CN115566414A - 一种多层微波介质陶瓷滤波天线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层微波介质陶瓷滤波天线及其制备方法，其结构包括金属反射层、基板和介质贴片，所述基板背面印刷有金属反射层，所述基板上表面设有与介质贴片相连的第一馈线，介质贴片下面设有第一馈线连接层，介质贴片由多层膜带叠加而成，相邻膜带之间通过通孔连通，每层膜带正反面均印刷有第二馈线。介质贴片主要成分结构表达式为xAl2O3‑(1‑x)CaZrO3‑LBSCA，介质贴片采用的LTCC材料低温烧结性好，力学性能优良，损耗小，在叠层时采用印刷工艺印刷第二馈线，馈线一致性大幅度提高，使得天线良率提高到90%以上，有利于批量生产。
Description
技术领域
本发明属于微波介质陶瓷材料及射频器件领域，具体涉及到一种低介电LTCC微波介质陶瓷。
背景技术
随着5G移动通信、毫米波等现代通信技术的快速发展，通信设备和便携式终端正向微小型化、多功能化、高频化、高性能、高可靠性等方向发展。低温共烧陶瓷（LTCC）技术作为无源射频器件集成的关键技术，其将多层陶瓷元件技术与多层电路图形相结合，利用低温烧结陶瓷材料与金属内导体在950℃以下共烧，制成模块化集成器件或三维陶瓷基多层电路，在开发高频、高性能、高集成度的电子元器件方面具有显著优势，广泛应用于电子陶瓷领域片式产品的制备，如多层陶瓷介质滤波器、光通讯基板、陶瓷天线、多层陶瓷电容和电感器件等。
微波介质陶瓷是一种在微波（300MHz≤f≤300GHz，1mm≤λ≤1m）频段下作为介质材料并实现多种功能的新型电子材料，它在5G领域扮演着重要角色，不仅可用作滤波器、天线、谐振器、基板材料，还可用于卫星通信。现有技术中已经实现了将滤波器和天线的集成，比如CN105720364A公开了一种具有高选择性和低交叉极化的双极化滤波天线，提供了包括位于底部的金属反射地板、位于中间的馈电贴片、位于顶部的寄生贴片以及第一、第二介质基板在内的结构，在第一介质基板的上表面印刷寄生贴片，馈电贴片印刷在第二介质基板的上表面，还包括两段正交耦合的馈电线，两段馈电线印刷在第二介质基板的下表面，虽然解决了传统级联型的滤波天线带来的插入损耗与额外尺寸的问题。但是其结构复杂，且是在馈电网络上实现滤波特性，而不是天线辐射器本身具有滤波能力。
CN109193147A 也公开了一种采用带槽介质贴片的低剖面滤波天线，采用依次层叠设置的金属反射地板、基板和介质贴片，在基板上表面设有与介质贴片相连的馈线，用于直接馈电，介质贴片与馈线相连的一侧对称于该馈线连接处开设有一对内壁印刷金属的槽，采用的介质贴片的介电常数大于40，这类滤波天线虽然在一定程度上实现了天线的小型化，也具有了滤波性能，相比CN105720364A成本和加工难度有所降低。还能通过改变槽的长度和宽度，改变天线的工作频率及辐射零点所在的位置，但是对金属槽的印刷工艺要求很高，而且内侧印刷经常形成虚焊情况，当金属槽内金属没有填满时和填满的天线有较大的差距，往往因为填充不充分导致产品不良。
所以，总的来说，现有技术中天线辐射器本身具有滤波能力的器件公开减少，即便有个别文献报道，其结构加工稳定性和一致性都很差，不利于大规模批量生产。
另外，作为制造滤波天线的主要材料，微波介质陶瓷材料自身的化学和物理性能决定着多层射频器件性能是否优良，介电性能是微波介质陶瓷最重要的性能，介电常数
则是表明微波介质陶瓷介电性能的主要指标之一。目前，市场上较成熟的低温共烧陶瓷材料的介电常数通常在7.5~8.9之间，缺少综合性能优良的低介电
微波介质陶瓷材料。
近年来，虽已经开发出许多介电常数εr可调、频率温度系数τf近零和低损耗tanδ的微波介质材料，但同时兼具优异的介电性能、热学性能、力学性能及良好的化学稳定性，且低成本、低温共烧等优点的LTCC微波介质陶瓷材料较少，能够实现商业应用的就更少。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层微波介质陶瓷滤波天线，改善已有滤波天线的设计结构使得加工工艺稳定性更强，提高产品的一致性，同时改善滤波天线原材料的加工方式和成分，提高产品的热学性能和力学性能，形成厚度均匀一致性好的产品，使得烧结温度在850℃~900℃下实现低温共烧，降低成本，适用于5G高频段片式化、集成化天线的要求。
为达到上述目的，一方面本发明提供了一种多层微波介质陶瓷滤波天线，包括金属反射层、基板和介质贴片，所述基板背面印刷有金属反射层，所述基板上表面设有与介质贴片相连的第一馈线，介质贴片下面设有第一馈线连接层，介质贴片由多层膜带叠加而成，相邻膜带之间通过通孔连通，每层膜带正反面均印刷有第二馈线。
