CN109467427B

CN109467427B - 低温可共烧的介电材料

Info

Publication number: CN109467427B
Application number: CN201811045092.XA
Authority: CN
Inventors: M·D·希尔; 姜建中; J·A·舜克温勒; N·B·科茨; D·M·菲罗; D·B·克鲁克尚克
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: TW202325685A; US11715869B2; CN109467427A; EP3453682B1; JP2019048764A; US11081770B2; EP3453682A1; JP2022166037A; JP7375130B2; US20190081377A1; US20220029263A1; TW201922675A; TWI791605B; US20240030577A1; JP7115941B2

Abstract

本申请公开了低温可共烧的介电材料的实施例，其可以与高介电材料一起用于形成复合结构，具体地用于射频部件的隔离器和循环器。低温可共烧的介电材料的实施例可以是石榴石或白钨矿结构，例如钨酸钡。对于隔离器和循环器的形成，粘合剂/或胶合剂不是必需的。

Description

低温可共烧的介电材料

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2017年9月8日提交的、标题为“LOW TEMPERATURE CO-FIREABLEDIELECTRIC MATERIALS”的第62/555,811号美国临时申请的权益，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本申请的实施例涉及能够在不使用粘合剂的情况下形成的可共烧(co-fireable)的介电材料。

背景技术

循环器(circulator)和隔离器(isolator)是在高频(例如，微波)射频系统中使用以允许信号在一个方向上通过、同时提供对反方向上的反射能量的高隔离的无源电子器件。循环器和隔离器通常包括盘形组件，盘形组件包括同心地布置在环形介电元件内的盘形铁氧体或其他铁磁性陶瓷元件。

图1的流程图例示用于制造上述复合盘组件的传统工艺。在步骤12，由介电陶瓷材料形成圆筒(cylinder)。然后在步骤14，在窑中烧制(fire)(未烧制的或“生坯”)圆筒(通常简称为“烧制”)。因此，陶瓷材料是“可烧制的”。然后在步骤16，对圆筒的外表面进行机械加工以确保其外径(OD)具有所选择的尺寸。因为尺寸影响微波波导特性，所以在装配元件中实现精确尺寸是重要的。在步骤18，类似地，对圆筒的内表面进行机械加工以确保其内径(ID)具有所选择的尺寸。另外，在步骤20，由磁性陶瓷材料形成杆(rod)。然后在步骤22烧制杆，并且在步骤24，其表面被机械加工为所选择的OD。如下文所述，杆OD略小于圆筒ID，使得杆能够牢固地装配在圆筒内。实现促进杆与圆筒之间的良好粘合的紧密装配是杆的外表面和圆筒的内表面两者被机械加工至精确容差的原因。

重要地，在步骤26，将环氧树脂粘合剂涂敷于杆和圆筒中的一者或两者。在步骤28，将杆插入到圆筒内以形成杆和圆筒组件(rod-and-cylinder assembly)，并且如步骤30所示，使环氧树脂固化(硬化)。在步骤32，杆和圆筒组件的外表面被再次机械加工为精确的OD。最后，在步骤34，将杆和圆筒组件切分成多个盘组件。因此，每个盘组件包括同心地布置在介电陶瓷环内的磁性陶瓷盘。每个盘组件的厚度通常为若干毫米。

在对圆筒内表面进行机械加工以促进粘合、将环氧树脂涂敷于部件、仔细地处理和装配布满环氧树脂的部件以及使环氧树脂固化中所涉及的时间导致该工艺的低效率。期望提供一种用于制造复合磁性介电盘组件的更高效的方法。

发明内容

在本文中公开了用作射频部件的复合材料的实施例，该复合材料包括：低温可烧制的外部材料，该低温可烧制的外部材料具有石榴石(garnet)或白钨矿(scheelite)结构；以及位于外部材料内的高介电内部材料，该高介电内部材料具有高于30的介电常数，其中，低温可烧制的外部材料和高介电内部材料被配置为不使用粘合剂或胶合剂，在650-900℃的温度下共烧在一起。

在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以成形为环。在一些实施例中，高介电内部材料可以成形为盘。

在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是Na_0.2Bi_0.8Mo_0.4V_0.6O₄或Na_0.35Bi_0.65Mo_0.7V_0.3O₄。

在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄，A为Li、Na、K或其组合，M为Mo、W或其组合，并且x在0与0.45之间。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有在20与80之间的介电常数。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂，C为Li、Na、K或其组合，并且D为Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是具有化学式BaWO₄的钨酸钡。

在一些实施例中，钨酸钡可以用MgAl₂O₄或CoAl₂O₄改性。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是Na₂BiMg₂V₃O₁₂。在一些实施例中，高介电内部材料可以具有高于35的介电常数。

在本文中还公开了形成用作射频装置中的隔离器或循环器的复合材料的方法的实施例，该方法包括：提供低温可烧制的外部材料，低温可烧制的外部材料具有石榴石或白钨矿结构；在低温可烧制的外部材料中的孔内加入高介电内部材料，高介电内部材料具有高于30的介电常数；以及不使用粘合剂或胶合剂，在650-900℃之间的温度下将低温可烧制的外部材料和高介电内部材料共烧在一起，以使低温可烧制的外部材料围绕高介电内部材料的外表面收缩。

在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄，A为Li、Na、K或其组合，M为Mo、W或其组合，并且x在0与0.45之间。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂，C为Li、Na、K或其组合，并且D为Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是具有化学式BaWO₄的钨酸钡。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是Na₂BiMg₂V₃O₁₂。

在一些实施例中，该方法还可以包括：在共烧之后切分低温可烧制的外部材料和高介电内部材料。

在本文中还公开了射频隔离器或循环器的实施例，射频隔离器或循环器包括：低温可烧制的外部材料，该低温可烧制的外部材料具有石榴石或白钨矿结构；以及位于外部材料内的高介电内部材料，该高介电内部材料具有高于30的介电常数，其中，低温可烧制的外部材料和高介电内部材料被配置为不使用粘合剂或胶合剂，在650-900℃的温度下共烧在一起。

在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄，A为Li、Na、K或其组合，M为Mo、W或其组合，并且x在0与0.45之间。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂，C为Li、Na、K或其组合，并且D为Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合。在一些实施例中，低温可烧制的外部材料可以是具有化学式BaWO₄的钨酸钡。

