磁-介电组件及制造方法技术

一种制造复合磁-介电盘组件的方法包括：形成介电陶瓷环形圆筒，形成磁陶瓷棒，将所述磁陶瓷棒同轴地装配在所述介电陶瓷圆筒内部，使用包括陶瓷材料的粘合剂将所述磁陶瓷棒接合到所述介电陶瓷圆筒以形成棒与圆筒组件，以及切割所述棒与圆筒组件以形成多个复合磁-介电盘形组件。所述磁-介电盘组件可被用作例如环形器、隔离器或相似的电气组件的部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于形成具有粘合剂材料的陶瓷组件的材料和方法，该粘合剂材料具有希望的磁特性、磨蚀特性和热特性。
技术介绍
环形器和隔离器是在诸如微波系统的射频(RF)系统中使用的无源电气器件以允许信号沿一个方向通过而对相反方向上的反射能量提供高隔离。低互调(circulator)隔离器可被用于蜂窝基站组合器和放大器。环形器和隔离器通常包括这样的组件，该组件包括在介电环内同心地设置的盘形铁氧体(ferrite)或其他铁磁陶瓷元件。介电环同样地通常由陶瓷材料制成。一种制造这样的磁-介电组件的方法为使用有机粘合剂将陶瓷铁氧体棒粘合到陶瓷介电管中，随后使用圆锯(annular saw)切割。经切割的段被切割为带有裕量，然后被研磨到最终的厚度和平坦度。使用有机粘合剂的组件在加工期间经常会变热，导致粘合剂在切割的表面处膨胀，产生表面凸起并降低总的表面平滑度，这会影响诸如隔离器的器件的性能。此外，在一些情况下，软化的粘合剂会粘附到切割刀片(cutting blade)的部分上， 导致切割刀片折曲或弯曲，这同样降低了平滑度和/或增加了经切割的磁-介电组件的厚度变化。许多有机粘合剂具有显著的高频磁和/或电损耗角正切(loss tangent) 0 有助于直接切割到磁-介电盘组件的尺寸的另一方法为使用不利用粘合剂的共烧组件。然而，由于两种材料的热膨胀的差异，共烧组件不能用于所用的电介质和磁材料的组合。
技术实现思路
通过将具有相对高的热导率的材料的颗粒引入到用于接合电介质和磁陶瓷材料的粘合剂中，可以减轻或消除粘合剂在介电-磁组件的切割期间的发热和膨胀。由此，可以减轻或消除粘合剂材料向切割刀片的转移。与在射频系统的部件中的常规环氧树脂相比， 包括具有比粘合剂基体(matrix)的介电常数高的介电常数的材料的颗粒的粘合剂可以提供更低的高频磁和/或电损耗角正切。向粘合剂中引入相对的研磨的、高热导率颗粒材料还导致具有高热导率的粘合剂，这有助于将用其接合的介电-磁组件直接加工到尺寸，而不需要随后研磨或磨制到尺寸。除了节省人工之外，还可以增加来自从其切割出磁-介电盘组件的磁棒/介电管组件的部件的产量。在一些应用中，该产量的增加为约30%。用根据本专利技术的方面的磁-介电盘组件形成的环形器或隔离器的插入损耗减小。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于制造磁-介电组件的方法。所述方法包括将粘合剂施加到介电陶瓷环形圆筒的内表面中的至少一个的至少一部分和磁陶瓷棒 (magnetic ceramic rod)的表面的至少一部分，所述粘合剂包括陶瓷材料；以及将所述磁陶瓷棒同轴地装配在所述介电陶瓷环形圆筒内部以形成磁-介电组件。一些方法还可包括提供所述介电陶瓷环形圆筒和/或提供所述磁陶瓷棒。根据一个方面，施加所述粘合剂的步骤包括施加包括基体的粘合剂，所述基体具有的介电常数低于所述陶瓷材料的介电常数。在一些方面中，所述基体具有的热导率低于所述陶瓷材料的热导率。根据一个或多个方面，所述陶瓷材料包括粉末氧化铝(alumina)，以及在一些方面，所述粘合剂还包括环氧基体(印oxy matrix) 0根据一些方面，所述粉末氧化铝包括具有从约0. 1微米到约10微米的范围的中值直径(median diameter)的基本上球形的颗粒。根据一些方面，所述粘合剂包括每克粘合剂约0. 4到约1. 2克的粉末氧化铝，以及根据一些方面，所述粉末氧化铝具有大于约99%的纯度。根据一些方面，所述陶瓷材料具有从约18W/(m · K)到约40W/(m · K)的范围的热导率。例如，所述陶瓷材料可以为约94% 的氧化硅(silica)，其具有约18. 4ff/(m · K)的热导率或在一些情况下约为至少0. 08cal/ (sec · cm · K)(至少33. 5ff/(m · K))的热导率，或者所述陶瓷材料甚至可以为约99. 5%的氧化硅，其具有约40W/(m· 的热导率。根据一个或多个方面，所述方法还包括切割所述磁-介电组件以形成至少一个磁-介电盘组件。根据一些方面，切割所述磁-介电组件包括锯所述磁-介电组件。根据一些方面，切割所述磁-介电组件包括利用所述陶瓷材料从锯片去除粘合剂。根据一些方面， 所述方法包括选择所述粘合剂和所述陶瓷材料以提供具有足够热导率的粘合剂，以便切割所述磁-介电组件不会导致所述粘合剂的熔化。根据一些方面，切割所述磁-介电组件包括形成具有希望的尺寸参数的至少一个磁-介电盘组件。根据一个或多个方面，所述希望的尺寸参数为厚度、厚度变化、表面粗糙度以及圆度(circularity)中的至少一个。