具体的，所述第二馈线位于介质贴片侧面的一端通过端电极连通。
具体的，所述介质贴片的制备原材料包括复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、浸润型分散剂、直链增塑剂和有机溶剂。
具体的，本发明所述复合陶瓷玻璃粉体原料包括纳米级Al2O3、CaZrO3与LBSCA玻璃。
具体的，所述复合陶瓷玻璃粉体中纳米级Al2O3:CaZrO3=x:(1-x)，其中x=0.65~0.8，所述复合陶瓷玻璃粉体中LBSCA玻璃质量百分比为3wt%~8wt%。
具体的，所述介质贴片的制备原材料用量复合质量份比为：陶瓷玻璃粉体49份~54份、复合粘接剂21份~29份、有机溶剂15份~16份、分散剂1.00份~1.1份，增塑剂5份-7份。
另外一方面，本发明还提供了一种多层微波介质陶瓷滤波天线制备方法，包括如下步骤：
（1）制备介质贴片；
（2）选取基板，在基板背面印刷金属反射层并烧结；
（3）在基板上印刷第一馈线，第一馈线上面印刷导电银胶，第一馈线周围印刷绝缘胶，将基板和介质贴片贴合固化；
（4）检测性能。
具体的，本发明制备所述介质贴片包括如下步骤：
（1）制备LBSCA玻璃粉；
（2）利用LBSCA玻璃粉制备复合陶瓷玻璃粉体；
（3）制备膜带并裁切到固定尺寸；
（4）在膜带上预定位置打孔，逐层印刷第二馈线，每印刷一次烘干一次，印刷完所有膜带叠层等静压；
（5）涂端电极并烘干；
（6）850℃~900℃烧结。
更加具体的，其中所述LBSCA玻璃粉制备方法为：称取Li2CO3、H3BO3、SiO2、CaCO3与Al2O3固体颗粒，球磨5h后取出，烘干，过筛，经1000℃加热熔化后保温1.5h，水淬，粉碎，球磨，烘干，过筛后得到LBSCA玻璃粉。
具体的，以摩尔比计，步骤（1）中所述Li2CO3、H3BO3、SiO2、CaCO3、Al2O3固体颗粒按照Li2O:B2O3:SiO2:CaO:Al2O3的摩尔比为35.05:25.45:12.36:2.05:1.0配制玻璃。
所述复合陶瓷玻璃粉体制备方法为：称取纳米Al2O3和CaZrO3粉体，再加入步骤（1）制得的LBSCA玻璃粉得到复合粉体，按照复合粉体:去离子水:酒精=1:1:0.1的比例进行球磨混合后烘干，过筛，得到复合陶瓷玻璃粉体。
所述膜带制备方法为：
（1）以PVB1:PVB2:乙醇=1:1:2的比例，加热搅拌后得到复合粘接剂；
（2）将复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、有机溶剂、分散剂进行球磨混合，再加入复合粘接剂与增塑剂继续球磨，得到分散均匀的浆料；
（3）过滤步骤（2）所得的浆料，再进行真空脱泡处理；
（4）过滤步骤（3）所得的浆料，进行流延处理，烘干后得到膜带。
优选的，本发明所述复合粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛，其中PVB1为B76，PVB2为B98。
优选的，所述浸润型分散剂选自鲱鱼油、三油酸甘油酯、曲拉通x-100中的一种。
优选的，所述增塑剂选自聚乙烯乙二醇、丙三醇、碳酸丙烯酯中的一种。
具体的，所述有机溶剂选自乙醇、乙酸乙酯、丁酮中的一种或两种的混合液。
具体的，加热搅拌制备复合粘接剂时加热温度为45~55℃，搅拌时间为20~30min。
具体的，制备浆料时球磨时间为12~16h。
具体的，真空除泡时真空度为0.09~0.1Mpa，脱泡时间为20~30min。
具体的膜带采用流延工艺制备，烘干温度分为四个区间，依次为T1=35℃，T2=40℃，T3=45℃，T4=35℃，烘干时间为15~35min，所得膜带厚度为30~200μm。
通过实施本发明的技术方案，可以达到以下有益效果：
（1）本发明提供的多层微波介质陶瓷滤波天线，介质贴片的介电损耗小于0.4×10-3，烧结温度为850~900℃，可实现微波陶瓷和导体浆料低温共烧，其过程材料膜带的流延成型工艺具有制备工艺简单，工艺稳定性好的特点，降低了制造成本，而且在叠层时采用印刷工艺印刷第二馈线，馈线一致性大幅度提高，使得天线的良率提高5%-10%，总滤波天线良率达到90%以上，有利于批量生产。
（2）本发明提供的LTCC多层微波介质陶瓷材料介电常数低至6.7~7.2，即可应用于LTCC微波基板，用作叠层微波介质贴片时提高了现有材料制备的叠层微波介质贴片的中心频率，使其特别适合5G频段陶瓷滤波天线的制备。
附图说明
图1为本发明LTCC多层微波介质陶瓷膜带制备工艺流程图。
图2为本发明介质贴片制备流程图。
图3为本发明多层微波介质陶瓷滤波天线制备流程图。
图4为本发明介质贴片的爆炸视图。
图5为图4的仰视图。
