孔或耦合孔，都占用了陶瓷块的表面积，为了保证陶瓷滤波器的功能，势必使得陶瓷滤波器的表面积加大，而加大盲孔的深度，又会增加陶瓷滤波器的厚度；表面积的加大和厚度的增加，导致陶瓷滤波器的整体体积增大，与5G通信对滤波器的小型化和轻量化的要求是相悖的。有资料介绍，为满足阵列天线的要求，5G滤波器的尺寸要求在50×30×30mm以下，因此，如何设计一种滤波器，在同样工作频率下增大陶瓷滤波器表面积，从而使陶瓷滤波器的整体体积缩小，满足5G通信对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的要求是本领域的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的问题是，克服现有技术的不足之处，提供可以满足5G滤波器的小型化和轻量化的要求，又满足介质陶瓷材料表面金属膜的Q值要大的要求的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器及其专用模具，通过本发明提供的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具解决倒T型盲孔陶瓷介质滤波器一次成型的技术难题。

本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器包括陶瓷板本体，所述陶瓷板本体包括上表面、下表面、前表面、后表面、左表面和右表面，在所述陶瓷板本体的上表面向下设有2个上孔，位于2个上孔的下面分别设有下孔，且所述下孔的直径大于上孔的直径，所述上孔与下孔相通，所述下孔与陶瓷板本体的下表面、前表面、后表面、左表面和右表面均不相通，由所述上孔和下孔一体注凝成型为倒T型盲孔。

所述上孔的直径为3～4mm，所述下孔的直径为6～9mm。

所述倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的体积为33～35mm×16～20mm×7～10mm。

本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具包括型模3，在型模3上面安装有2个盖板2，在2个盖板2上面安装有组装定位板1，在所述组装定位板1上设有2个组合芯安装孔，在所述组装定位板1、盖板2和型模3上对应设有定位销安装孔并安装有定位销5，通过定位销5将定位板1、盖板2和型模3组合在一起，在所述2个盖板2上对应组装定位板1相应设有 2个组合芯安装孔，在组装定位板1和盖板2的2个对应的组合芯安装孔中安装有组合芯6，所述组合芯6下部伸入型模3的型腔9中，在型模3的下面设有垫板4。

所述组合芯6包括中心芯601，在中心芯601的周围分别设有4个第一活动芯602和4个第二活动芯603，所述第一活动芯602与第二活动芯603间隔排列；由中心芯601周围的4个第一活动芯602和4个第二活动芯603从上至下依次共同形成活动芯手柄圆柱面604、定位圆锥面605、上孔型芯圆柱面606和下孔型芯圆柱面607，4个第一活动芯602和4个第二活动芯603的中心形成与中心芯601的中心芯定位柱6012接触的定位孔，所述中心芯601的中心芯定位柱6012***该定位孔中，并可向上拔出。

所述中心芯601上端为中心芯手柄6011，下端为中心芯定位柱6012。

所述第一活动芯602由上至下依次设有第一活动芯扇形手柄6021、第一活动芯扇形定位柱6022、第一活动芯上孔型芯6023和第一活动芯下孔型芯6024。

所述第二活动芯603由上至下依次设有第二活动芯扇形手柄6031、第二活动芯扇形定位柱6032、第二活动芯上孔型芯6033和第二活动芯下孔型芯6034。

与现有技术相比，本发明的有益效果是;

（1）本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器由位于陶瓷板本体上表面向下设有的2个小直径上孔以及与2个小直径上孔相通但与陶瓷板本体的下表面、前表面、后表面、左表面和右表面均不相通的下孔，由所述上孔和下孔一体注凝成型为倒T型盲孔，后期无需再进行精雕加工，不改变陶瓷的分子结构，提高了介电常数和Qf值，降低了插损，节约了电能。

（2）本发明提供了倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具，由于采用在中心芯的周围分别设有的4个第一活动芯和4个第二活动芯构成的组合芯，第一活动芯与第二活动芯间隔排列；由中心芯周围的4个第一活动芯和4个第二活动芯从上至下依次共同形成活动芯手柄圆柱面、定位圆锥面、上孔型芯圆柱面和下孔型芯圆柱面，4个第一活动芯和4个第二活动芯的中心形成与中心芯的中心芯定位柱接触的定位孔，所述中心芯的中心芯定位柱***该定位孔中，并可向上拔出，使用时，通过浇注口将陶瓷浆料注入型腔中，待陶瓷浆料凝固后，首先将4个定位销拔出，卸掉组装定位板，然后将组合芯的中心芯向上拔出，为拔出第一活动芯和第二活动芯腾出空间，再依次拔出第二活动芯和第一活动芯，在将组合芯全部拔出后，再卸掉2个盖板，然后，再依次卸掉型模，从而将落在垫板上的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器毛坯取出，转下道工序烧结即可，实现了下孔直径大于上孔直径，且下孔只与上孔与相通，与陶瓷板本体的下表面、前表面、后表面、左表面和右表面均不相通，尤其是上孔的直径仅为3～4mm，下孔的直径仅为6～9mm的倒T型盲孔凝胶注模成型，并使得倒T型盲孔的孔型轮廓良好，孔壁光滑，为后续工序烧结与镀银提供了良好基础。

