高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板和微波領(lǐng)域，特別涉及一種高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的T/R組件一般采用單一功能的單元與另一單一功能單元通過(guò)線纜或接口聯(lián)結(jié)形成，這樣的組件一般單元較多，而且體積和質(zhì)量較大。因磁性器件的特性，難免在裝調(diào)過(guò)程中，會(huì)因各種因數(shù)導(dǎo)致磁性能偏差，同時(shí)磁性器件級(jí)聯(lián)過(guò)程中的相互干擾以及器件的聯(lián)接缺損也不容忽視，這些將使T/R組件的可靠性和一致性受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板及制備方法，采用高溫共同燒結(jié)陶瓷和鐵氧體技術(shù)制備而成，解決目前T/R組件可靠性和一致性較差的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)和制造一種高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板，由陶瓷層和磁性層高溫共燒結(jié)而成；所述陶瓷層包括零層、一層或多層陶瓷層，其由介質(zhì)陶瓷粉料經(jīng)成型燒結(jié)而成；所述磁性層包括零層、一層或多層，其由鐵氧體材料經(jīng)成型燒結(jié)而成；所述陶瓷層為內(nèi)層、外層或中間層，所述磁性層為內(nèi)層、外層或中間層。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述陶瓷層由選自A1203、S12, T12, B203、BaO, CaO,SrO、K2Oλ MgOλ ZnO2λ La2O3' Sm2O3' Υ203、Nd2O3' ZrO2λ Mn2O3' Co304、Nb2O5' Bi2O3' SnO2λ CeO2λ N1的材料組成。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述鐵氧體磁性層由選自Al203、Ca0、Y203、Si02、Fe203、GeO2' In2O3' SnO2> Gd2O3' Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3' T12> Dy2O3的材料成分組成。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板形成鐵氧體-介質(zhì)陶瓷、鐵氧體-介質(zhì)陶瓷-鐵氧體、介質(zhì)陶瓷-鐵氧體-介質(zhì)陶瓷或鐵氧體-鐵氧體結(jié)構(gòu)；所述高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板在1200°C的高溫下兩種性狀的相結(jié)合部分都不會(huì)分離。
[0008]本發(fā)明同時(shí)提出了一種:高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板制備方法，包括以下步驟:(A)對(duì)高溫?zé)Y(jié)鐵氧體磁性層粉料、高溫?zé)Y(jié)陶瓷層粉料分別進(jìn)行制備，(B)鐵氧體磁性層、陶瓷層經(jīng)過(guò)成型得到復(fù)合生坯，之后經(jīng)過(guò)燒結(jié)后期加工，得到鐵氧體-介質(zhì)陶瓷復(fù)合基板。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(A)中，所述對(duì)高溫?zé)Y(jié)鐵氧體磁性層粉料進(jìn)行制備具體為:將 A1203、CaO、Y2O3N Si02、Fe203、GeO2> In2O3> SnO2> Gd2O3> Mn2O3> V2O5> ZrO2>ZnO2> CuO、N1、Li203、Co2O3> T12> Dy2O3等原材料按照配比稱料并加入 0.4wt% ~0.8wt% 的球磨介質(zhì)進(jìn)行一次球磨2h?24h，將得到的一次球磨漿料烘干并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為900°C?1300°C，將預(yù)燒之后的粉料再加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介質(zhì)進(jìn)行二次球磨2h?24h，將二次球磨后的漿料烘干并加入8wt% ~10wt%的膠合劑造粒，最終得到鐵氧體粉料；所述球磨介質(zhì)為去離子水或酒精，所述膠合劑為濃度為7~9%的聚乙烯醇水溶液。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(A)中，所述對(duì)高溫?zé)Y(jié)陶瓷層粉料進(jìn)行制備具體為:Al2O3、S12、T12、B2O3、BaO、CaO、SrO、K2O、MgO、ZnO2、La2O3、Sm2O3、Y2O3、Nd2O3、ZrO2、Mn203、Co304、Nb205、Bi203、Sn02、Ce02、Ni0等原材料按照配比稱料并加入lwt% ~2.5wt%的球磨介質(zhì)進(jìn)行一次球磨2h?24h，將得到的一次球磨漿料烘干并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為900°C?1300°C，將預(yù)燒之后的粉料再加入0.6wt% ~lwt%的球磨介質(zhì)進(jìn)行二次球磨2h?24h，將二次球磨后的漿料烘干并加入8wt% ~10wt%的膠合劑造粒，最終得到介質(zhì)陶瓷粉料；所述球磨介質(zhì)為去離子水或酒精，所述膠合劑為濃度為7~9%的聚乙烯醇水溶液。