附图说明

图1例示根据现有技术的用于制造复合磁性介电盘组件的方法的流程图。

图2示意性地示出如何能够设计、制造和使用具有在本文中所描述的一个或多个特征的材料。

图3例示磁场与损耗图。

图4A至图4B例示在矩形棱柱或圆筒形衬底内具有铁氧体圆柱的复合结构的实施例。

图5A至图5B例示具有方形或圆形形状的复合瓦(tile)的实施例。

图6例示没有磁体的集成微带循环器。

图7例示具有磁体的集成微带循环器。

图8是通信网络的一个示例的示意图。

图9是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。

图10A是使用多输入多输出(MIMO)通信的下行链路信道的一个示例的示意图。

图10B是使用MIMO通信的上行链路信道的一个示例的示意图。

图11例示天线系统的示意图。

图12例示具有集成微带循环器的实施例的天线系统的示意图。

图13例示结合本申请的实施例的MIMO系统。

图14是移动装置的一个示例的示意图。

图15是根据一个实施例的功率放大器系统的示意图。

图16例示形成复合集成微带循环器的方法。

图17例示用于测试的集成微带循环器的实施例。

图18例示结合本申请的实施例的蜂窝天线基站的立体图。

图19例示结合所公开的材料的实施例的基站的壳体部件。

图20例示结合在本文中公开的材料的实施例的基站中使用的空腔滤波器。

图21例示包括在本文中公开的材料的实施例的电路板的实施例。

具体实施方式

在本文中公开了弱火烧制(low firing)介电材料的实施例。这些材料可以与高介电材料共烧，以形成用于磁性介电组件的复合材料，诸如用于隔离器和循环器应用。有利地，所公开的材料的实施例可以在不需要任何粘合剂(诸如胶合剂、环氧树脂或其他化学粘合剂)的情况下共烧。因此，由本申请的实施例形成的复合物可以是无胶合剂的、无环氧树脂的、无化学附接的或者无粘合剂的。因此，在一些实施例中，在形成复合组件时，不使用胶合剂、环氧树脂和粘合剂。

本申请的实施例能够有利地用于5G系统(具体地，操作在3GHz和以上)，以形成能够包括诸如天线、循环器、放大器和/或基于半导体的放大器的不同部件的集成架构。通过允许将这些部件集成到单个衬底上，这能够提高装置的整体小型化。在一些实施例中，所公开的装置可以操作在约1.8GHz与约30GHz之间的频率。在一些实施例中，所公开的装置可以操作在大于约1、2、3、4、5、10、15、20或25GHz的频率。在一些实施例中，所公开的装置可以操作在小于30、25、20、15、10、5、4、3或2GHz的频率。

在一些实施例中，该集成架构可以包括封装尺寸不比标准隔离器大很多的方向性耦合器和/或隔离器。在一些实施例中，该集成架构可以包括高功率开关。除了使用介电瓦(dielectric tile)作为阻抗变换器的衬底之外，其还可以用作耦合器、开关和端接(termination)的衬底。

图2示意性地例示如何能够处理一种或多种化学元素(框1)、化学化合物(框2)、化学物质(框3)和/或化学混合物(框4)以产生具有在本文中描述的一个或多个特征的一种或多种材料(框5)。在一些实施例中，这样的材料可以形成为陶瓷材料(框6)，陶瓷材料被配置为包括期望的介电特性(框7)、磁性(框8)。

在一些实施例中，具有一个或多个前述特性的材料可以实施在诸如射频(RF)应用这样的应用(框10)中。这样的应用可以包括在装置12中实施在本文中描述的一个或多个特征。在一些应用中，这样的装置可以进一步地实施在产品11中。在本文中描述这样的装置和/或产品的示例。

微带循环器/隔离器

循环器是能够接收和发射诸如微波或射频(RF)这样的不同信号的无源多端口器件。这些端口可以是连接到循环器和连接自循环器的外部波导或传输线。隔离器与循环器相似，但是可以封阻一个或多个端口。因此，循环器和隔离器在本文中能够可互换地使用，因为它们在整体结构上可以是相似的。因此，下面的所有论述可以适用于循环器和隔离器两者。

微带循环器和隔离器是本领域已知的器件，其包括沉积在诸如介电铁氧体衬底这样的衬底上的薄膜电路。在一些实施例中，可以将一个或多个铁氧体盘粘合到衬底上。然后，可以进一步地附接磁体，以使信号循环通过铁氧体盘。

另外，也已经使用全铁氧体微带循环器，具体地用于雷达T/R模块。可以将电路印刷到所有铁氧体微带循环器上，并且可以在顶部添加磁体以引导信号。例如，将金属化图案形成到铁氧体衬底上。通常，金属化图案包括中心盘和多个传输线。

循环器通常可以操作在上谐振(above resonance)操作区域或下谐振(belowresonance)操作区域中的任一个中。这在图3中示出。在一些实施例中，对于窄带、4GHz以下的循环器，上谐振频率可以是有利的。对于更高的频率，下谐振区可以是更有利的。

具体地，微带循环器通常工作在下谐振操作区域中。它们使用非常小的磁体，或者可以是自偏置的，诸如在六角形铁氧体的情况下。然而，方形瓦可能是难以均匀地磁化的形状，特别是对于本领域已知的全铁氧体微带循环器。因此，它们将在低场损耗区域附近操作。当在有损耗的未磁化铁氧体上安装变换器(transformer)时，性能受到影响。另外，增加的功率将造成更为人所知的差性能。因此，本领域中已知的循环器由于铁氧体瓦磁化不良而遇到问题，导致差的插入损耗和互调失真(IMD)以及功率性能。

共烧的微带循环器/隔离器

本申请的实施例能够改善整体磁化并且减少当前已知的微带循环器可能发生的性能问题。一般地，可以通过将诸如由钇铁石榴石(YIG)制成的氧化铁氧体盘这样的铁氧体盘直接嵌入到介电衬底中来形成微带循环器。然后可以对该组合进行共烧以形成更坚固的复合结构。可以添加诸如由银或其他金属化物质形成的附加电路。在不用共烧工艺的情况下，将无法应用电路金属化。本申请的实施例可以缓解本领域的一些重要问题。

可以使用任何数量的不同铁氧体盘材料。在一些实施例中，铁氧体盘材料的饱和磁化水平的范围可以是在1000-5000(或者约1000-约5000)高斯之间。

另外，可以使用本领域中已知的任何数量的不同介电衬底。另外，可以由介电粉末或低温共烧陶瓷(LTCC)带来形成电介质。在一些实施例中，介电常数可以高于6、10、15、20、25、30、40、50或60。在一些实施例中，介电常数的范围可以是从6至30(或者从大约6至大约30)。在一些实施例中，介电常数可以低于大约60、50、40、30、25、20、15或10。

具体地，为了形成复合微带循环器100，如图4A至图4B中所示，可以将磁性氧化物盘102或其他磁盘插入到介电衬底104的孔中。在一些实施例中，盘102可以是圆柱形杆，但是具体形状不是限制性的。盘102可以是生坯、先前烧制的或者先前未烧制的。

