[發明專利]低溫可共燒的介電材料

有效

• 申請號: 201811045092.X
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109467427B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: M·D·希爾;姜建中;J·A·舜克溫勒;N·B·科茨;D·M·菲羅;D·B·克魯克尚克
• 申請（專利權）人: 天工方案公司
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨

本申請公開了低溫可共燒的介電材料的實施例，其可以與高介電材料一起用于形成復合結構，具體地用于射頻部件的隔離器和循環器。低溫可共燒的介電材料的實施例可以是石榴石或白鎢礦結構，例如鎢酸鋇。對于隔離器和循環器的形成，粘合劑/或膠合劑不是必需的。

相關申請的交叉引用

本申請要求享有于2017年9月8日提交的、標題為“LOW TEMPERATURE CO-FIREABLEDIELECTRIC MATERIALS”的第62/555,811號美國臨時申請的權益，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本申請的實施例涉及能夠在不使用粘合劑的情況下形成的可共燒(co-fireable)的介電材料。

背景技術

循環器(circulator)和隔離器(isolator)是在高頻(例如，微波)射頻系統中使用以允許信號在一個方向上通過、同時提供對反方向上的反射能量的高隔離的無源電子器件。循環器和隔離器通常包括盤形組件，盤形組件包括同心地布置在環形介電元件內的盤形鐵氧體或其他鐵磁性陶瓷元件。

圖1的流程圖例示用于制造上述復合盤組件的傳統工藝。在步驟12，由介電陶瓷材料形成圓筒(cylinder)。然后在步驟14，在窯中燒制(fire)(未燒制的或“生坯”)圓筒(通常簡稱為“燒制”)。因此，陶瓷材料是“可燒制的”。然后在步驟16，對圓筒的外表面進行機械加工以確保其外徑(OD)具有所選擇的尺寸。因為尺寸影響微波波導特性，所以在裝配元件中實現精確尺寸是重要的。在步驟18，類似地，對圓筒的內表面進行機械加工以確保其內徑(ID)具有所選擇的尺寸。另外，在步驟20，由磁性陶瓷材料形成桿(rod)。然后在步驟22燒制桿，并且在步驟24，其表面被機械加工為所選擇的OD。如下文所述，桿OD略小于圓筒ID，使得桿能夠牢固地裝配在圓筒內。實現促進桿與圓筒之間的良好粘合的緊密裝配是桿的外表面和圓筒的內表面兩者被機械加工至精確容差的原因。

重要地，在步驟26，將環氧樹脂粘合劑涂敷于桿和圓筒中的一者或兩者。在步驟28，將桿插入到圓筒內以形成桿和圓筒組件(rod-and-cylinder assembly)，并且如步驟30所示，使環氧樹脂固化(硬化)。在步驟32，桿和圓筒組件的外表面被再次機械加工為精確的OD。最后，在步驟34，將桿和圓筒組件切分成多個盤組件。因此，每個盤組件包括同心地布置在介電陶瓷環內的磁性陶瓷盤。每個盤組件的厚度通常為若干毫米。

在對圓筒內表面進行機械加工以促進粘合、將環氧樹脂涂敷于部件、仔細地處理和裝配布滿環氧樹脂的部件以及使環氧樹脂固化中所涉及的時間導致該工藝的低效率。期望提供一種用于制造復合磁性介電盤組件的更高效的方法。

發明內容

在本文中公開了用作射頻部件的復合材料的實施例，該復合材料包括：低溫可燒制的外部材料，該低溫可燒制的外部材料具有石榴石(garnet)或白鎢礦(scheelite)結構；以及位于外部材料內的高介電內部材料，該高介電內部材料具有高于30的介電常數，其中，低溫可燒制的外部材料和高介電內部材料被配置為不使用粘合劑或膠合劑，在650-900℃的溫度下共燒在一起。

在一些實施例中，低溫可燒制的外部材料可以成形為環。在一些實施例中，高介電內部材料可以成形為盤。

在一些實施例中，低溫可燒制的外部材料可以是Na_0.2Bi_0.8Mo_0.4V_0.6O₄或Na_0.35Bi_0.65Mo_0.7V_0.3O₄。