高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板和微波领域，特别涉及一种高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前常用的T/R组件一般采用单一功能的单元与另一单一功能单元通过线缆或接口联结形成，这样的组件一般单元较多，而且体积和质量较大。因磁性器件的特性，难免在装调过程中，会因各种因数导致磁性能偏差，同时磁性器件级联过程中的相互干扰以及器件的联接缺损也不容忽视，这些将使T/R组件的可靠性和一致性受到影响。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板及制备方法，采用高温共同烧结陶瓷和铁氧体技术制备而成，解决目前T/R组件可靠性和一致性较差的问题。
[0004]本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是:设计和制造一种高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板，由陶瓷层和磁性层高温共烧结而成；所述陶瓷层包括零层、一层或多层陶瓷层，其由介质陶瓷粉料经成型烧结而成；所述磁性层包括零层、一层或多层，其由铁氧体材料经成型烧结而成；所述陶瓷层为内层、外层或中间层，所述磁性层为内层、外层或中间层。
[0005]作为本发明的进一步改进:所述陶瓷层由选自A1203、S12, T12, B203、BaO, CaO,SrO、K2Oλ MgOλ ZnO2λ La2O3' Sm2O3' Υ203、Nd2O3' ZrO2λ Mn2O3' Co304、Nb2O5' Bi2O3' SnO2λ CeO2λ N1的材料组成。
[0006]作为本发明的进一步改进:所述铁氧体磁性层由选自Al203、Ca0、Y203、Si02、Fe203、GeO2' In2O3' SnO2> Gd2O3' Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3' T12> Dy2O3的材料成分组成。
[0007]作为本发明的进一步改进:所述高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板形成铁氧体-介质陶瓷、铁氧体-介质陶瓷-铁氧体、介质陶瓷-铁氧体-介质陶瓷或铁氧体-铁氧体结构；所述高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板在1200°C的高温下两种性状的相结合部分都不会分离。
[0008]本发明同时提出了一种:高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板制备方法，包括以下步骤:(A)对高温烧结铁氧体磁性层粉料、高温烧结陶瓷层粉料分别进行制备，(B)铁氧体磁性层、陶瓷层经过成型得到复合生坯，之后经过烧结后期加工，得到铁氧体-介质陶瓷复合基板。
[0009]作为本发明的进一步改进:所述步骤(A)中，所述对高温烧结铁氧体磁性层粉料进行制备具体为:将 A1203、CaO、Y2O3N Si02、Fe203、GeO2> In2O3> SnO2> Gd2O3> Mn2O3> V2O5> ZrO2>ZnO2> CuO、N1、Li203、Co2O3> T12> Dy2O3等原材料按照配比称料并加入 0.4wt% ~0.8wt% 的球磨介质进行一次球磨2h?24h，将得到的一次球磨浆料烘干并进行预烧，预烧温度为900°C?1300°C，将预烧之后的粉料再加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介质进行二次球磨2h?24h，将二次球磨后的浆料烘干并加入8wt% ~10wt%的胶合剂造粒，最终得到铁氧体粉料；所述球磨介质为去离子水或酒精，所述胶合剂为浓度为7~9%的聚乙烯醇水溶液。
[0010]作为本发明的进一步改进:所述步骤(A)中，所述对高温烧结陶瓷层粉料进行制备具体为:Al2O3、S12、T12、B2O3、BaO、CaO、SrO、K2O、MgO、ZnO2、La2O3、Sm2O3、Y2O3、Nd2O3、ZrO2、Mn203、Co304、Nb205、Bi203、Sn02、Ce02、Ni0等原材料按照配比称料并加入lwt% ~2.5wt%的球磨介质进行一次球磨2h?24h，将得到的一次球磨浆料烘干并进行预烧，预烧温度为900°C?1300°C，将预烧之后的粉料再加入0.6wt% ~lwt%的球磨介质进行二次球磨2h?24h，将二次球磨后的浆料烘干并加入8wt% ~10wt%的胶合剂造粒，最终得到介质陶瓷粉料；所述球磨介质为去离子水或酒精，所述胶合剂为浓度为7~9%的聚乙烯醇水溶液。
[0011]作为本发明的进一步改进:所述步骤(B)中，将得到的介质粉料与铁氧体磁性粉料进行成型，成型压力为lOOMPa，成型形状为圆形、多边形或其他不规则形状。
[0012]作为本发明的进一步改进:所述步骤(B)中，将得到的介质粉料与铁氧体磁性粉料复合生坯进行高温共烧，烧结温度为1200°C?1500°C，保温时间为2h?24h。
[0013]本发明的有益效果是:通过采用高温共烧方法制备铁氧体-介质陶瓷复合基板，其结构稳定，联接稳固，即使在1000°c的高温下两种性状的相结合部分都不会分离。其可用于解决超宽带铁氧体器件所需带宽问题，有利于微波隔离器、环行器等器件的频带宽带化设计。同时重量减轻，体积减小；有利于组件的低成本、批量化生产；同时提高了产品的稳定性和可靠性。
【附图说明】
[0014]图1是本发明高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板的制备工艺流程图。
[0015]图2是本发明高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板典型结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]一种高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板，包括
陶瓷层，由介质陶瓷粉料经成型烧结而成；一层或多层铁氧体磁性层，其由铁氧体材料经成型烧结而成；所述陶瓷层及磁性层进行共烧；所述陶瓷层为外层，内含一层或多层磁性层。
[0018]所述陶瓷层由选自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 的材料组成。
[0019]所述铁氧体磁性层由选自Al2O3' CaO, Y203、Si02、Fe2O3、GeO2、ln203、SnO2、Gd203、Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3' Ti02、Dy2O3的材料组成。
[0020]一种实施例中，所述高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板由陶瓷层和磁性层高温共烧结而成；所述陶瓷层包括零层、一层或多层陶瓷层，其由介质陶瓷粉料经成型烧结而成；所述磁性层包括零层、一层或多层，其由铁氧体材料经成型烧结而成；所述陶瓷层为内层、外层或中间层，所述磁性层为内层、外层或中间层；所述高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板形成铁氧体_介质陶瓷、铁氧体_介质陶瓷_铁氧体、介质陶瓷_铁氧体_介质陶瓷或铁氧体-铁氧体结构；所述高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板在1200°C的高温下两种性状的相结合部分都不会分离。
[0021]本发明同时提出了一种:高温烧制铁氧体-陶瓷一体化基板制备方法，其特征在于:包括以下步骤:(A)对高温烧结铁氧体磁性层粉料、高温烧结陶瓷层粉料分别进行制备，(B)铁氧体磁性层、陶瓷层经过成型得到复合生坯，之后经过烧结后期加工，得到铁氧体-介质陶瓷复合基板。
[0022]所述步骤(A)中，所述对高温烧结铁氧体磁性层粉料进行制备具体为:将A1203、CaO、Y203、Si02、Fe2O3' GeO2' In2O3' SnO2> Gd2O3> Mn2O3' V205、ZrO2> ZnO2> CuO、N1、Li2O3' Co2O3'Ti02、Dy2O3等原材料按照配比称料并加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介质进行一次球磨2h?24h，将得到的一次球磨浆料烘干并进行预烧，预烧温度为900°C?1300°C，将预烧之后的粉料再加入0.4wt% -0.8wt%的球磨介质进行二次球磨2h?24h，将二次球磨后的浆料烘干并加入8wt% ~10被