另外，衬底104通常可以是如图4A所示的矩形棱柱，但是也可以使用其他形状，诸如图4B中所示的圆筒。下面更详细地公开衬底104的实施例。当盘102在衬底104内部时，可以使用如第7,687,014号或第8,282,763号美国专利(特此通过引用并入它们的全部内容并在下面讨论)中所讨论的方法将这些部件一起烧制(例如，共烧)。该共烧工艺(下文进一步详述)可以使衬底104围绕盘102收缩并与粘合剂一起将其保持就位，以形成复合结构100。然后，可以切分该复合结构100以形成如图5A至图5B所示的芯片结构(图5A示出矩形棱柱切片并且图5B示出圆柱切片)。然而，在一些实施例中，不进行切分，而是将这些部件以它们的最终厚度共烧在一起。在一些实施例中，可以将多个不同的盘插入到单个衬底的多个不同孔中。

因此，在一些实施例中，可以将磁性氧化物盘共烧成方形或矩形介电衬底或任何其他形状的衬底，然后该衬底可以用作诸如电路的其他部件的平台。然后，该复合结构可以被磁化以用作例如微带循环器和/或隔离器封装，或者铁氧体盘可以在插入之前磁化。在一些实施例中，铁氧体盘可以在共烧步骤之前磁化。

当形成复合结构时，可以将其他部件添加到衬底上，例如附加的薄膜电路等。因此，本申请的实施例可以形成集成的解决方案，该集成的解决方案可以包括封装尺寸不比标准隔离器大很多的方向性耦合器和/或隔离器。另外，有利地，损耗可能不受磁场的水平影响，或者至少可以减小。在一些实施例中，所公开的循环器将不比所有当前的铁氧体微带循环器更大(并且根据所选择的铁氧体/电介质组合，可能更小)。

因此，使用共烧工艺，可以将铁氧体盘嵌入到介电瓦中，如图5A至图5B所示。图中所示的薄铁氧体盘可以显著地比现有技术中已知的方形或其他奇形怪状的工件更易于均匀地磁化。在一些实施例中，介电瓦可以是约25mm的方形，但是具体尺寸不是限制性的。这可以用在3至4(或大约3至大约4)GHz区域中。

使用介电瓦，然后可以如图6所示地制作变换器(transformer)。如所示那样，衬底104具有剩余的空间用于其他组件附接。在形成变换器之后，只需要在瓦上放置一小磁体，如图7所示。因此，装配时间可以比先前的方式短得多。

除了使用介电瓦作为阻抗变换器的衬底之外，其也可以用作耦合器、开关和端接的衬底。因而，可以在共烧之后将多个其他部件添加到衬底上，减少器件的总占用空间(footprint)。另外，能够添加电路金属化，但是只能在器件已经被共烧之后。

用于环的低温烧制介电材料

本申请的实施例可以特别有利于与磁性材料一起的共烧工艺，诸如用于形成诸如天线这样的射频部件的循环器/隔离器。具体地，磁性材料可以是具有低烧制温度的高介电磁性材料(例如，它们可以是在低温下可烧制的)。

具体地，可以将磁性材料的杆(或其他形状，诸如盘或方形)插入到由所公开的低温烧制介电材料的实施例形成的未烧制环中，诸如在上面的图4A至图4B中所示(104是环，并且102是杆)。然后可以将环和杆的组合共烧在一起，使得环围绕杆收缩。这两种材料都可以是“可烧制的”，这意味着它们具有在炉/窑/其他加热装置中被烧制或烧结的能力。在一些实施例中，烧制可以改变诸如在本文中所讨论的陶瓷材料这样的材料的一种或多种特性。因此，使环材料和杆材料具有大体相似的烧制温度以便避免负面地影响它们的物理特性中的任何一种可以是有利的。这些组件的实施例可以用作诸如5G应用这样的射频应用的隔离器和/或循环器。

有利地，该共烧工艺可以在不使用粘合剂/环氧树脂/胶合剂的情况下进行，并且因此可以被视为“无胶组件”或“无粘合组件”。先前的组件的重复操作将可烧制环与可烧制杆分开烧制，因为烧制环的温度过高，这可能导致熔化或者至少显著地损坏内部杆的特性。对于现有方法，这两个部分可以分开烧制，或者可以先烧制环，然后一起烧制环/杆组件。对于这些方法中的每一种，环将不会围绕杆充分地收缩，因此将需要粘合剂或其他化学附接手段以保持环和杆彼此附接。因此，本申请的实施例可以是在不使用任何粘合剂的情况下围绕磁性杆收缩的环材料。使环围绕杆收缩的机械约束(诸如摩擦力)使杆保持在环内就位。

因为使用粘合剂具有许多缺点，所以使用所公开的无粘合组件可以是有利的。有利地，因为杆和环可以共烧在一起，所以所公开的材料可以在不需要这样的粘合剂的情况下形成复合结构。例如，当存在粘合剂时，对组件进行金属化极为困难，如果不是不可能的话。这是因为金属化所需的温度远高于粘合剂的使用温度，导致粘合剂熔化和/或失去粘合性。另外，粘合剂是有损的，增加了胶合部件的插入损耗。在高频下的胶合剂/粘合剂的介电损耗大于磁性或介电材料。因此，有利地，所公开的组件不需要使用粘合剂。

下面的材料可以用作在环内保持的磁性杆。具体地，环材料的实施例可以具有适合于与诸如在第2017/0098885号美国专利公布(特此通过引用并入其全部内容)中公开的高磁化尖晶石(例如镍锌铁氧体)的杆共烧的低介电常数(<10)，具体用于高频(5G)应用。这可以包括诸如Ni_1-w-x-y-zZn_wCo_xMn_yCu_zFe₂O₄的材料，其中，w的范围从0.2至0.6，x、y和z每一个的范围从0至0.2，并且a的范围从0至0.2。在优选的实现方式中，w＝0.4725，x＝0.0225，y＝0.02，z＝0并且a＝0.08。在另一个优选的实现方式中，w＝0.4，x＝0.0275，y＝0.01，z＝0并且a＝0.08。在一个实现方式中，杆材料可以通过化学式Ni_1-x-yZn_xCo_yFe₂O₄来表示，其中，x＝0.2至0.6，并且0<y<0.2。

