一种5G波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种5G波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用。所述5G波导滤波器用微波介质材料的化学式为(1+x)(Mg1‑

【技术实现步骤摘要】
一种5G波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及电子信息功能材料及器件
，特别是涉及一种5G波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]目前，5G滤波器陶瓷材料的脆性是制约其发展的主要因素之一，因此增韧成为5G滤波器陶瓷材料研究领域的核心问题。随着5G网络的快速部署，5G大规模天线(Massive MIMO)技术使得天线的数量倍数增长，通道数达到64个甚至128个，而每个天线都需要配备相应的介质波导滤波器和双工器，并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理，因此对于滤波器的需求量大量增加；同时，5G通信把远端射频单元(RRU)和天线集成为主动天线单元(AAU)，基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸和发热性能有更高的要求。5G通信对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的需求明显，但目前4G通信采用的金属腔体滤波器体积大，重量大，发热多，且价格较贵，难以在高集成化天线中广泛使用。目前，常用的5G滤波器陶瓷材料介电常数εr在18～23之间的高品质因数，中低介电常数材料以复合钙钛矿体系MgTiO3为代表，这类瓷料的缺点是太脆，韧性低，在热震和1000H温循测试后，陶瓷瓷体特别是盲孔位置容易开裂，这是全行业的痛点问题。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对现有瓷料太脆，韧性低，在热震和1000H温循测试后，陶瓷瓷体特别是盲孔位置容易开裂的技术问题，提供一种5G波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用。
[0004]本专利技术提出一种5G波导滤波器用微波介质材料，其化学式为：
[0005](1+x)(Mg1‑
y
，Zn
y
)(Ti1‑
z
，Zr
z
)O3+xSrTiO3+awt％Al2O3+bwt％SiO2+cwt％MO，
[0006]其中：x＝0.03
‑
0.08，y＝0.01
‑
0.15，z＝0.01
‑
0.1，a＝0.1
‑
3.5，b＝0.1
‑
3.5，c＝0.1
‑
3.5；
[0007]其中，MO为添加剂，包括Y2O3、NiO、CuO、La2O3、Sm2O3、Nd2O3、MnO2和碳纳米管。
[0008]在本专利技术的一较实施例中，所述(1+x)(Mg1‑
y
，Zn
y
)(Ti1‑
z
，Zr
z
)O3+xSrTiO3的原料为MgO、SrCO3、TiO2、ZnO、ZrO2；
[0009]在本专利技术的一较佳实施例中，x＝0.04
‑
0.07，y＝0.01
‑
0.11，z＝0.02
‑
0.08。
[0010]在本专利技术的一较佳实施例中，x＝0.05
‑
0.065，y＝0.03
‑
0.08，z＝0.03
‑
0.07。
[0011]在本专利技术的一较佳实施例中，a＝0.2
‑
1.8，b＝0.2
‑
1.8，c＝0.2
‑
1.8。
[0012]在本专利技术的一较佳实施例中，a＝0.3
‑
1.7，b＝0.3
‑
1.7，c＝0.3
‑
1.7。
[0013]在本专利技术的一较佳实施例中，添加剂MO中每种材料的添加量为0.1
‑
1.5wt％，优选0.2
‑
1.0wt％，而碳纳米管至少添加0.05wt％以上。
[0014]在本专利技术的一较佳实施例中，所述微波介质材料介电常数为18.0
‑
23.0，QF值为60000GHz
‑
10000GHz，谐振频率温度系数为0
‑±
5ppm/℃。
[0015]本专利技术还提出一种前述的5G波导滤波器用微波介质材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、
[0017]将原料按照化学式为(1
‑
x)(Mg1‑
y
,Zn
y
)(Ti1‑
z
,Zr
z
)O3+xSrTiO3+awt％Al2O3+bwt％SiO2+cwt％MO进行配料，
[0018]其中：x＝0.03
‑
0.08，y＝0.01
‑
0.15，z＝0.01
‑
0.1，a＝0.1
‑
3.5，b＝0.1
‑
3.5，c＝0.1
‑
3.5；MO包括Y2O3、NiO、CuO、La2O3、Sm2O3、Nd2O3、MnO2和碳纳米管；