（3）本发明采用倒T型盲孔的结构，体积小于50×30×30mm，可以达到33～35×16～20×7～10mm，在同样工作频率下加大了陶瓷滤波器表面积，使陶瓷滤波器的整体体积缩小，满足了5G通信对陶瓷介质滤波器的小型化、轻量化、低成本和高性能的要求。

附图说明

图1是本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是图3的C-C剖视图；

图7是图6的D处局部放大图；

图8是本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具组合芯的立体图；

图9是图8的***图；

图10是本发明组合芯的中心芯立体图；

图11是本发明组合芯的第一活动芯立体图；

图12是本发明组合芯的第二活动芯立体图。

图中：

1.组装定位板， 2.盖板，

3.型模， 301．横向模板， 302.纵向模板，

4.垫板， 5.定位销，

6.组合芯，

601.中心芯

6011.中心芯手柄， 6012.中心芯定位柱,

602.第一活动芯,

6021.第一活动芯扇形手柄, 6022.第一活动芯扇形定位柱,

6023.第一活动芯上孔型芯, 6024.第一活动芯下孔型芯，

603第二活动芯,

6031.第二活动芯扇形手柄, 6032.第二活动芯扇形定位柱,

6033.第二活动芯上孔型芯, 6034.第二活动芯下孔型芯，

604.活动芯手柄圆柱面,

605.定位圆锥面,

606.上孔型芯圆柱面,

607.下孔型芯圆柱面，

7.浇注口， 8.排气孔， 9.型腔，

101．陶瓷板本体，

102．上表面， 103．下表面，

104．上孔， 105．下孔，

106.前表面， 107.后表面，

108.左表面， 109.右表面。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

具体实施方1

如图1和2所示，本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器包括六面体的陶瓷板本体101，所述陶瓷板本体101包括上表面102、下表面103、前表面106、后表面107、左表面108和右表面109，在所述陶瓷板本体101的上表面102向下设有2个上孔104，位于2个上孔104的下面分别设有下孔105，且所述下孔105的直径大于上孔104的直径，进一步讲，所述上孔104的直径为3～4mm，所述下孔105的直径为6～9mm，所述上孔104与下孔105相通，所述下孔105与陶瓷板本体101的下表面103、前表面106、后表面107、左表面108和右表面109均不相通，由所述上孔104和下孔105一体注凝成型为倒T型盲孔，其截面为倒T型盲槽。

本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器体积小于50×30×30mm，可以达到33～35×16～20×7～10mm。

具体实施方2

如图3～图6所示， 本发明倒T型盲孔陶瓷介质滤波器专用模具采用的技术方案包括型模3，在型模3上面安装有2个盖板2，在2个盖板2上面安装有组装定位板1，在所述组装定位板1上设有4个定位销安装孔、2个组合芯安装孔、1个浇注口7和4个排气孔8，在所述2个盖板2上对应组装定位板1相应设有4个定位销安装孔、2个组合芯安装孔、1个浇注口7和4个排气孔8，其中，2个盖板2上的浇注口7由前后2个盖板2上的半圆形浇注口拼合而成，所述型模3包括前后2个横向模板301，在前后2个横向模板301上分别设有左右2个定位槽并在2个定位槽中分别安装有纵向模板302，由2个横向模板301和2个纵向模板302组成型模3，在2个横向模板301和2个纵向模板302之间形成型腔9，在所述型模3的2个横向模板301上对应组装定位板1和盖板2相应设有4个定位销安装孔，在组装定位板1和盖板2的2个对应的组合芯安装孔中安装有组合芯6，所述组合芯6下部伸入型模3的型腔9中，在所述组装定位板1、盖板2和型模3上对应设有的4个定位销安装孔中安装有定位销5，通过定位销5将组装定位板1、盖板2和型模3组合在一起，在型模3的下面设有垫板4；