另外，下面的材料也可以用作在环内持有的磁性杆。因此，所公开的弱火烧制介电环材料的实施例可以具有白钨矿或石榴石结构，其可以与诸如在第2018/0016155号美国专利公布(特此通过引用整体地并入其全部内容)中公开的高介电常数杆材料共烧。高介电常数磁性杆可以是代入铋的高介电常数磁性石榴石。也可以使用诸如在于2018年5月7日提交的、标题为“INDIUM CONTAINING MAGNETIC GARNET MATERIALS”的第15/972,617号美国专利申请中公开的其他材料，并且通过引用并入该申请的全部内容。示例石榴石包括Y_3-x- _yBi_xCa_yZr_yFe_5-yO₁₂。在一些实施例中，0<x<1.8并且0<y<1.0。在一些实施例中，经改性的合成石榴石组分可以由一般组分Y_3-x-y-2aBi_xCa_y+2aZr_yIn_zV_aFe_5-y-z-aO₁₂定义。在一些实施例中，0<x<1.8，0<y<1.0，0<z<1.0并且0<a<1.0。

上文关于磁性杆材料给出的示例仅为示例，并且也可以使用其他材料。在一些实施例中，磁性杆材料(例如，高介电内部材料)可以具有大约20、30、35、40或50的介电常数。在一些实施例中，磁性杆材料可以具有低于60、50或40的介电常数。

如上所述，使用可与诸如上述的磁性杆材料的高磁性杆材料兼容(例如，烧制/烧结温度可兼容)的外部环材料以避免使用化学粘合剂可以是有利的。

在一些实施例中，可烧制的环材料(例如，低温烧制介电材料)可以基于具有化学式BiVO₄的钒酸铋。例如，该材料的实施例可以具有通式Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄。在一些实施例中，x可以在0与0.45(或者大约0与大约0.45)之间。在一些实施例中，0<x<0.45。在一些实施例中，x可以等于0.45。A可以是Li、Na、K或其组合。M可以是Mo、W或其组合。

该环材料可以具有低于900℃(具体地，650-800℃)的烧结温度(例如，烧制温度)。在一些实施例中，该材料可以具有低于850℃的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有低于900、850、800或750℃(或者低于约900、约850、约800、或约750℃)的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有高于500、550、600、650或700℃(或高于约500℃、约550℃、约600℃、约650或约750℃)的烧结温度。

另外，该环材料的实施例可以具有在20与80(或约20与约80)之间或者在20与70(或约20与约70)之间的介电常数范围。在一些实施例中，该材料可以具有高于10、20、30、40、50、60或70(或高于约10、20、30、40、50、60或70)的介电常数。在一些实施例中，该材料可以具有低于80、70、60、50、40、30或20(或低于约80、70、60、50、40、30或20)的介电常数。

在替代的实施例中，环材料可以具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂。C可以是Li、Na、K或其组合。D可以是Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合。该组分可以具有石榴石结构。

该环材料可以具有低于900℃的烧结温度，具体地，650-800℃。在一些实施例中，该材料可以具有低于850℃的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有低于900、850、800或750℃(或低于约900、约850、约800或约750℃)的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有高于500、550、600、650或700℃(或高于约500、约550、约600、约650或约750℃)的烧结温度。

另外，该环材料的实施例可以具有在10与30(或约10与约30)之间的介电常数范围。在一些实施例中，该材料可以具有高于10、15、20、25或30(或高于约10、15、20、25或30)的介电常数。在一些实施例中，该材料可以具有低于30、25、20、15或10(或低于约30、25、20、15或10)的介电常数。

在替代的实施例中，该环材料可以是Na₂BiMg₂V₃O₁₂。该材料可以具有25(或约25)的介电常数。

该材料可以具有低于900℃的烧结温度，具体地，650-800℃。在一些实施例中，该材料可以具有低于850℃的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有低于900、850、800或750℃(或低于约900、约850、约800或约750℃)的烧结温度。在一些实施例中，该材料可以具有高于500、550、600、650或700℃(或高于约500、约550、约600、约650或约750℃)的烧结温度。

在一些实施例中，可以将粘结剂混合到上面公开的环材料组分中。例如，粘结剂可以是单独的或者组合的聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)。然而，粘结剂的类型不是限制性的。例如，可以按照总组分的2％水平导入粘结剂。

下面的表格I提供了能够有利地用作外部环材料的多种材料的烧制温度和介电常数。因此，在一些实施例中，外部环材料可以具有白钨矿结构。

表格I：具有白钨矿结构的材料

白钨矿	介电常数	烧制温度(℃)
			Na<sub>0.2</sub>Bi<sub>0.8</sub>Mo<sub>0.4</sub>V<sub>0.6</sub>O<sub>4</sub>	57	675
Li<sub>0.05</sub>Bi<sub>0.95</sub>Mo<sub>0.1</sub>V<sub>0.9</sub>O<sub>4</sub>	70	675
			Li<sub>0.5</sub>Bi<sub>0.5</sub>Mo<sub>0.4</sub>W<sub>0.6</sub>O<sub>4</sub>	30	600
Li<sub>0.5</sub>Sm<sub>0.5</sub>MoO<sub>4</sub>	25	640

在一些实施例中，钨酸钡可用作用于外部环的低温烧制介电材料。钨酸钡可以具有化学式BaWO₄并且可形成白钨矿结构。另外，可以使用以钨酸钡为主要成分的固溶体。具体地，这可以用作低介电常数可共烧的材料，以与如上所述的诸如锂铁氧体或镍锌铁氧体的高磁化尖晶石来烧制。使用这种材料避免模变(moding)并抵消在高频下也必需的较薄衬底的阻抗效应可以是有利的。

对于高频微带或表面集成波导设计，这可以是特别有用的。

在一些实施例中，钨酸钡可以用MgAl₂O₄或CoAl₂O₄改性，以改变铁氧体的热膨胀。然而，这种改性也可以通过上述的任何环材料来完成。例如，可以在烧结上述的外部环材料之前混合这些组分。对于铁氧体外部环的热膨胀，与介电磁性杆紧密匹配可以是有利的。

下面的表格II例示作为外部环材料的材料优点的示例以及它们的具体特性。

表格II：共烧的组分的表格

在一些实施例中，上面公开的环材料可以具有小于10(或小于约10)的ε’。因此，本申请的实施例可以用于低于谐振应用的5G。避免模变并抵消在高频下也使用的较薄衬底的阻抗效应可以是有利的。因此，低于10(或低于约10)的值用于高于20GHz频率。

5G应用

所公开的复合微带循环器的实施例对于第五代无线系统(5G)应用可以是特别有利的，但是也可以用于早期的4G和3G应用。5G技术在本文中也称为5G新无线电技术(NR)。5G网络可以比当前4G系统提供明显更高的容量，这允许更大数量的消费者在一个区域中。这可以进一步改善上传/下载限制和需求。具体地，5G所需的大量的循环器(诸如在本文中描述的那些)(通常每个前端模块或FEM 1个)需要部件的进一步集成。所公开的循环器的实施例可以允许这种集成，并且因此可以是特别有利的。前端模块中的其他部件将是基于微带或SMT的。在第2018/0166763号美国专利公布(特此通过引用并入其全部内容)中公开了能够与在本文中公开的材料一起使用的集成微带循环器的示例。