[0019]S2、将原料进行湿法球磨混合，得到浆料A；
[0020]S3、将浆料A进行造粒，得到造粒料；
[0021]S4、将造粒料进行高温预烧，得到粉料；
[0022]S5、将粉料进行湿法球磨，得到浆料B；再将浆料B进行砂磨，得到浆料C；
[0023]S6、将浆料C与粘合剂、助剂混合后进行造粒，压片制成生坯，生坯烧结，即得5G波导滤波器用微波介质材料。
[0024]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S2中的湿法球磨包括以下步骤：先将原料、球磨介、去离子水按照1∶2.5∶2.0的质量比置于球磨机中进行湿法球磨5
‑
8h；再置于砂磨机中进行湿法球磨5
‑
8h。
[0025]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S3中的造粒为喷雾干燥造粒，进口温度为210℃
‑
265℃，出口温度为95℃
‑
115℃，雾化盘转速为6500
‑
8500r；优选地，进口温度为225℃
‑
255℃；更优选地，进口温度为235℃
‑
245℃。
[0026]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S4中的高温预烧温度为1150℃
‑
1250℃，预烧时间为3
‑
4h；优选地，高温预烧温度为1165℃
‑
1225℃；优选地，高温预烧温度为1175℃
‑
1205℃。
[0027]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S5中的湿法球磨时间为5
‑
8h，砂磨时间为5
‑
8h。
[0028]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S6中，将浆料C与万分之3
‑
5的消泡剂、千分之3
‑
5的表面活性剂、千分之3
‑
5的脱模剂、千分之3
‑
5的丙三醇以及聚乙烯醇与聚乙二醇粘合剂胶水混合均匀后进行喷雾造粒，得到平均粒径为85
‑
125μm的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G波导滤波器用微波介质材料，其特征在于，其化学式为：(1+x)(Mg1‑
y
，Zn
y
)(Ti1‑
z
，Zr
z
)O3+xSrTiO3+awt％Al2O3+bwt％SiO2+cwt％MO，其中：x＝0.03
‑
0.08，y＝0.01
‑
0.15，z＝0.01
‑
0.1，a＝0.1
‑
3.5，b＝0.1
‑
3.5，c＝0.1
‑
3.5；其中，MO为添加剂，包括Y2O3、NiO、CuO、La2O3、Sm2O3、Nd2O3、MnO2和碳纳米管。2.根据权利要求1所述的5G波导滤波器用微波介质材料，其特征在于，所述(1
‑
x)(Mg(1
‑
y),Zny)(Ti(1
‑
z),Zrz)O3+xSrTiO3的原料为MgO、SrCO3、TiO2、ZnO、ZrO2；和/或，x＝0.04
‑
0.07，y＝0.01
‑
0.11，z＝0.02
‑
0.08；和/或，a＝0.2
‑
1.8，b＝0.2
‑
1.8，c＝0.2
‑
1.8。3.根据权利要求1所述的5G波导滤波器用微波介质材料，其特征在于，所述微波介质材料介电常数为18.0
‑
23.0，QF值为60000GHz
‑
10000GHz，谐振频率温度系数为0
‑±
5ppm/℃。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述的5G波导滤波器用微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将原料按照化学式为(1+x)(Mg1‑
y
，Zn
y
)(Ti1
‑
z，Zrz)O3+xSrTiO3+awt％Al2O3+bwt％SiO2+cwt％MO进行配料，其中：x＝0.03
‑
0.08，y＝0.01
‑
0.15，z＝0.01
‑
0.1，a＝0.1
‑
3.5，b＝0.1
‑
3.5，c＝0.1
‑
3.5；MO包括Y2O3、NiO、CuO、La2O3、Sm2O3、Nd2O3、MnO2和碳纳米管；S2、将原料进行湿法球磨混合，得到浆料A；S3、将浆料A进行造粒，得到造粒料；S4、将造粒料进行高温预烧，得到粉料；S5、将粉料进行湿法球磨，得到浆料B；再将浆料B进行砂磨，得到浆料C；S6、将浆料C与粘合剂、助剂混合后进行造粒，压片制成生坯，生坯烧结，即得5G波导滤波器用微波介质材料。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑纬宇，梁育源，
申请(专利权)人：人民华智通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：