阅读说明：本技术 一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法及其应用系统 (Magnetron ceramic metallization coating control method and application system thereof ) 是由 方豪杰 贺亦文 张晓云 曾雄 于 2020-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法,包括以下步骤：将陶瓷体排列成矩形方阵；刮板在丝网上做横向运动；当刮板在丝网上前进一段距离后,计算丝网上剩余的金属化浆液质量；在丝网上剩余的金属化浆液质量不能达到目标的金属层厚度范围之前,控制单元对照目标金属层厚度和剩余金属化浆液质量,对比数据库中的数据,调小刮板与丝网的角度,保证金属层厚度稳定,本发明中的磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法可保证磁控管陶瓷金属化层厚度均匀,提高磁控管中电性连接的稳定性,同时本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法对应的磁控管陶瓷金属化涂浆系统设置金属化浆液数据库和刮板角度数据库,运行效率高。(The invention discloses a magnetron ceramic metallization coating control method, which comprises the following steps: arranging the ceramic bodies into a rectangular matrix; the scraper plate transversely moves on the silk screen; after the scraper plate advances for a certain distance on the silk screen, calculating the mass of the residual metalized slurry on the silk screen; before the quality of the residual metalized slurry on the screen can not reach the thickness range of the target metal layer, the control unit compares the thickness of the target metal layer with the quality of the residual metalized slurry, compares data in the database, and adjusts the angle between the scraper and the screen to ensure the stable thickness of the metal layer.)

一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法及其应用系统

技术领域

本发明涉及陶瓷金属化技术领域，尤其涉及一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法及其应用系统。

背景技术

磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。

磁控管中的陶瓷体用于固定的导线和导线的电性连接，陶瓷体的一端设置金属化层用于导线的接线，金属化层的厚度影响接线点电性连接的质量。现有比较常用的陶瓷金属化涂浆方法为丝网印刷，在直线丝网印刷的过程中，由于后期金属化液体质量的减少，其能通过丝网模版漏孔的浆液越少，如此会导致排位在后的陶瓷体金属化层过薄，不能满足磁控管陶瓷接线端对于金属化层厚度的需求，影响磁控管接线质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法及其应用系统，保证磁控管陶瓷金属化层的厚度的均匀性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法，包括以下步骤：

S1：将陶瓷体排列成矩形方阵，陶瓷体的中心距为L；

S2：对照陶瓷体金属层目标厚度，调整刮板的角度，将金属化浆液置于丝网上，刮板在丝网上做横向运动；

S3：当刮板在丝网上前进L距离后，计算丝网上剩余的金属化浆液质量；

S4：在丝网上剩余的金属化浆液质量不能达到目标的金属层厚度范围之前，控制单元对照目标金属层厚度和剩余金属化浆液质量，对比数据库中的数据，调小刮板与丝网的角度，保证金属层厚度稳定；

S5：调整刮板角度后，刮板继续直线前进L距离，计算丝网上剩余的金属化浆液质量，然后再调整刮板与丝网的角度，如此循环操作、最后得到厚度均匀的金属化层。

本方法通过调节刮板与丝网之间的角度，改变刮板对模版上金属化浆液的压力，使金属化浆液在剩余量逐渐减少的情况保持适当压力，使模版镂空部分的进浆量均匀，保持烧结后陶瓷金属层厚度的均匀性。

基于上述磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法，本发明还提供一种磁控管陶瓷金属化涂浆系统，包括：

控制单元，用于控制整个系统运行；

计算单元：通过计算刮板行走的L数量，对比金属化浆液数据库的数据，得到丝网上剩余的金属化浆液质量；

金属化浆液数据库：用于储存刮板与丝网之间不同角度下丝网移动过程中金属化浆液质量数据和烧结后对应的金属层厚度；

驱动单元：用于驱动刮板横向移动以及调整刮板的角度；

感应单元：用于感应刮板与丝网之间特定角度下感应金属片的电流；

对比单元：用于对比现有刮板角度内部金属片电流值与角度数据库中对应的电流值；

角度数据库：用于储存刮板与丝网之间不同角度和位置时，刮板内部金属片的感应电流值；

电磁块：用于给感应金属片施加规律变化的磁场。

进一步的，所述金属化浆液数据库得到的方法包括以下步骤：

A1:将与陶瓷体目标金属环匹配的模版材料附于丝网上；

A2:将质量为G₁金属化浆液置于模版上，将刮板与丝网表面的角度设置为R₁，直线驱动刮板在丝网上行走一个L距离；

A3:将剩余的金属化浆液进行收集和计量，剩余的金属化浆液质量为G₂；

A4:将质量为G₂金属化浆液置于模版上，将刮板与丝网表面的角度保持不变，直线驱动刮板在丝网上再行走一个L距离，将剩余的金属化浆液进行收集和计量，剩余的金属化浆液质量为G₃；