根据一些方面，在切割之后且在任何进一步的处理之前所述至少一个磁-介电盘组件的厚度的变化小于0. 025mm。根据一些方面，所述铁磁陶瓷盘的第一表面与所述介电陶瓷环的第一端表面共面，并且所述磁陶瓷盘的第二表面与所述介电陶瓷环的第二端表面共面。根据一些方面，所述方法还包括选择所述粘合剂和陶瓷材料以使所述粘合剂具有这样的介电常数，该介电常数使得包括所述至少一个磁-介电盘组件的微波隔离器在 900MHz的频率下的插入损耗减小约0. 2分贝。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种磁-介电组件。所述组件包括通过粘合剂同轴地固定在介电陶瓷环内的铁磁陶瓷盘，所述粘合剂包括选择氧化铝、氧化钛 (titania)、氧化硅以及氧化锆(zirconia)的粉末陶瓷，然而还可以使用相似的低损耗介电粉末。根据另一方面，所述磁-介电组件被安装在耦合到射频电路中的电气器件中。所述铁磁陶瓷盘典型地包括钇铁石榴石，所述介电陶瓷环包括MgO-CaO-ZnO-Al2O3-TiO2。根据一些方面，所述电气器件为环形器和隔离器中的至少一种。根据另一方面，可制造包括环形器和隔离器中的至少一种的电气器件。根据另一方面，包括环形器和隔离器中的至少一种的电气器件可被安装到电气系统中。根据另一方面，包括环形器和隔离器中的至少一种的电气器件可被改造到现有设备中。根据另一方面，磁-介电盘组件可被改造到现有的隔离器或环形器中。根据另一实施例，提供了一种粘合剂，其包括每克粘合剂0. 4到1. 2克的研磨剂。 根据一些方面，所述粘合剂还包括环氧树脂(epoxy)。根据一些方面，通过将研磨剂引入到树脂和硬化剂中的至少一种中来制备所述粘合剂。根据又一实施例，提供了一种将第一陶瓷部件接合到第二陶瓷部件的方法。所述方法包括将包括陶瓷材料的粘合剂施加到所述第一陶瓷部件的第一表面和所述第二陶瓷部件的第二表面中的至少一个；以及使所述第一陶瓷部件的所述第一表面与所述第二陶瓷部件的所述第二表面接触。根据一些方面，所述方法还包括以每克粘合剂0. 4到1. 2克的所述陶瓷材料来加载所述粘合剂。所述方法还可包括固化所述粘合剂。附图说明 下面参考附图来讨论至少一个实施例的各方面。在没有按比例绘制的附图中，通过相似的标号来表示在各附图中示例的每个相同或基本相同的部件。为了清楚起见，并非每一个部件都被标示在每个附图中。附图用于示例和解释的目的，因而不旨在作为对本专利技术的限制的定义。在附图中 图1为根据本专利技术的实施例的用于制造磁-介电盘组件的方法的流程图； 图2为根据本专利技术的方面的介电陶瓷环形圆筒的透视图； 图3为根据本专利技术的方面的磁陶瓷棒的透本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于制造磁－介电组件的方法，包括以下步骤：将粘合剂施加到介电陶瓷环形圆筒的内表面中的至少一个的至少一部分和磁陶瓷棒的表面的至少一部分，所述粘合剂包括陶瓷材料；以及将所述磁陶瓷棒同轴地装配在所述介电陶瓷环形圆筒内部以形成磁－介电组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.10.20 US 61/106,8411.一种用于制造磁-介电组件的方法，包括以下步骤将粘合剂施加到介电陶瓷环形圆筒的内表面中的至少一个的至少一部分和磁陶瓷棒的表面的至少一部分，所述粘合剂包括陶瓷材料；以及将所述磁陶瓷棒同轴地装配在所述介电陶瓷环形圆筒内部以形成磁-介电组件。2.根据权利要求1的方法，其中施加粘合剂的步骤包括施加包括基体的粘合剂，所述基体具有的介电常数低于所述陶瓷材料的介电常数。3.根据权利要求1的方法，其中施加粘合剂的步骤包括施加包括基体的粘合剂，所述基体具有的热导率低于所述陶瓷材料的热导率。4.根据权利要求1的方法，其中所述陶瓷材料包括粉末氧化铝。5.根据权利要求4的方法，其中所述粉末氧化铝包括具有从约0.1微米到约10微米的范围的中值直径的基本上球形的颗粒。6.根据权利要求4的方法，还包括选择粘合剂，所述粘合剂包括每克粘合剂约0.4到约 1.2克的粉末氧化铝。7.根据权利要求4的方法，其中所述粉末氧化铝具有大于约99%的纯度。8.根据权利要求4的方法，其中所述粘合剂还包括环氧基体。9.根据权利要求1的方法，还包括切割所述磁-介电组件以形成至少一个磁-介电盘组件。10.根据权利要求9的方法，其中切割所述磁-介电组件包括锯所述磁-介电组件。11.根据权利要求9的方法，其中切割所述磁-介电组件包括利用所述陶瓷材料从锯片去除粘合剂。12.根据权利要求9的方法，其中切割所述磁-介电组件包括形成具有希望的尺寸参数的至少一个磁-介电盘组件。13.根据权利要求12的方法，其中所述希望的尺寸参数为厚度、厚度变化、表面粗糙度以及圆度中的至少一个。14.根据权利要求12的方法，其中在切割之后且在任何进一步的处理之前所述至少一个磁-介电盘组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·克鲁克香克，T·M·利，J·郑，
申请(专利权)人：斯盖沃克斯瑟路申斯公司，
类型：发明
国别省市：US