5G NR的初步规范支持各种各样的特征，例如在毫米波谱上的通信、波束成形能力、高谱效率波形、低延迟通信、多重无线电数字学(multiple radio numerology)和/或非正交多路访问(NOMA)。虽然这些RF功能为网络提供了灵活性并提高了用户数据速率，但是支持这些特征可能提出许多技术挑战。

本申请的教导适用于多种多样的通信系统，包括但不限于使用高级蜂窝技术的通信系统，诸如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro和/或5G NR。

图8是通信网络410的一个示例的示意图。通信网络410包括宏蜂窝(macro cell，宏小区)基站401、移动装置402、小蜂窝(small cell，小小区)基站403和固定无线装置404。

图8的所例示的通信网络410支持使用各种技术的通信，包括例如4G LTE、5G NR和无线局域网(WLAN)，诸如Wi-Fi。虽然示出所支持的通信技术的各种示例，但是通信网络410可以适合于支持多种多样的通信技术。

图8中图示了通信网络410的各种通信链路。通信链路可以以多种多样的方式双工，包括例如使用频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)。FDD是一种使用不同的频率发射和接收信号的射频通信。FDD可以提供许多优点，诸如高数据速率和低延迟。相反，TDD是一种使用大约相同的频率发射和接收信号并且其中在时间上切换发射和接收通信的射频通信。TDD可以提供许多优点，诸如频谱的有效使用以及发射方向与接收方向之间的吞吐量的可变分配。

如图8所示，移动装置402通过使用4G LTE和5G NR技术的组合的通信链路与宏蜂窝基站401通信。移动装置402还与可以包括本申请的实施例的小蜂窝基站403通信。在所例示的示例中，移动装置402和小蜂窝基站403通过使用5G NR、4G LTE和Wi-Fi技术的通信链路进行通信。

在某些实现方式中，移动装置402在小于6千兆赫(GHz)的一个或多个频带上使用5G NR技术与宏蜂窝基站402和小蜂窝基站403通信。在一个实施例中，移动装置402支持HPUE功率等级规范。

结合本申请的实施例的所例示的小蜂窝基站403还与固定无线装置404通信。例如，小蜂窝基站403可以用于使用5G NR技术在高于6GHz的一个或更多频段(包括例如30GHz至300GHz的频率范围内的毫米波段)上提供宽带服务。

在某些实现方式中，小蜂窝基站403使用波束成形与固定无线装置404通信。例如，波束成形可以用于聚焦信号强度以克服路径损耗，诸如与通过毫米波频率进行通信相关联的高损耗。

图8的通信网络410包括能够包括本申请的实施例的宏蜂窝基站401以及小蜂窝基站3。在某些实现方式中，小蜂窝基站403可以在相对于宏蜂窝基站401相对较低的功率、更短的范围和/或更少的并发用户的情况下操作。小蜂窝基站403也可以称为飞蜂窝(femtocell，飞小区)、皮蜂窝(picocell，皮小区)或微蜂窝(microcell，微小区)。

虽然通信网络的10被示为包括两个基站，但是通信网络410可以被实现为包括更多或更少的基站和/或其他类型的基站。

图8的通信网络410被示为包括一个移动装置和一个固定无线装置。移动装置402和固定无线装置404例示用户装置或用户设备(UE)的两个示例。虽然通信网络410被示为包括两个用户装置，但是通信网络410可以用于与更多或更少的用户装置和/或其他类型的用户装置通信。例如，用户装置可以包括移动电话、平板电脑、膝上型电脑、IoT装置、可穿戴电子设备和/或多种多样的其他通信装置。

通信网络410的用户装置可以以多种多样的方式共享可用的网络资源(例如，可用的频谱)。

增强型移动宽带(eMBB)是指用于增加LTE网络的系统容量的技术。例如，eMBB可以是指针对每个用户装置具有至少10Gbps的峰值数据速率和100Mbps的最小值的通信。超可靠低延迟通信(uRLLC)是指用于具有非常低的延迟(例如，小于2ms)的通信的技术。uRLLC可以用于关键任务通信，诸如用于自动驾驶和/或远程手术应用。大规模机器类型通信(mMTC)是指与到日常对象的无线连接相关联的低成本且低数据速率通信，诸如与物联网(IoT)应用相关联的那些通信。

图8的通信网络410可以用于支持多种多样的高级通信特征，包括但不限于eMBB、uRLLC和/或mMTC。

(例如，基站与用户装置之间的)通信链路的峰值数据速率取决于多种因素。例如，峰值数据速率可以受信道带宽、调制阶数、分量载波的数量和/或用于通信的天线的数量的影响。

例如，在某些实现方式中，通信链路的数据速率可以约等于M*B*log₂(1+S/N)，其中，M是通信信道的数量，B是信道带宽，并且S/N是信噪比(SNR)。

因此，可以通过增加通信信道的数量(例如，使用多个天线进行发射和接收)、使用更宽的带宽(例如，通过聚合载波)和/或提高SNR(例如，通过增加发射功率和/或提高接收器灵敏度)来增加通信链路的数据速率。

5G NR通信系统可以采用多种多样的技术来提高数据速率和/或通信性能。

图9是使用载波聚合的通信链路的一个示例的示意图。载波聚合可以用于通过支持在多个频率载波上的通信来使通信链路的带宽变宽，从而通过利用分段频谱分配来增加用户数据速率并提高网络容量。

在所例示的示例中，通信链路在基站421与移动装置422之间提供。如图9所示，通信链路包括用于从基站421到移动装置422的RF通信的下行链路信道和用于从移动装置422到基站421的RF通信的上行链路信道。

虽然图9例示在FDD通信的情况下的载波聚合，但是载波聚合也可以用于TDD通信。

在某些实现方式中，通信链路可以对下行链路信道和上行链路信道提供不对称的数据速率。例如，通信链路可以用于支持相对高的下行链路数据速率，以允许到移动装置的多媒体内容的高速流式传输，同时提供相对较低的数据速率用于将数据从移动装置上载到云(cloud)。

在所例示的示例中，基站421和移动装置422经由载波聚合进行通信，这可以用于选择性地增加通信链路的带宽。载波聚合包括连续聚合，其中，聚合相同操作频带内的连续载波。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包括在公共频带内或不同频带中在频率上分离的载波。