A5:重复进行上述步骤，得到刮板与丝网表面R₁角度下金属化浆液质量组{G₁、G₂、...、G_n}_R1，烧结后，测量陶瓷端面的对应的金属层厚度组，{D₁、D₂、...、D_n}_R1；

A6:将刮板与丝网表面的角度设置为R₂、R₃、...、R_n，重复步骤A1-A5，得到刮板相应角度下金属化浆液质量组{G₁、G₂、...、G_n}_R2、{G₁、G₂、...、G_n}_R3、{G₁、G₂、...、G_n}_Rn和金属层厚度组{D₁、D₂、...、D_n}_R2、{D₁、D₂、...、D_n}_R3、...、{D₁、D₂、...、D_n}_Rn；

A7:将刮板与丝网表面不同角度下得到的金属化浆液质量组、金属层厚度，进行记录形成金属化浆液数据库。

为优化金属化浆液数据库数据，所述金属化浆液数据库得到的方法还包括一下步骤：

B5:在步骤A5中，在金属层厚度组找出其中厚度差为目标误差厚度相邻的稳定厚度组{D_x、D_x+1、...、D_x+m}，此稳定厚度组对于的金属化浆液质量组{G_x、G_x+1、...、G_x+m}为刮板R₁角度下液体压力稳定质量组M₁；

B6:在步骤A6，使用B5中同样的方式，得到刮板相应角度下液体压力稳定质量组M₂、M₃、...、M_n；

B7:将刮板与丝网表面不同角度下得到的稳定厚度组、稳定质量组M₂、M₃、...、M_n记录于金属化浆液数据库。

通过上述步骤，金属化浆液数据库中储存稳定厚度组、稳定质量组M₂、M₃、...、M_n，当丝网上剩余的浆液的质量为稳定质量组中数值时，且其对应的稳定厚度组为目标金属层厚度，则在刮板其后面行走L距离时，可直接引用金属化浆液数据库稳定质量组中的数据做对比，不必调节刮板的角度，可减少刮板调节的频率。

优选的，B5步骤中的目标误差厚度可为1μm-5μm。

优选的，所述L距离的起点位于一个金属环前段，L距离的终点位于相应金属环后端与和下一个金属环前端之间，便于丝网上剩余的浆液质量收集。

为了方便角度控制，磁控管陶瓷金属化涂浆系统还包括角度数据库，所述角度数据库得到的方法包括以下步骤：

C1：在装置上施加规律的变化磁场，刮板内部设置金属片，所述金属片电性连接电流检测单元；

C2：在初始位置调整刮板轴线与丝网的角度，并记录刮板内部金属片对应角度的电流值；

C3：刮板每经过一个L距离时，调整刮板轴线与丝网的角度，并记录刮板内部金属片对应角度的电流值。

C4：形成刮板角度和刮板内部感应金属片的角度节数据库。

优选的，所述步骤C1中的变化磁场为磁极交变的磁场，变化的磁场为至少两种，两种所述磁场横向交替排列，所述磁场宽度小于金属片在丝网的最小投影值，便于准确得到刮板内部感应金属片位置和角度的感应值。

本磁控管陶瓷金属化涂浆系统还包括机械部分，所述机械部分包括丝网、赋于丝网上的模版、位于丝网下方支撑陶瓷体的支持件和位于丝网上方的刮板，所述刮板内部设置感应金属片，感应金属片与刮板与金属化浆液接触面平行，模版上开设与金属环相匹配的环形漏孔，用于丝网上浆液漏出，形成金属化层，环形漏孔的中心距为L距离；所述所述刮板的上端设置用于驱动刮板移动和角度改变的驱动组件。

优选的，所述驱动组件包括横向滑块、纵向气缸和旋转电机、所述横向滑块的下端固定设置纵向气缸，所述纵向气缸的下端固定连接旋转电机，所述旋转电机的输出端固定连接刮板的上端，所述横向滑块配置横向直线驱动，用于带动刮板做横向水平移动，纵向气缸用于带动刮板做纵向的上下移动，旋转电机用于带动刮板的旋转，上述驱动件带动刮板进行横向移动和角度调整。