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(B)中，將得到的介質(zhì)粉料與鐵氧體磁性粉料進(jìn)行成型，成型壓力為lOOMPa，成型形狀為圓形、多邊形或其他不規(guī)則形狀。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(B)中，將得到的介質(zhì)粉料與鐵氧體磁性粉料復(fù)合生坯進(jìn)行高溫共燒，燒結(jié)溫度為1200°C?1500°C，保溫時(shí)間為2h?24h。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)采用高溫共燒方法制備鐵氧體-介質(zhì)陶瓷復(fù)合基板，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，聯(lián)接穩(wěn)固，即使在1000°c的高溫下兩種性狀的相結(jié)合部分都不會(huì)分離。其可用于解決超寬帶鐵氧體器件所需帶寬問(wèn)題，有利于微波隔離器、環(huán)行器等器件的頻帶寬帶化設(shè)計(jì)。同時(shí)重量減輕，體積減?。挥欣诮M件的低成本、批量化生產(chǎn)；同時(shí)提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板的制備工藝流程圖。
[0015]圖2是本發(fā)明高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板典型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]一種高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板，包括
陶瓷層，由介質(zhì)陶瓷粉料經(jīng)成型燒結(jié)而成；一層或多層鐵氧體磁性層，其由鐵氧體材料經(jīng)成型燒結(jié)而成；所述陶瓷層及磁性層進(jìn)行共燒；所述陶瓷層為外層，內(nèi)含一層或多層磁性層。
[0018]所述陶瓷層由選自A1203、S i O2、T i O2、B2O3、BaO、CaO、Sr O、K2O、MgO、ZnO2、La2O3、Sm2O3、Y203、Nd2O3' ZrO2, Mn2O3、Co3O4、Nb2O5' Bi2O3' SnO2、CeO2、N1 的材料組成。
[0019]所述鐵氧體磁性層由選自Al2O3' CaO, Y203、Si02、Fe2O3、GeO2、ln203、SnO2、Gd203、Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3' Ti02、Dy2O3的材料組成。
[0020]一種實(shí)施例中，所述高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板由陶瓷層和磁性層高溫共燒結(jié)而成；所述陶瓷層包括零層、一層或多層陶瓷層，其由介質(zhì)陶瓷粉料經(jīng)成型燒結(jié)而成；所述磁性層包括零層、一層或多層，其由鐵氧體材料經(jīng)成型燒結(jié)而成；所述陶瓷層為內(nèi)層、外層或中間層，所述磁性層為內(nèi)層、外層或中間層；所述高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板形成鐵氧體_介質(zhì)陶瓷、鐵氧體_介質(zhì)陶瓷_鐵氧體、介質(zhì)陶瓷_鐵氧體_介質(zhì)陶瓷或鐵氧體-鐵氧體結(jié)構(gòu)；所述高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板在1200°C的高溫下兩種性狀的相結(jié)合部分都不會(huì)分離。
[0021]本發(fā)明同時(shí)提出了一種:高溫?zé)畦F氧體-陶瓷一體化基板制備方法，其特征在于:包括以下步驟:(A)對(duì)高溫?zé)Y(jié)鐵氧體磁性層粉料、高溫?zé)Y(jié)陶瓷層粉料分別進(jìn)行制備，(B)鐵氧體磁性層、陶瓷層經(jīng)過(guò)成型得到復(fù)合生坯，之后經(jīng)過(guò)燒結(jié)后期加工，得到鐵氧體-介質(zhì)陶瓷復(fù)合基板。
[0022]所述步驟(A)中，所述對(duì)高溫?zé)Y(jié)鐵氧體磁性層粉料進(jìn)行制備具體為:將A1203、CaO、Y203、Si02、Fe2O3' GeO2' In2O3' SnO2> Gd2O3> Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3'Ti02、Dy2O3等原材料按照配比稱料并加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介質(zhì)進(jìn)行一次球磨2h?24h，將得到的一次球磨漿料烘干并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為900°C?1300°C，將預(yù)燒之后的粉料再加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介質(zhì)進(jìn)行二次球磨2h?24h，將二次球磨后的漿料烘干并加入8wt% ~10被