新基建這股熱風(fēng)，在2020年愈演愈烈，5G基站及其相關(guān)射頻原件的需求與日俱增。

據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)測，全球射頻元件的市場份額2023年或?qū)⑦_(dá)2450億元，其中在5G產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要作用的濾波器，市場份額將達(dá)1575億元。

5G賦予濾波器的新生命，體現(xiàn)在時(shí)代發(fā)展中涌現(xiàn)的眾多“新技術(shù)”。與傳統(tǒng)金屬腔諧振器相比，陶瓷介質(zhì)濾波器具有高抑制、插入損耗小等特點(diǎn)，因此成為了目前5G通信領(lǐng)域的主流濾波方案。

俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士、國際材料物理模擬與數(shù)值模擬聯(lián)合會主席，泰格爾科技有限公司技術(shù)總工牛濟(jì)泰指出，陶瓷濾波器的原理很簡單，但是做起來卻不簡單。

7月24日-25日，由尋材問料主辦的“2020年5G基站關(guān)鍵部件及材料高峰論壇”在深圳舉行，牛濟(jì)泰院士在“5G陶瓷濾波器產(chǎn)業(yè)專場”發(fā)表了題為《真空鍍膜工藝在5G陶瓷濾波器中的應(yīng)用》的演講。

應(yīng)用催生陶瓷濾波器市場

“在信息化加速發(fā)展的浪潮中，移動通訊如移動電話、車載電話、衛(wèi)星電視等需求迅速增長，使得微波技術(shù)應(yīng)用進(jìn)一步拓展。”牛濟(jì)泰談到，微波介質(zhì)陶瓷具有尺寸小、質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于移動通訊、軍用雷達(dá)、無線局域網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術(shù)中。 針對陶瓷濾波器的優(yōu)勢，牛濟(jì)泰總結(jié)了三個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)。一是高介電常數(shù)、低損耗、體積小和功率大，便于大規(guī)模集成；二是可靠性好，陶瓷的各項(xiàng)性能對溫度的變化不敏感，同時(shí)耐腐蝕性能好；三是成本低，原材料和精加工成本低。 但目前陶瓷濾波器的入局門檻較高，相關(guān)工藝和技術(shù)尚不成熟。“陶瓷濾波器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精準(zhǔn)度要求較高，制備流程繁瑣。典型的制備流程包括配料、一次球磨、烘干造粒、預(yù)燒等13道工序，其中表面金屬化是生產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)。”牛濟(jì)泰介紹道。 據(jù)悉，陶瓷濾波器的表面金屬化，決定著濾波器的品質(zhì)因數(shù)、可靠性、焊接性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)，進(jìn)而影響濾波器的良品率。目前，最常用的表面金屬化方法包括絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法、電鍍法、真空蒸鍍法、磁控濺射法。

真空鍍膜技術(shù)是門檻

業(yè)內(nèi)預(yù)測，在終端設(shè)備商強(qiáng)烈要求降本增效的背景下，陶瓷濾波器金屬化的電鍍工藝若能取得突破性進(jìn)展，或許能成為生產(chǎn)商提升成本競爭力的關(guān)鍵因素。 牛濟(jì)泰認(rèn)為，真空鍍膜不僅工藝穩(wěn)定可靠、自動化程度高，而且具有更好的膜基結(jié)合強(qiáng)度，在5G陶瓷濾波器的實(shí)際應(yīng)用中前景廣闊。 然而，真空鍍膜在5G陶瓷濾波器表面金屬化的過程中，還存在一定的技術(shù)壁壘。“真空鍍膜的技術(shù)難題主要包括三點(diǎn)，一是提高陶瓷的單腔Q值，二是提高表面屬層附著力，三是提高可焊性。”

針對陶瓷濾波器金屬化的技術(shù)難題，牛濟(jì)泰認(rèn)為，用過渡層＋導(dǎo)電層＋焊接層的多層膜系結(jié)替代單一的銀層，或許是不錯的解決方法。