磁控管陶瓷金属化涂浆系统的工作原理为：驱动组件驱动刮板的下端与模版的上表面接触，位于丝网一侧的起始位置，在模版和丝网上放置金属化浆液，然后驱动组件带动刮板做横向移动，当移动一个L距离时，计算单元计算丝网上剩余的金属化浆液质量，对比金属化浆液数据库的数据，得到丝网上剩余的金属化浆液质量，同时感应单元感应刮板与丝网之间特定角度下感应金属片的电流，对比单元对比现有刮板角度内部金属片电流值与角度数据库中对应的电流值，得到刮板的角度；

根据丝网上剩余的金属化浆液质量和刮板现在的角度，首先，计算单元中的判断子单元判断剩余的金属化浆液质量是否在金属化浆液质量组M中，且其对应的稳定厚度组为目标金属层厚度，如果是，无需调整刮板角度，刮板继续进行前进；如果不是，对比金属化浆液数据库，为得到目标金属层厚度，对比对应剩余的金属化浆液质量，找到刮板行走下一个L距离的刮板角度，控制单元的控制器控制机械部分，对刮板的角度进行调整，其中对比单元从角度数据库中找到刮板角度和位置对应的感应金属片的电流值，驱动单元驱动驱动组件，调整刮板角度，使得感应金属片电流值与数据库中相同，则刮板角度位置调整完毕。

刮板可继续前进L距离，如此再重复上述计算，最后得到金属层厚度均匀的金属化层。

本发明的有益效果是：本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法通过在陶瓷体丝网印刷中调整刮板的角度，保证及磁控管陶瓷一端金属化层厚度均匀，其中为减少刮板角度的调整，在金属化浆液数据库设置金属化浆液质量组，减少应用系统中刮板调整的频率，提高运行效率。

综上，本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法可保证磁控管陶瓷金属化层厚度均匀，提高磁控管中电性连接的稳定性，同时本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法对应的磁控管陶瓷金属化涂浆系统设置金属化浆液数据库和刮板角度数据库，运行效率高。

附图说明

图1为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法的步骤图；

图2为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统图；

图3为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统中金属化浆液数据库形成的方法步骤图；

图4为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统中金属化浆液数据库中稳定质量组形成的方法步骤图；

图5为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统中角度数据库得到的方法步骤图；

图6为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统中机械部分结构示意图；

图7为本磁控管陶瓷金属化涂浆控制系统机械部分模版处俯视结构示意图。

图中：1、丝网；2、模版；3、陶瓷体；4、刮板；5、横向滑块；6、纵向气缸；7、旋转电机；8、感应金属片。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图1，一种磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法，包括以下步骤：

S1：将陶瓷体排列成矩形方阵，陶瓷体的中心距为30mm；

S2：对照陶瓷体金属层目标厚度，调整刮板的角度，将金属化浆液置于丝网上，刮板在丝网上做横向运动；

S3：当刮板在丝网上前进30mm距离后，计算丝网上剩余的金属化浆液质量；

S4：在丝网上剩余的金属化浆液质量不能达到目标的金属层厚度范围之前，控制单元对照目标金属层厚度和剩余金属化浆液质量，对比数据库中的数据，调小刮板与丝网的角度，保证金属层厚度稳定；

S5：调整刮板角度后，刮板继续直线前进30mm距离，计算丝网上剩余的金属化浆液质量，然后再调整刮板与丝网的角度，如此循环操作、最后得到厚度均匀的金属化层。

本方法通过调节刮板与丝网之间的角度，改变刮板对模版上金属化浆液的压力，使金属化浆液在剩余量逐渐减少的情况保持适当压力，使模版镂空部分的进浆量均匀，保持烧结后陶瓷金属层厚度的均匀性。

实施例2

基于实施例1的磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法，本发明还提供一种磁控管陶瓷金属化涂浆系统，参考图2，包括：