如图7～图12所示， 所述组合芯6包括中心芯601，在中心芯601的周围分别设有4个第一活动芯602和4个第二活动芯603，所述第一活动芯602与第二活动芯603间隔排列；所述中心芯601上端为中心芯手柄6011，下端为中心芯定位柱6012；所述第一活动芯602由上至下依次设有第一活动芯扇形手柄6021、第一活动芯扇形定位柱6022、第一活动芯上孔型芯6023和第一活动芯下孔型芯6024，所述第二活动芯603由上至下依次设有第二活动芯扇形手柄6031、第二活动芯扇形定位柱6032、第二活动芯上孔型芯6033和第二活动芯下孔型芯6034，由中心芯601周围的4个第一活动芯602和4个第二活动芯603从上至下依次共同形成活动芯手柄圆柱面604、定位圆锥面605、上孔型芯圆柱面606和下孔型芯圆柱面607，4个第一活动芯602和4个第二活动芯603的中心形成与中心芯601的中心芯定位柱6012接触的定位孔，所述中心芯601的中心芯定位柱6012***该定位孔中，并可向上拔出。

使用时，通过浇注口7将陶瓷浆料注入型腔9中，待陶瓷浆料凝固后，首先将4个定位销5拔出，卸掉组装定位板1，然后将组合芯6的中心芯601向上拔出，为拔出第一活动芯602和第二活动芯603腾出空间，再依次拔出第二活动芯603和第一活动芯602，在将组合芯6全部拔出后，再卸掉2个盖板2，然后，再依次卸掉2个横向模板301和2个纵向模板302，从而将落在垫板4上的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器毛坯取出，转下道工序烧结即可。

Claims (8)

1.倒T型盲孔陶瓷介质滤波器，包括陶瓷板本体（101），所述陶瓷板本体（101）包括上表面（102）、下表面（103）、前表面（106）、后表面（107）、左表面（108）和右表面（109），在所述陶瓷板本体（101）的上表面（102）向下设有2个上孔（104），位于2个上孔（104）的下面分别设有下孔（105），且所述下孔（105）的直径大于上孔（104）的直径，所述上孔（104）与下孔（105）相通，其特征在于，所述下孔（105）与陶瓷板本体（101）的下表面（103）、前表面（106）、后表面（107）、左表面（108）和右表面（109）均不相通，由所述上孔（104）和下孔（105）一体注凝成型为倒T型盲孔。

2.根据权利要求1所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述上孔（104）的直径为3～4mm，所述下孔（105）的直径为6～9mm。

3.根据权利要求2所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器，其特征在于，所述倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的体积为33～35mm×16～20mm×7～10mm。

4.如权利要求1或2或3所述倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的专用模具，包括型模（3），其特征在于，在型模（3）上面安装有2个盖板（2），在2个盖板（2）上面安装有组装定位板（1），在所述组装定位板（1）上设有2个组合芯安装孔，在所述组装定位板（1）、盖板（2）和型模（3）上对应设有定位销安装孔并安装有定位销（5），通过定位销（5）将定位板（1）、盖板（2）和型模（3）组合在一起，在所述2个盖板（2）上对应组装定位板（1）相应设有 2个组合芯安装孔，在组装定位板（1）和盖板（2）的2个对应的组合芯安装孔中安装有组合芯（6），所述组合芯（6）下部伸入型模（3）的型腔（9）中，在型模（3）的下面设有垫板（4）。

5.根据权利要求4所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的专用模具， 其特征在于， 所述组合芯（6）包括中心芯（601），在中心芯（601）的周围分别设有4个第一活动芯（602）和4个第二活动芯（603），所述第一活动芯（602）与第二活动芯（603）间隔排列；由中心芯（601）周围的4个第一活动芯（602）和4个第二活动芯（603）从上至下依次共同形成活动芯手柄圆柱面（604）、定位圆锥面（605）、上孔型芯圆柱面（606）和下孔型芯圆柱面（607），4个第一活动芯（602）和4个第二活动芯（603）的中心形成与中心芯（601）的中心芯定位柱（6012）接触的定位孔，所述中心芯（601）的中心芯定位柱（601）2***该定位孔中，并可向上拔出。

6.根据权利要求5所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的专用模具，其特征在于，所述中心芯（601）上端为中心芯手柄（6011），下端为中心芯定位柱（6012）。

7.根据权利要求5所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的专用模具，其特征在于，所述第一活动芯（602）由上至下依次设有第一活动芯扇形手柄（6021）、第一活动芯扇形定位柱（6022）、第一活动芯上孔型芯（6023）和第一活动芯下孔型芯（6024）。

8.根据权利要求5所述的倒T型盲孔陶瓷介质滤波器的专用模具，其特征在于，所述第二活动芯（603）由上至下依次设有第二活动芯扇形手柄（6031）、第二活动芯扇形定位柱（6032）、第二活动芯上孔型芯（6033）和第二活动芯下孔型芯（6034）。

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