复杂结构一次成型：陶瓷介质滤波器3D打印工艺

陶瓷滤波器，图源景德镇陶瓷大学

01 陶瓷介质滤波器结构

陶瓷介质滤波器的核心结构主要由块状陶瓷基体、谐振孔（通孔或盲孔）、金属化层、调谐与耦合结构、输入/输出端（I/O电极）等组成。微波介质陶瓷基体用于缩小电磁波波长并实现小型化；谐振孔相当于传输线或波导谐振腔，决定了滤波器的中心谐振频率；导电金属化层形成电磁屏蔽边界，能够将电磁波封闭在介质内部；调谐/耦合结构则用来实现正/负耦合及传输零点控制；I/O电极用于连接外部电路，通常采用表面贴装的方式和射频电路互联。

微波介质滤波器结构示意图

02 陶瓷介质滤波器主流加工工艺

陶瓷介质滤波器主流加工工艺主要有4种：干压成型、注射成型、LTCC多层共烧成型以及3D打印。不同应用场景的产品选择不同的加工方式，5G基站用介质波导滤波器主要以干压成型为主，消费电子和模块用小型化滤波器主要以LTCC工艺为主，注射成型和3D打印则用于复杂结构件成型。

低温共烧陶瓷（LTCC）滤波器工艺流程示意图 

03 陶瓷介质滤波器3D打印工艺

对于传统干压、注射成型、LTCC 叠层难以实现的复杂构型一体化滤波器，3D打印信手拈来。利用光固化成型，把微波介质陶瓷粉制备成高致密度生坯，然后再进行脱脂、烧结、退火、金属化，得到复杂构型的滤波器产品，能够解决传统工艺无法形成的内部异形耦合结构。

把微波介质陶瓷微粉（Al₂O₃、TiO₂、Mg₂TiO₄、BZN 等）与光敏树脂、分散剂、光引发剂混合成高固含量陶瓷浆料，用405nm紫外光按CAD切片逐层固化，叠层形成生坯。目前3D打印陶瓷介质滤波器主流工艺有SLA立体光固化、DLP数字光处理以及PμSL面投影微立体光刻三条路线。

陶瓷介质滤波器 3D打印技术

3D打印主要工艺流程：

1、浆料配制：将微波介质陶瓷微粉与光敏树脂、分散剂、光引发剂等均匀混合，固含量约45%；

2、CAD 建模：按烧结收缩率（约15-30%）预先放大1.176-1.428倍，建立结构模型；

3、光固化成型：用405nm紫外光进行扫描，单层固化25-50μm；

4、脱脂烧结：多阶段排胶（室温→700℃分段保温+高温烧结（如 Li₂CaSiO₄ 体系 975℃ 保温 2h）

5、金属化：丝网印刷高温银浆，800℃ 烧结10min形成电极图形。

DLP 3D打印主流工艺流程

3D 打印可以实现传统工艺做不到的内部谐振腔、不等径通孔、异构集成等复杂几何，但烧结收缩率大、脱脂耗时长、Q 值略低于干压，目前主要用于科研原型和定制件。

04 国内相关布局企业

• 摩方精密（BMF）

主打PμSL（面投影微立体光刻）技术，代表设备 microArch® S240光学精度10μm，已应用于众多国内高校科研：中南大学+河北工业大学团队通过其设备制备Mg₂TiO₄微波陶瓷，Q·f达142,000 GHz（逼近干压155,000 GHz的理论值）；北京大学深圳研究生院李昊、国家纳米科学中心刘飞、河北工业大学程立金团队通过其设备制备复杂钙钛矿结构BZN微波陶瓷，实现7.1GHz介质谐振器天线，带宽590MHz，辐射效率超90%。

光固化MT-CST陶瓷滤波器 

• 奇遇科技

具备完整的完整的“陶瓷3D打印设备+陶瓷3D打印材料+陶瓷烧结工艺”整体解决方案，采用自主研发的DLP 3D打印机制备了微波介质陶瓷滤波器，打印速度超600层/小时，光机精度低至50微米。烧结后的成品具有良好的结构一致性、致密化，且空隙、杂质和缺陷也相应减少，为制造结构复杂、精度高的微波介质陶瓷滤波器提供了一种有效的方法，可应用于蜂窝移动网络系统、通信基站、电视卫星接收系统、卫星通信和雷达系统中。 

奇遇科技 3D打印陶瓷介质滤波器过程

• 北京十维科技有限责任公司

成立于2014年，源自清华大学机械系实验室，是国内首家推出工业级高精度DLP光固化陶瓷3D打印机的厂商。其自主研发的AUTOCERA 陶瓷光固化3D打印技术与钛酸钡等介电陶瓷材料，为科研及工业开发提供定制化的谐振器与陶瓷介质滤波器整体解决方案。 

• 托托科技

托托科技成立于2017年，拥有无掩模光刻、高精度3D光刻、磁学检测、光电检测及3D显微镜五大核心产品线的先进技术矩阵。其织雀®系列高精度3D光刻设备，以最高1μm的光学精度和独特的梯度堆叠技术，专门面向微波器件与超材料结构的制备与打印，基于自研空间光调制技术，可实现快速打印成型。

推荐活动一：2026年微波介质陶瓷产业论坛（8月27日｜深圳宝安国际会展中心7号馆）

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