控制单元，用于控制整个系统运行；

计算单元：通过计算刮板行走的L数量，对比金属化浆液数据库的数据，得到丝网上剩余的金属化浆液质量；

金属化浆液数据库：用于储存刮板与丝网之间不同角度下丝网移动过程中金属化浆液质量数据和烧结后对应的金属层厚度；

驱动单元：用于驱动刮板横向移动以及调整刮板的角度；

感应单元：用于感应刮板与丝网之间特定角度下感应金属片的电流；

对比单元：用于对比现有刮板角度内部金属片电流值与角度数据库中对应的电流值；

角度数据库：用于储存刮板与丝网之间不同角度和位置时，刮板内部金属片的感应电流值；

电磁块：用于给感应金属片施加规律变化的磁场。

进一步的，参考图3，所述金属化浆液数据库得到的方法包括以下步骤：

A1:将与陶瓷体目标金属环匹配的模版材料附于丝网上；

A2:将质量为100g金属化浆液置于模版上，将刮板与丝网表面的角度设置为G₁，直线驱动刮板在丝网上行走一个30mm距离；

A3:将剩余的金属化浆液进行收集和计量，剩余的金属化浆液质量为G₂；

A4:将质量为G₂金属化浆液置于模版上，将刮板与丝网表面的角度保持不变，直线驱动刮板在丝网上再行走一个30mm距离，将剩余的金属化浆液进行收集和计量，剩余的金属化浆液质量为G₃；

A5:重复进行上述步骤，得到刮板与丝网表面90°角度下金属化浆液质量组{G₁、G₂、...、G_n}_R1，烧结后，测量陶瓷端面的对应的金属层厚度组，{D₁、D₂、...、D_n}_R1；

A6:将刮板与丝网表面的角度设置为89°、88°、...、10°，重复步骤A1-A5，得到刮板相应角度下金属化浆液质量组{G₁、G₂、...、G_n}_R2、{G₁、G₂、...、G_n}_R3、{G₁、G₂、...、G_n}_Rn和金属层厚度组{D₁、D₂、...、D_n}_R2、{D₁、D₂、...、D_n}_R3、...、{D₁、D₂、...、D_n}_Rn；

A7:将刮板与丝网表面不同角度下得到的金属化浆液质量组、金属层厚度，进行记录形成金属化浆液数据库。

优选的，所述30mm距离的起点位于一个金属环前段，30mm距离的终点位于相应金属环后端与和下一个金属环前端之间，便于丝网上剩余的浆液质量收集。

步骤A6中，刮板与丝网表面的角度R₂、R₃、...、R_n为整数圆周角，调整幅度为每次调整每一度。

为了方便角度控制，磁控管陶瓷金属化涂浆系统还包括角度数据库，参考图5，所述角度数据库得到的方法包括以下步骤：

C1：在装置上施加规律的变化磁场，刮板内部设置金属片，所述金属片电性连接电流检测单元；

C2：在初始位置调整刮板轴线与丝网的角度，并记录刮板内部金属片对应角度的电流值；

C3：刮板每经过一个30mm距离时，调整刮板轴线与丝网的角度，并记录刮板内部金属片对应角度的电流值。

C4：形成刮板角度和刮板内部感应金属片的角度节数据库。

所述步骤C1中的变化磁场为至少两种，两种所述磁场横向交替排列，所述磁场宽度小于金属片在丝网的最小投影值，便于准确得到刮板内部感应金属片的感应值。

本磁控管陶瓷金属化涂浆系统还包括机械部分，参考图6和图7，所述机械部分包括丝网1、赋于丝网1上的模版2、位于丝网1下方支撑陶瓷体3的支持件和位于丝网1上方的刮板4，所述刮板4内部设置感应金属片8，感应金属片8与刮板4与金属化浆液接触面平行，模版2上开设与金属环相匹配的环形漏孔21，用于丝网1上浆液漏出，形成金属化层，环形漏孔21的中心距为L距离；所述所述刮板4的上端设置用于驱动刮板4移动和角度改变的驱动组件。

优选的，所述驱动组件包括横向滑块5、纵向气缸6和旋转电机7、所述横向滑块5的下端固定设置纵向气缸6，所述纵向气缸6的下端固定连接旋转电机7，所述旋转电机7的输出端固定连接刮板4的上端，所述横向滑块5配置横向直线驱动，用于带动刮板4做横向水平移动，纵向气缸6用于带动刮板4做纵向的上下移动，旋转电机7用于带动刮板4的旋转，上述驱动件带动刮板4进行横向移动和角度调整。

