一种陶瓷滤波器表面电极制备方法与流程

本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种陶瓷滤波器表面电极制备方法。
背景技术：
：陶瓷滤波器一般由锆钛酸铅陶瓷材料制成，在片状的陶瓷材料两端涂布金属做出电极，经过直流高压极化后就具有压电效应。作为频率选择的关键元器件，滤波器具有稳定,抗干扰性能良好的特点，广泛应用于电视机、录像机、收音机等各种电子产品中作选频元件。它具有性能稳定、无需调整、价格低等优点，取代了传统的lc滤波网络。滤波器表面的电极镀层制备工艺对滤波器的性能有着关键性影响，目前陶瓷滤波器的电极制备主要有两种方法：一是将糊状银浆印制在陶瓷片表面，经过烘干、高温灼烧等工艺条件，在陶瓷片表面形成均匀银膜；二是采用高真空设备在高真空度下将银溅射或者蒸镀到陶瓷片表面形成电极。但这两种方法均存在一定缺陷，例如将糊状银浆印制在陶瓷片表面上再高温烧结，往往存在银电极与陶瓷片界面结合附着力不够的问题，且成品率低。蒸镀和溅射则需要能提供高真空高功率的镀膜设备，制备成本较高。此外银本身的价格相对昂贵，成本较高。如何实现低成本、工艺简单、金属镀膜在保证致密性及性能稳定同时工艺可控是陶瓷滤波器金属电极工艺研发的未来趋势。技术实现要素：针对上述现有技术中所存在的技术问题，本发明提供了一种制备陶瓷滤波器表面电极的方法，操作简单，不需要大型高功率高真空设备，成本低廉，采用铜代替银，极大的降低了生产成本，同时第二金属镀层锡的引入，较好解决了铜电极易氧化的问题，提升了电极的使用寿命。一种制备陶瓷滤波器表面电极的方法包括：s1：陶瓷基材表面的清洗，得到第一陶瓷基材；s2：将所述第一陶瓷基材利用镀膜工艺，制备第一铜镀层，所述第一铜镀层的厚度为100nm至800nm，得到具有第二陶瓷基材；铜镀层的厚度会影响电极导电性能，铜镀层的厚度为100nm至800nm时电极方块电阻为0.01至0.5欧姆，该电极方块电阻可较好保证电极电力传导性能。s3：将所述第二陶瓷基材利用镀膜工艺，制备包覆于铜表面的第二锡镀层，所述第二锡镀层的厚度为50nm至900nm。锡镀层的厚度会影响电极抗氧化性能，锡镀层的厚度为50nm至900nm时电极方块电阻为0.1-1欧姆，该镀层厚度下可较好保护金属铜电极氧化。优选地，所述s1中，所述陶瓷基板选自锆钛酸铅陶瓷材料或铝改性的锆钛酸铅陶瓷材料。优选地，所述s1中陶瓷基材表面的清洗条件为：将所述陶瓷基材浸泡于强酸或者有机试剂中，浸泡时间为30-90min，温度为30℃。优选地，所述强酸选自摩尔浓度为15-30％的盐酸、硝酸、硫酸中的一种，所述有机试剂选自乙醇、异丙醇、丙酮、甲苯的一种。优选地，所述s2中镀膜工艺为化学镀膜。一种陶瓷滤波器表面电极制备方法，所述化学镀膜工艺为：将所述第一陶瓷基材浸泡在含有铜离子的前驱体溶液中，镀膜时间为20-30min，反应温度为25℃，所述前驱体溶液包括靶盐、络合剂、ph缓冲剂以及甲醛，所述靶盐浓度为5g/l-30g/l，所述络合剂浓度为5g/l-15g/l、所述ph缓冲剂浓度为10g/l-20g/l，所述甲醛浓度为0.36％-0.72％。化学镀膜过程中，络合剂有利于维持靶盐在镀液中的稳定性，以实现长时间化学镀膜而不分解，并获得良好的镀层外观。ph缓冲剂可以起到辅助络合的作用，从而进一步提高镀液的稳定性，防止从金属基体上溶解的杂质离子给予镀液的有害影响。镀液温度为20-80℃，过高的温度不利于镀液中金属离子的稳定，造成镀液的浑浊和分解，过低的温度会降低化学镀膜速率。优选地，所述靶盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的一种或几种；所述络合剂选自乙二胺四乙酸钠或乙二胺四乙酸、氮川三乙酸钠、二乙烯三胺五醋酸、聚乙烯乙二醇中的一种或几种；所述ph缓冲剂选自氢氧化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、硼酸的一种或几种。优选地，所述s3中镀膜工艺为化学镀膜。优选地，所述化学镀膜工艺为：将所述第二陶瓷基材浸泡在含有锡离子的前驱体溶液中，镀膜时间为60-120min，反应温度为30-50℃，所述前驱体溶液包括靶盐、络合剂、ph缓冲剂、还原剂，所述靶盐浓度为10g/l-20g/l、所述络合剂浓度为45g/l-60g/l、所述ph缓冲剂浓度为15g/l-30g/l，所述还原剂浓度为10g/l-150g/l。