在图9所示的示例中，上行链路信道包括三个聚合分量载波f_UL1、f_UL2和f_UL3。另外，下行链路信道包括五个聚合分量载波f_DL1、f_DL2、f_DL3、f_DL4和f_DL5。虽然示出分量载波聚合的一个示例，但是可以聚合更多或更少的载波用于上行链路和/或下行链路。而且，聚合载波的数量可以随时间改变，从而实现所期望的上行链路数据速率和下行链路数据速率。

例如，关于特定移动装置的上行链路和/或下行链路通信的聚合载波的数量可以随时间改变。例如，聚合载波的数量可以在装置移动通过通信网络和/或在网络使用情况随时间变化时改变。

参考图9，在载波聚合中使用的个体分量载波可以具有各种频率，包括例如在相同频带中或在多个频带中的频率载波。另外，载波聚合适用于个体分量载波具有大约相同的带宽的实现方式以及个体分量载波具有不同的带宽的实现方式。

图10A是使用多输入多输出(MIMO)通信的下行链路信道的一个示例的示意图。图10B是使用MIMO通信的上行链路信道的一个示例的示意图。

MIMO通信使用多个天线在公共频谱上同时传递多个数据流。在某些实现方式中，数据流用不同的基准信号来工作，以增强接收器处的数据接收。由于无线电环境的空间多路复用差异，MIMO通信受益于更高的SNR、改进的编码和/或减少的信号干扰。

MIMO阶数(order)是指所发送或所接收的单独数据流的数量。例如，用于下行链路通信的MIMO阶数可以由基站的发射天线的数量和用于诸如移动装置这样的UE的接收天线的数量来描述。例如，二乘二(2×2)DL MIMO是指使用两个基站天线和两个UE天线的MIMO下行链路通信。另外，四乘四(4×4)DL MIMO是指使用四个基站天线和四个UE天线的MIMO下行链路通信。

在图10A所示的示例中，通过使用基站441的M个天线443a、443b、443c、……、443m进行发射并使用移动装置442的N个天线444a、444b、444c、……、444n进行接收来提供下行链路MIMO通信。因此，图10A例示M×N DL MIMO的示例。

同样地，用于上行链路通信的MIMO阶数可以由诸如移动装置这样的UE的发射天线的数量和基站的接收天线的数量来描述。例如，2×2UL MIMO是指使用两个UE天线和两个基站天线的MIMO上行链路通信。另外，4×4UL MIMO是指使用四个UE天线和四个基站天线的MIMO上行链路通信。

在图10B所示的示例中，通过使用移动装置442的N个天线444a、444b、444c、……、444n进行发射并使用基站441的M个天线443a、443b、443c、……、443m进行接收来提供上行链路MIMO通信。因此，图10B例示N×M UL MIMO的示例。

通过增加MIMO的级别或阶数，可以增加上行链路信道和/或下行链路信道的带宽。

虽然例示了在FDD的情况下的MIMO通信，但是MIMO通信也适用于使用TDD的通信链路。

对于这些5G网络，基站的一种形式将是基于大规模多输入多输出(MIMO)的，具有能够进行多波束成形以便以非常高的数据速率与手持终端交互的可能64-128个天线的阵列。因此，本申请的实施例可以结合到基站中以用于高容量应用。

该方法类似于雷达相控阵T/R模块，每个天线元件具有单独的收发器，但是大规模MIMO不是雷达意义上的相控阵。目标是在终端处的最佳相干信号强度而非测向。另外，信号分离将是基于时分(TD)的，需要双工/切换的手段来分离Tx信号和Rx信号。

为了论述，假设每个天线有一个Tx、一个Rx模块、一个双工循环器和一个天线滤波器。然而，也可以使用其他配置。

图8示出RF发射系统的简化版本，省略了驱动器和开关逻辑。如所示那样，该系统可以包括多个不同的部件，包括循环器。因此，本申请的实施例可以用作RF系统中的循环器，用于新创建的系统或者用作先前系统的改善的替换。具体地，本申请的实施例涉及混合解决方案，其使用带状线循环器以及用于其余部件的微带或带状线拓扑。

图9例示在简化的RF天线结构上的上述图5A至图5B的集成部件。如所示那样，衬底可包括用于循环器的共烧的铁氧体/介电瓦。此外，耦合器、开关和负载也可以应用于在铁氧体之外的介电瓦。导体和接地平面可以在厚膜银中。在一些实施例中，循环器子组件还可以与功率放大器(PA)和大噪声放大器(LNA)模块集成。

相比于本领域中已知的循环器，本申请的实施例可以具有多个优点。例如，

·与诸如半导体耦合器的其他耦合器相比，耦合器和其他传输线具有低得多的插入损耗；

·耦合更一致；

·与软衬底相比，负载可以更容易地散热；

·循环器具有比基于全铁氧体的器件更低的损耗；

·电介质温度稳定，有助于耦合器和循环器的性能；

·如果需要，可以通过使用更高介电常数陶瓷电介质来减小器件的尺寸。

另外，陶瓷循环器的实施例可以具有以下优点：

·PA和负载的热/功率耗散/导热性；

·用于耦合器/滤波器设计的各向同性电介质(TTB除外)；

·用于尺寸减小的介电常数的范围(4-100+)；

·低介电损耗(耦合器/滤波器)；

·严格的介电常数容差(耦接器/滤波器/天线)；

·随着温度的稳定的介电常数(耦合器/滤波器/循环器)；

·适度的成本。

另一方面，软衬底(例如，软板)可以具有以下缺点：

·由于塑料导电性而导致的不良的导电性；

·各向异性(xy与z方向)；

·一些只有3-10，其他固定；

·更高的损耗；

·更宽松的容差；

·随着温度不稳定。

因此，相比于本领域中先前已知的循环器，本申请的实施例可以具有显著的优点。

图13例示MIMO系统的另一个实施例，其中可以结合所公开的微带循环器。随着用于5G系统的大规模MIMO的出现，当前的天线将被替换为具有例如64个阵列元件的天线阵列。每个元件可以由单独的前端模块(FEM)馈给，该单独的前端模块包括图11和图12中所示的块，其中，在共烧瓦上形成的微带循环器的实施例可以是整体部件。

图14是移动装置800的一个示例的示意图。移动装置800包括基带系统801、收发器802、前端系统803、天线804、功率管理系统805、存储器806、用户接口807和电池808，并且可以与包括在本文中公开的微带循环器的实施例的基站交互。

移动装置800可以用于使用多种多样的通信技术进行通信，包括但不限于2G、3G、4G(包括LTE、LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro)、5G NR、WLAN(例如，Wi-Fi)、WPAN(例如，蓝牙和ZigBee)和/或GPS技术。