磁控管陶瓷金属化涂浆系统的工作原理为：驱动组件驱动刮板4的下端与模版2的上表面接触，位于丝网一侧的起始位置，在模版2和丝网1上放置金属化浆液，然后驱动组件带动刮板4做横向移动，当移动一个30mm距离时，计算单元计算丝网上剩余的金属化浆液质量，对比金属化浆液数据库的数据，得到丝网1上剩余的金属化浆液质量，同时感应单元感应刮板4与丝网1之间特定角度下感应金属片的电流，对比单元对比现有刮板角度内部金属片电流值与角度数据库中对应的电流值，得到刮板4的角度；对比金属化浆液数据库，为得到目标金属层厚度，对比对应剩余的金属化浆液质量，找到刮板行走下一个L距离的刮板角度，控制单元的控制器控制机械部分，对刮板4的角度进行调整，其中对比单元从角度数据库中找到刮板角度和位置对应的感应金属片的电流值，驱动单元驱动驱动组件，调整刮板角度，使得感应金属片电流值与数据库中相同，则刮板角度位置调整完毕。

刮板可继续前进30mm距离，如此再重复上述计算，最后得到金属层厚度均匀的金属化层。

实施例3

为优化金属化浆液数据库数据，参考图4，本实施例中所述金属化浆液数据库得到的方法还包括一下步骤：

B5:在步骤A5中，在金属层厚度组找出其中厚度差为目标误差厚度相邻的稳定厚度组{D_x、D_x+1、...、D_x+m}，此稳定厚度组对于的金属化浆液质量组{G_x、G_x+1、...、G_x+m}为刮板R₁角度下液体压力稳定质量组M₁；

B6:在步骤A6，使用B5中同样的方式，得到刮板相应角度下液体压力稳定质量组M₂、M₃、...、M_n；

B7:将刮板与丝网表面不同角度下得到的稳定厚度组、稳定质量组M₂、M₃、...、M_n记录于金属化浆液数据库。

通过上述步骤，金属化浆液数据库中储存稳定厚度组、稳定质量组M₂、M₃、...、M_n，当丝网上剩余的浆液的质量为稳定质量组中数值时，且其对应的稳定厚度组为目标金属层厚度，则在刮板其后面行走L距离时，可直接引用金属化浆液数据库稳定质量组中的数据做对比，不必调节刮板的角度，可减少刮板调节的频率。

进一步的，B5步骤中的目标误差厚度可为3μm。

计算单元中设置判断子单元，用于对丝网上剩余的浆液的质量进行判断，判断丝网上剩余浆液的质量与金属化浆液数据库稳定质量组中的质量是否相同。

本实施例中，磁控管陶瓷金属化涂浆系统的工作原理为：驱动组件驱动刮板4的下端与模版2的上表面接触，位于丝网一侧的起始位置，在模版2和丝网1上放置金属化浆液，然后驱动组件带动刮板4做横向移动，当移动一个30mm距离时，计算单元计算丝网1上剩余的金属化浆液质量，对比金属化浆液数据库的数据，得到丝网1上剩余的金属化浆液质量，同时感应单元感应刮板4与丝网1之间特定角度下感应金属片的电流，对比单元对比现有刮板4角度内部金属片8电流值与角度数据库中对应的电流值，得到刮板4的角度；

根据丝网1上剩余的金属化浆液质量和刮板4现在的角度，首先，计算单元中的判断子单元判断剩余的金属化浆液质量是否在金属化浆液质量组M中，且其对应的稳定厚度组为目标金属层厚度，如果是，无需调整刮板角度，刮板4继续进行前进；如果不是，对比金属化浆液数据库，为得到目标金属层厚度，对比对应剩余的金属化浆液质量，找到刮板行走下一个L距离的刮板角度，控制单元的控制器控制机械部分，对刮板4的角度进行调整，其中对比单元从角度数据库中找到刮板角度和位置对应的感应金属片的电流值，驱动单元驱动驱动组件，调整刮板4的角度，使得感应金属片8电流值与数据库中相同，则刮板角度位置调整完毕。

刮板4可继续前进30mm距离，如此再重复上述计算，最后得到金属层厚度均匀的金属化层。

本发明的有益效果是：本磁控管陶瓷金属化涂浆控制方法通过在陶瓷体丝网印刷中调整刮板的角度，保证及磁控管陶瓷一端金属化层厚度均匀，其中为减少刮板角度的调整，在金属化浆液数据库设置金属化浆液质量组，减少应用系统中刮板调整的频率，提高运行效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。