优选地，所述靶盐选自甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、2-羟丙基-1-磺酸锡、对苯酚磺酸锡、氯化亚锡、硫酸亚锡、氧化亚锡、氟硼酸亚锡、磺基琥珀酸亚锡中的一种；所述络合剂选自硫脲、二乙基硫脲、1,3-二甲基硫脲、三甲基硫脲、n,n-二异丙基硫脲、烯丙基硫脲、乙酰硫脲、乙基硫脲、1,3-二苯基硫脲中的一种或几种；所述还原剂选自有次磷酸、亚磷酸、焦磷酸、聚磷酸以及它们的nh、na、k、ca的磷酸盐类化合物中的一种或几种；所述ph缓冲剂选自edta、羟乙基乙二胺三乙酸、亚氨基二乙酸、亚氨基二丙酸、硝基三乙酸、二乙三胺五乙酸、三乙四胺六乙酸、乙二胺、六甲撑四胺、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、琥珀酸、丙二酸、乙二醇酸、甘氨酸、三聚磷酸、1一羟乙基一1，1一二膦酸中的一种或几种。本发明的有益效果至少包括:(1)、本发明所提供的陶瓷滤波器电极制备方法，不需要大型高功率高真空设备，成本低廉，采用铜代替银，极大的降低了生产成本；(2)、对镀膜实验中的反应浓度、温度、ph等实验条件调控，可较好的调节镀膜的厚度；(3)、同时第二金属镀层锡的引入，较好解决了铜电极易氧化的问题，提升了电极的使用寿命。附图说明图1为陶瓷基材表面镀膜工艺流程示意图。具体实施方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。实施例1本实施例提供一种制备陶瓷滤波器电极的方法，实验流程如图1所示。1.陶瓷基板预清洗。使用30％的盐酸清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用丙酮、异丙醇依次再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有氯化铜和乙二胺四乙酸(edta)、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡20min。氯化铜浓度为10g/l，edta浓度为15g/l，naoh的浓度为20g/l，聚乙烯乙二醇浓度为1-8g/l，甲醛浓度为0.36％，反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材，铜膜厚度为400nm。3.第二镀层制备。使镀铜的陶瓷基材在含有氧化亚锡、硫脲、二水柠檬酸钠、edta、聚磷酸的第二溶液中浸泡1.5h左右。氧化亚锡浓度为18g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，硫脲浓度为60g/l，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l，反应温度为45℃，锡膜厚度为400nm，得到镀上锡膜和铜膜的陶瓷基材。实施例2本实施例提供一种制备陶瓷滤波器电极的方法，实验流程如图1所示。1.陶瓷基板预清洗。使用盐酸和硝酸混合液清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用酒精再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有硫酸铜和edta、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡20min。硫酸铜浓度为20g/l，优选地，edta浓度为15g/l，naoh的浓度为10g/l优选地，聚乙烯乙二醇浓度为1-8g/l，甲醛浓度为0.4％，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材,铜膜厚度为700nm。3.第二镀层制备。使镀铜的陶瓷基材在含有乙烷磺酸锡、二乙基硫脲、二水柠檬酸钠、edta、亚磷酸的第二溶液中浸泡1.5h左右。乙烷磺酸锡浓度为18-20g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，二乙基硫脲浓度为50-60g/l，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l，反应温度为45℃，锡膜厚度为600nm，得到镀上锡膜和铜膜的陶瓷基材。实施例3本实施例提供一种制备陶瓷滤波器电极的方法，实验流程如图1所示。1.陶瓷基板预清洗。使用30％的盐酸清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用丙酮、异丙醇依次再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有硝酸铜和edta、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡30min。硝酸铜浓度为10-20g/l，优选地，二乙烯三胺五醋酸浓度为15g/l，磷酸氢二钠的浓度为20g/l，甲醛浓度为0.36％，优选地，聚乙烯乙二醇浓度为8g/l，反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材，铜膜厚度为600nm。