[发明专利]一种基于LTCC的超材料谐振子及制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种基于LTCC的超材料谐振子及制备方法。 

【背景技术】

超材料是近十年来发展起来的对电磁波起调制作用的材料。超材料一般是由一定数量的金属微结构附在具有一定力学、电磁学的基板上，这些具有特定图案和材质的微结构会对经过其身的特定频段的电磁波产生调制作用。 

谐振子就是指产生谐振频率的电子元件，常用的分为石英晶体谐振子和陶瓷谐振子，起产生频率的作用，具有稳定，抗干扰性能良好的特点，广泛应用于各种电子产品中。谐振子重要起频率控制的作用，所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振子。介质谐振子具有体积小，重量轻，品质因数高，稳定性好等优点。特别是便于应用在微带电路或微波集成电路中和毫米波段，受到很大重视，发展很快。现有陶瓷谐振子介电常数在20-40之间，介电常数高于40的陶瓷材料，其损耗迅速增加，其品质因数与谐振频率的乘积往往低于40000GHz，因而不利于制作谐振子。 

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：提供一种将含有金属微结构的LTCC部分与具有高Qf的调节部分连接在一起的超材料谐振子及其制备方法，这种结构的超材料谐振子不仅介电常数高、而且Qf也高，满足超材料谐振子对介电常数和Qf的要求。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于LTCC的超材料谐振子，所述超材料谐振子包括由Qf为50000GHz～200000GHz的陶瓷粉制成的调节部分和由烧结温度低于950℃的陶瓷粉制备的LTCC部分，所述LTCC部分包括陶瓷基板和附着在所述陶瓷基板上的多个金属微结构。 

所述超材料谐振子还包括连接调节部分和LTCC部分的粘接层部分。 

制备所述调节部分的陶瓷粉的介电常数为40～70。 

制备所述LTCC部分的陶瓷粉的介电常数为30～50。 

制备所述调节部分的陶瓷粉为A(B_1/3C_2/3)O₃-Xwt％SnO₂，其中A为Ba、Sr或Ca，B为Ni、Co、Sr、Ca、Mn、Cd、Zn或Mg，C为Nb或Ta，X为0～10；或者制备所述调节部分的陶瓷粉为ZnTiNb₂O₈-0.8TiO₂。 

制备所述LTCC部分的陶瓷粉为BaZn₂Ti₄O₁₁-Xwt％TeO₂、BaTi₄O₉-Ywt％Nd₂O₃、(Li_1/2Nd_1/2)TiO₃或(Li_1/2Sm_1/2)TiO₃，其中X为0～6、Y为0～10。 

一种基于LTCC的超材料谐振子的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： 

制备调节部分：将Qf为50000GHz～200000GHz的陶瓷粉制成所述超材料谐振子的调节部分； 

制备LTCC部分：将烧结温度低于950℃的陶瓷粉配制成陶瓷浆料，然后流延制成生瓷带，在生瓷带上加工出多个金属微结构后排胶，最后在850℃～950℃下保温1～5小时进行烧结，获得LTCC部分； 

将制备的调节部分和LTCC部分连接形成所需的超材料谐振子。 

制备所述LTCC部分时，向所述陶瓷粉中加入助烧剂。 

一种基于LTCC的超材料谐振子的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： 

制备调节部分：将Qf为50000GHz～200000GHz的陶瓷粉制成所述超材料谐振子的调节部分； 

制备LTCC部分：将烧结温度低于950℃的陶瓷粉配制成陶瓷浆料，然后流延制成多片生瓷带，在需要金属微结构的生瓷带上加工出多个金属微结构，然后根据设计叠压无金属微结构的生瓷带和含金属微结构的生瓷带、排胶，最后在850℃～950℃下保温1～5小时进行烧结，获得含有多层金属微结构的LTCC部分； 

将制备的调节部分和LTCC部分连接形成所需的超材料谐振子。 

制备所述LTCC部分时，向所述陶瓷粉中加入助烧剂。