[发明专利]一种微波铁氧体材料及其制备与应用方法

说明书

本发明公开了一种微波铁氧体材料及其制备与应用方法，属于磁性材料的技术领域。其中，所述微波铁氧体材料包括以下质量百分含量的原料组分：98.6～99.6％的Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄、0.38～0.42％的Nb₂O₅及0.0～1.0％的LMZBS玻璃。本发明所得LiZnTi铁氧体材料可在低温(900～940℃)下烧结和制备，具有低烧结温度、致密微结构、低铁磁共振线宽和高饱和磁化强度，可用作优良的LTCC移相器材料。

技术领域

本发明涉及微波铁氧体材料的技术领域，尤其涉及应用于LTCC器件的微波铁氧体材料的技术领域。

背景技术

移相器作为一种为射频信号提供可控相位差的微波网络模块，也是5G射频单元中最重要的元器件之一。近年来，电子信息技术不断向高频化和小型化方向发展，元器件的集成化和模块化显得越来越迫切。基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的铁氧体生瓷料带不仅可以作为陶瓷基板制作各种微波无源器件，而且其表面可以集成IC芯片以及放大器等有源器件，从而构成无源/有源集成模块。其中，LTCC技术要求铁氧体共烧温度低于银电极熔点(961℃)，但传统方法制备的高性能微波铁氧体的烧结温度远高于此温度达到1100～1300℃。因此，降低微波铁氧体的烧结温度的同时保持优异的旋磁性能和微结构是急需解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可在低温烧结下，获得高矩形比、高饱和磁化强度和低铁磁共振线宽的微波铁氧体，本发明进一步提供了该微波铁氧体的制备方法和其在LTCC移相器中的应用。

本发明首先提供了如下的技术方案：

一种微波铁氧体材料，其包括以下质量百分含量的原料组分：98.6～99.6％的主成分、0.38～0.42％的第一添加成分及0.0～1.0％的第二添加成分，其中所述主成分为化合物Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄，所述第一添加成分为化合物Nb₂O₅，所述第二添加成分为LMZBS玻璃。

其中，所述LMZBS玻璃为Li₂CO₃-MgO-ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃。

根据本发明的一些优选实施方式，所述LMZBS玻璃由摩尔比为1:1:1:1:1的LMZBS原料组分Li₂CO₃、MgO、ZnO、B₂O₃和SiO₂制备得到。

根据本发明的一些优选实施方式，所述主成分由满足其分子式化学计量比的主成分原料组分Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和Fe₂O₃制备得到。

本发明进一步提供了上述微波铁氧体材料的制备方法，其包括：

按配比将所述第一添加成分、所述第二添加成分的粉料及所述主成分混合，得到混合粉料；

将所述混合粉料在200～300转/分钟的球磨条件下进行球磨5.5～6.5小时至各组分混合均匀，其后烘干，得到球磨后混合粉料；

向所述球磨后混合粉料中加入粘合剂，压制为胚体；

将所述胚体在900～940℃下烧结3.5～4.5小时，其后以1.5～2.5℃/分钟的降温速率降温至590～610℃，再自然降温至室温，即得到所述微波铁氧体材料。