3.第二镀层制备。使镀铜的陶瓷基材在含有氟硼酸亚锡、1,3-二苯基硫脲、二水柠檬酸钠、edta的第二溶液中浸泡1.5h左右。氟硼酸亚锡浓度为18-20g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，1,3-二苯基硫脲浓度为50-60g/l，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l，反应温度为45℃，锡膜厚度为800nm，得到镀上锡膜和铜膜的陶瓷基材。对比例11.陶瓷基板预清洗。使用30％的盐酸清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用丙酮、异丙醇依次再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有氯化铜和乙二胺四乙酸(edta)、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡10min。氯化铜浓度为5g/l，edta浓度为15g/l，naoh的浓度为20g/l，聚乙烯乙二醇浓度为8g/l，甲醛浓度为0.36％，反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材，铜膜厚度为50nm。3.第二镀层制备。使镀铜的陶瓷基材在含有氧化亚锡、硫脲、二水柠檬酸钠、edta、聚磷酸的第二溶液中浸泡1h。氧化亚锡浓度为9g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，硫脲浓度为60g/l，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l,反应温度为45℃，锡膜厚度为20nm，得到镀上锡膜和铜膜的陶瓷基材。对比例21.陶瓷基板预清洗。使用30％的盐酸清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用丙酮、异丙醇依次再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有氯化铜和乙二胺四乙酸(edta)、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡30min。钯盐浓度为30g/l，edta浓度为15g/l，naoh的浓度为20g/l，聚乙烯乙二醇浓度为8g/l，甲醛浓度为0.36％，反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材，铜膜厚度为2μm。3.第二镀层制备。使镀铜的陶瓷基材在含有氧化亚锡、硫脲、二水柠檬酸钠、edta、聚磷酸的第二溶液中浸泡1h。氧化亚锡浓度为20g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，硫脲浓度为60g/l，还原剂聚磷酸的浓度为10g/l,反应温度为45℃，锡膜厚度为1μm，得到镀上锡膜和铜膜的陶瓷基材。对比例31.陶瓷基板预清洗。使用30％的盐酸清洗锆钛酸铅陶瓷，然后用丙酮、异丙醇依次再次清洗干净，烘干，得到预处理后的陶瓷基材。2.第一镀层制备。使预处理陶瓷基材在含有氯化铜和乙二胺四乙酸(edta)、naoh、聚乙烯乙二醇的第一溶液中浸泡20min。氯化铜浓度为10g/l，edta浓度为15g/l，naoh的浓度为20g/l，聚乙烯乙二醇浓度为1-8g/l，甲醛浓度为0.36％，反应温度为室温，得到镀上铜膜的陶瓷基材，铜膜厚度为400nm。3.第二镀层制备在铜表面电镀镍，所述电镀镍的配方为硫酸镍100～200g/l；氯化镍10-30g/l；硼酸10-30g/l，镍层厚度为2μm。4.第三镀层制备使镀铜的陶瓷基材在含有氧化亚锡、硫脲、二水柠檬酸钠、edta、聚磷酸的第二溶液中浸泡1.5h左右。氧化亚锡浓度为18g/l，edta浓度为2.5g/l，二水柠檬酸钠的浓度为20g/l，硫脲浓度为60g/l，聚磷酸的浓度为10g/l，反应温度为45℃，锡膜厚度为400nm，得到镀上锡膜、镍层和铜膜的陶瓷基材。表1实施例对比例性能对比表格序号铜层厚度锡层厚度镍层厚度结合性能插损谐振频率实施例1400nm400nm-良好4.4db6.5m±60kc实施例2700nm600nm-良好4.2db6.5m±30kc实施例3600nm800nm-良好4.3db6.8m±30kc对比例150nm20nm-一般5.3db4.1m±40kc对比例22μm1μm-一般5.0db3.2m±50kc对比例3400nm400nm2μm良好4.8db5.5m±60kc最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。当前第1页12