收发器802生成用于发射的RF信号并处理从天线804接收的输入RF信号。应当理解，与RF信号的发射和接收相关联的各种功能可以通过在图14中被共同地表示为收发器802的一个或多个部件来实现。在一个示例中，可以提供单独的部件(例如，单独的电路或晶片)用于处理某些类型的RF信号。

在某些实现方式中，移动装置800支持载波聚合，从而提供增加峰值数据速率的灵活性。载波聚合可以用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者，并且可以用于聚合多个载波或信道。载波聚合包括连续聚合，其中，聚合在相同操作频带内的连续载波。载波聚合也可以是非连续的，并且可以包括在公共带内或不同带中在频率上分离的载波。

天线804可以包括用于多种多样的类型的通信的天线。例如，天线804可以包括发射和/或接收与多种多样的频率和通信标准相关联的信号有关的天线。

在某些实现方式中，天线804支持MIMO通信和/或交换分集通信。例如，MIMO通信使用多个天线在单个射频信道上传送多个数据流。由于无线电环境的空间多路复用差异，MIMO通信受益于更高的信噪比、改进的编码和/或减少的信号干扰。交换分集是指在特定时间选择特定天线用于操作的通信。例如，可以基于各种因素，诸如所观察到的比特误码率和/或信号强度指标，使用开关从一组天线中选择特定天线。

图15是根据一个实施例的功率放大器系统840的示意图。所例示的功率放大器系统840包括基带处理器821、发射器822、功率放大器(PA)823、定方向性耦合器824、带通滤波器825、天线826、PA偏置控制电路827和PA电源控制电路828。所例示的发射器822包括I/Q调制器837、混合器838和模数转换器(ADC)839。在某些实现方式中，发射器822包括在收发器中，从而提供发射和接收功能两者。所公开的微带循环器的实施例可以结合到功率放大器系统中。

方法

在本文中公开了用于制造集成微带部件的方法的实施例。图16公开了可以使用的工艺300的实施例。

返回图16，在步骤302，铁氧体盘或圆筒可以通过在本领域中已知的用于制造这样的元件(即，在高频电子元件中使用的类型的磁性氧化物)的任何适当的常规工艺、由磁性陶瓷材料形成。类似地，在步骤304，可以通过任何合适的常规工艺由介电材料形成衬底。在一些实施例中，铁氧体盘可以通过在窑中对其进行烧制来烧结。下面在该工艺流程描述之后阐述材料和烧制温度的一些示例。然而，本发明所涉及的领域的技术人员理解，制造这种类型的磁性陶瓷和介电陶瓷元件的材料和方法在本领域中是公知的。因此，未穷尽地列出适合的材料和温度。用于制造这样的杆、圆筒和该类型的类似元件的所有这样的适合的材料和方法均意图在本发明的范围内。

在步骤306，可以将盘组合到具有孔的介电衬底中。例如，可以对盘的外表面进行机械加工以确保其具有小于衬底孔的内径(ID)的外径(OD)。在一些实施例中，OD略小于ID，以使盘能够插入到衬底中。

在一些实施例中，可以将预先烧制的盘容纳在未烧制的或“生坯”衬底中，以形成在图4A至图4B中所示的复合组件100。

在步骤308，可以对盘和衬底进行共烧。也就是说，烧制复合组件100。共烧温度可以低于烧制盘时的温度，以确保盘的物理特性和电特性保持不变。共烧温度可以在通常烧制这样的部件的公知的范围内。重要地，共烧使衬底在盘周围收缩，从而将它们固定在一起。然后，可以对复合组件100的外表面进行机械加工，以确保其具有指定的OD或者要不然是预定的OD。另外，如果铁氧体盘先前未被磁化，则该步骤可以用于对复合组件100进行金属化和/或磁化。

步骤310和312示出在复合组件100的共烧之后可以采取的可选步骤。例如，可以将附加部件添加310到诸如电路这样的衬底上，以形成最终的电子部件。另外，在一些实施例中，复合组件100可以被切分312或者以其他方式分割，以形成多个分离的组件。在一些实施例中，可以执行这两个可选步骤，并且具体次序不是限制性的。在一些实施例中，可以仅采用可选步骤中的一个。在一些实施例中，可以不采用任何可选步骤。

因此，复合组件100可以以与常规生产的这种类型的组件相同的方式用于制造高频电子部件。然而，本发明的方法比传统方法更经济，因为本发明不涉及粘合剂的使用。

图17例示在本文中所述的循环器的示例性实施例。厚膜银可以被印刷为电路。根据标准循环器应用，循环器包括端口1、端口2和端口3。这些端口中的一个可以被封阻以形成隔离器。

电信基站

具有在本文中所述的一个或多个特征的电路和装置可以实现在诸如无线基站这样的RF应用中。这样的无线基站可以包括被配置为促使RF信号的发射和/或接收的一个或多个天线。这样的天线可以耦接到具有在本文中所述的一个或多个循环器/隔离器的电路和装置。

因此，在一些实施例中，上述公开的材料可以结合到电信基站的不同部件中，例如用于蜂窝网络和无线通信。在图18中示出基站2000的示例性立体图，其包括蜂窝塔2002和电子器件机房(electronics building)2004。蜂窝塔2002可以包括多个天线2006，通常面向不同方向以便优化服务，其可以用于接收和发射蜂窝信号两者，同时电子器件机房2004可以装有诸如滤波器、放大器等在下面讨论的电子部件。天线2006和电子部件两者均可以结合所公开的陶瓷材料的实施例。

图19示出基站2010。基站可以包括被配置为促使RF信号的发射和/或接收的天线。这样的信号可以由收发器生成和/或处理。对于发射，收发器可以产生发射信号，该发射信号由功率放大器(PA)放大，并被滤波(Tx滤波器)以便由天线发射。对于接收，从天线接收的信号可以被滤波(Rx滤波器)并且在被传递到收发器之前由低噪声放大器(LNA)放大。在这样的Tx和Rx路径的示例性情况下，具有在本文中所述的一个或多个特征的循环器和/或隔离器可以在例如PA电路和LNA电路处实现或与其相结合地实现。循环器和隔离器可以包括在本文中公开的材料的实施例。另外，天线可以包括在本文中公开的材料，允许它们在更高的频率范围上工作。

图20例示可以在电子器件机房2004中使用的硬件2020，并且可以包括上面参照图12讨论的部件。例如，硬件2020可以是基站子系统(BSS)，其可以处理移动系统的通信量和信令。

