华为为何果断选择了陶瓷滤波器
目前,5G基站滤波器有三种方案,即小型金属腔体滤波器、塑料滤波器和陶瓷介质滤波器。传统的滤波器一般由金属同轴腔体实现,通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡,保留达到滤波器谐振频率的电磁波,并耗散掉其余频率的电磁波。
陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内部,没有金属腔体,因此体积较上述两种滤波器都会更小。5G时代MassiveMIMO(大规模天线技术)对天线集成化的要求较高,滤波器需要更加的小型化和集成化,为了满足5G基站对滤波器的相关需求,更易小型化的陶瓷介质滤波器成为主流解决方案。
鉴于陶瓷介质滤波器的优势,作为 5G 基站的先头部队,华为最早果断的选择了陶瓷介质滤波器。除华为外,爱立信也倾向于使用陶瓷介质滤波器。中兴、诺基亚等其他设备商也在逐步开始采用陶瓷介质滤波器,预计2021年全球主流设备商会逐步采取全陶瓷方案。
陶瓷滤波器生产工艺及关键环节
1、生产工艺
典型的陶瓷介质滤波器的生产工艺包含陶瓷粉体造粒、压制成型、保温烧结、印制银层、开设耦合窗口陶瓷谐振器、表面贴装、涂覆银层、再烧结、调制、测试、包装等。
陶瓷滤波器采用高温烧结工艺,射频结构设计后,微波介质陶瓷粉末喷雾造粒,干压成型后进行高温烧结,经过 CNC 打磨处理、金属化、制电极、调试等工艺制造而成。陶瓷替代金属,陶瓷介质滤波器量化生产技术难度更高,其难点主要在于粉体配方、干压成型及烧结、金属化和大规模自动化调试技术。
2、关键环节
首先是微波陶瓷粉体配方与制备批量生产一致性的问题,介质滤波器生产过程中需尽力控制工艺以制出杂质少、缺陷少、晶粒均匀分布的陶瓷。
我国陶瓷滤波器产业面临的挑战
1、5G陶瓷滤波器的生产加工难度大
首先,我国的先进陶瓷制备技术还是落后于国外的,其中最主要的生产环节-粉体制备技术可以说还远远落后于日本及西方国家,这将直接影响陶瓷滤波器产品的品质。
2、行业标准化建设
行业测试和要求都没有标准,比如可靠性要求,材料瓷体与银浆的配合,对于插损指标的影响。本身5G也还在测试中,还需一段时间的验证和运营商提速,所以相关通讯设备也在成熟完善中。未来标准化,有助于降低资源浪费。
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