图21例示在上面讨论的硬件2020的进一步的细节。具体地，图21图示具有能够结合到基站中的空腔滤波器/组合器3002的电路板3004。空腔滤波器3002可以包括例如带通滤波器(诸如结合所公开的材料的实施例的那些带通滤波器)，并且可以允许组合在不同频率上的两个或更多的发射器的输出。

根据前面的描述，应当理解，公开了用于复合微带循环器/隔离器的创新的产品和方法。虽然已经通过一定程度的具体细节描述了若干部件、技术和方面，但是显然在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以对以上在本文中描述的具体设计、构造和方法进行许多改变。

在本申请中在单独的实现方式的情况下描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合地实现。相反，在单个实现方式的情况下描述的各种特征也可以单独地或以任何适合的子组合的方式在多个实现方式中实现。而且，虽然特征可以在上文描述为以某些组合的方式起作用，但是在某些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中去除，并且该组合可以作为任何子组合或者任何子组合的变型来要求保护。

而且，虽然方法可能以特定次序在图中图示或在说明书中描述，但是为了实现所期望的结果，这样的方法无需以所示的具体次序或者按顺序执行，并且无需执行所有的方法。未图示或示描述的其他方法可以结合在示例性的方法和过程中。例如，在任何所描述的方法之前、之后、同时或之间，可以执行一个或多个另外的方法。另外，在其他实现方式中，可以对这些方法进行重新布置或重新排序。而且，在上述的实现方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有的实现方式中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的部件和系统通常可以一起集成在单个产品中或者封装到多个产品中。另外，其他实现方式也在本申请的范围内。

除非另有明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则诸如“可以”、“能够”、“可能”或“可”这样的条件语言通常旨在表达某些实施例包括或不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例无论如何均需要这些特征、元件和/或步骤。

除非另有明确说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”这样的连接语言在上下文中被理解为通常用于表达项目、术语等可以是X、Y或Z。因此，这样的连接语言通常不旨在暗示某些实施方案需要存在X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个。

在本文中使用的程度的语言(诸如在本文中所使用的术语“大约”、“约”、“一般”和“基本”)表示接近于所述的值、量或特性但仍然执行所期望的功能或达到所期望的结果的值、量或特性。例如，术语“大约”、“约”、“一般”和“基本”可以指在小于或等于所述的量的10％、小于或等于所述的量的5％、小于或等于所述的量的1％、小于或等于所述的量的0.1％、小于或等于0.01％所述的量的内的量。如果所述的量是0(例如，没有、不存在)，则上述范围可以是特定范围，并且不在该值的特定百分比内。例如，在小于或等于所述的量的10wt./vol.％、小于或等于所述的量的5wt./vol.％、小于或等于所述的量的1wt./vol.％、小于或等于所述的量的0.1wt./vol.％和小于或等于所述的量的0.01wt./vol.％内。

已经结合附图描述了一些实施例。各个图是按比例绘制的，但是这样的比例不应当是限制性的，因为所显示的之外的尺寸和比例都是预期的并且在所公开的发明的范围内。距离、角度等仅是说明性的，并未必与所示的装置的实际尺寸和布局具有精确的关系。部件可以添加、移除和/或重新布置。另外，与各种实施例相关的任何具体特征、方面、方法、特性、性质、品质、属性、元件等在本文中的公开内容可以用在本文中阐述的所有其他实施例中。另外，应当认识到，在本文中描述的任何方法可以使用适合于执行所述步骤的任何装置来实践。

虽然已经详细描述了多个实施例及其变型，但是其他修改和使用它们的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，应当理解，在不脱离本文中的独特且创造性的公开内容或权利要求的范围的情况下，可以由各种应用、修改、材料和替换构成等同物。

Claims

1.一种用作射频部件的复合材料，包括：

低温可烧制的外部材料，所述低温可烧制的外部材料具有石榴石结构或白钨矿结构，所述具有石榴石结构的外部材料为具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂，C为Li、Na、K或其组合，并且D为Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合，所述具有白钨矿结构的外部材料具有组分Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄，A为Li、Na、K或其组合，M为Mo、W或其组合，并且x在0与0.45之间，或具有组分Li_0.5Bi_0.5Mo_0.4W_0.6O₄或Li_0.5Sm_0.5MoO₄，所述低温可烧制的外部材料与MgAl₂O₄或CoAl₂O₄混合；以及

位于外部材料内的高介电内部材料，所述高介电内部材料具有石榴石结构并具有组分Y_3-x-y-2aBi_xCa_y+2aZr_yIn_zV_aFe_5-y-z-aO₁₂，0<x<1.8，0<y<1.0，0<z<1.0并且0<a<1.0，所述高介电内部材料具有高于30的介电常数，所述低温可烧制的外部材料和所述高介电内部材料被配置为不使用粘合剂或胶合剂，在650-900℃的温度下共烧在一起。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述高介电内部材料成形为盘，并且所述低温可烧制的外部材料成形为环。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述低温可烧制的外部材料具有在10与30之间的介电常数。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述低温可烧制的外部材料是Na₂BiMg₂V₃O₁₂。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述高介电内部材料具有高于35的介电常数。

6.一种形成用作射频装置中的隔离器或循环器的复合材料的方法，所述方法包括：

提供低温可烧制的外部材料，所述低温可烧制的外部材料具有石榴石结构或白钨矿结构，所述具有石榴石结构的外部材料为具有组分C₂BiD₂V₃O₁₂，C为Li、Na、K或其组合，并且D为Mg、Zn、Co、Ni、Cu或其组合，所述具有白钨矿结构的外部材料具有组分Bi_1-2xA_2xV_1-xM_xO₄，A为Li、Na、K或其组合，M为Mo、W或其组合，并且x在0与0.45之间，或具有组分Li_0.5Bi_0.5Mo_0.4W_0.6O₄或Li_0.5Sm_0.5MoO₄，所述低温可烧制的外部材料与MgAl₂O₄或CoAl₂O₄混合；

在所述低温可烧制的外部材料中的孔内加入高介电内部材料，所述高介电内部材料具有石榴石结构并具有组分Y_3-x-y-2aBi_xCa_y+2aZr_yIn_zV_aFe_5-y-z-aO₁₂，0<x<1.8，0<y<1.0，0<z<1.0并且0<a<1.0，所述高介电内部材料具有高于30的介电常数；以及

不使用粘合剂或胶合剂，在650-900℃的温度下将所述低温可烧制的外部材料和所述高介电内部材料共烧在一起，以使所述低温可烧制的外部材料围绕所述高介电内部材料的外表面收缩。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述低温可烧制的外部材料是Na₂BiMg₂V₃O₁₂。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在共烧之后切分所述低温可烧制的外部材料和所述高介电内部材料。

9.一种射频隔离器或循环器，包括：