图6为本发明介质贴片印刷网板图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1 LBSCA玻璃粉制备
按照Li2O:B2O3:SiO2:CaO:Al2O3的摩尔比为35.05:25.45:12.36:2.05:1.0称取Li2CO3、H3BO3、SiO2、CaCO3与Al2O3固体颗粒，总共配料100kg，倒入球磨罐中，加入乙醇与锆球，球磨5h后取出，烘干，过筛，经1100℃加热熔化后保温1.5h，倾倒于装有大量去离子水的金属桶中水淬，粉碎，球磨，烘干，过筛后得到LBSCA玻璃粉。
实施例2复合粘接剂制备
按照PVB1:PVB2:乙醇为1:1:2的比例称取原料，在50℃下搅拌25min后得到复合粘接剂，其中PVB1为Butvar的B76，PVB2为Butvar的B98。经过实验，加热温度为45~55℃，搅拌时间为20~30min均能混合获得满足要求的复合粘结剂。
实施例3 LTCC膜带制备
按照纳米Al2O3和CaZrO3粉体的摩尔比为x:(1-x)，x=0.65，称取原料，添加5wt%LBSCA玻璃粉得到复合粉体，装入球磨罐，按照复合粉体:去离子水:酒精=1:1:0.1的质量比例称取55kg进行球磨混合后烘干，过筛，得到复合陶瓷玻璃粉体。所用LBSCA玻璃粉的制备方法参见实施例1。
将复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、乙酸乙酯+乙醇、鲱鱼油、碳酸丙烯酯按质量配比陶瓷玻璃粉体49kg、复合粘接剂21kg、乙酸乙酯4kg+乙醇11kg、分散剂鲱鱼油1kg、碳酸丙烯酯各5kg，球磨12h混合制得流延浆料，再进行真空度为0.09~0.1Mpa真空脱泡处理20min后流延，烘干后得到膜带，流延机的温度分为四个区间，依次设定为T1=35℃，T2=40℃，T3=45℃，T4=35℃，烘干时间为15min，所得LTCC膜带厚度为30μm。所用复合粘接剂的制备方法参见实施例2。
取不同位置膜带测试其厚度，所得结果如表1所示。将上述所制的膜带制备成圆片烧结后样品进行介电性能、烧结性能及力学性能检测，得到其1MHz下介电常数为7.05，介电损耗为0.32×10-3，在870℃下可与导电Ag浆实现低温共烧，经测量抗弯强度为323MPa。
表1 不同位置膜带厚度
| 序号 | 左端/μm | 中间/μm | 右端/μm | 均值/μm |
| 1 | 30 | 29 | 30 | 29.7 |
| 2 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 3 | 30 | 30 | 30 | 30 |
实施例4 LTCC膜带制备
按照纳米Al2O3和CaZrO3粉体的摩尔比为x:(1-x)，x=0.8，称取原料，添加8wt%LBSCA玻璃粉得到复合粉体，装入球磨罐，按照复合粉体:去离子水:酒精=1:1:0.1的比例称取100kg进行球磨混合后烘干，过筛，得到复合陶瓷玻璃粉体。所用LBSCA玻璃粉的制备方法参见实施例1。
将复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、乙酸乙酯+乙醇、鲱鱼油、碳酸丙烯酯按陶瓷玻璃粉体54kg、复合粘接剂29kg、乙酸乙酯5kg+乙醇11kg、分散剂鲱鱼油1.1kg、碳酸丙烯酯7kg的配比球磨混合制得流延浆料，再进行真空脱泡处理后流延，烘干后得到膜带，脱泡30min，再经25min烘干获得LTCC膜带。所用复合粘接剂的制备方法参见实施例2。
取不同位置膜带测试其厚度，所得结果如表2所示。将上述所制的膜带制备成圆片烧结后样品进行介电性能、烧结性能及力学性能检测，得到其1MHz下介电常数为6.73，介电损耗为0.26×10-3，在850℃下可与导电Ag浆实现低温共烧，经测量抗弯强度为295MPa。
表2 不同位置膜带厚度
| 序号 | 左端/μm | 中间/μm | 右端/μm | 均值/μm |
| 1 | 125 | 126 | 125 | 125.3 |
| 2 | 125 | 126 | 124 | 125 |
| 3 | 126 | 125 | 125 | 125.3 |
实施例5 LTCC膜带制备
按照纳米Al2O3和CaZrO3粉体的摩尔比为x:(1-x)，x=0.8，称取原料，添加8wt%LBSCA玻璃粉得到复合粉体，装入球磨罐，按照复合粉体:去离子水:酒精=1:1:0.1的比例进行球磨混合后烘干，过筛，得到复合陶瓷玻璃粉体。所用LBSCA玻璃粉的制备方法参见实施例1。
将复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、乙酸乙酯+乙醇、鲱鱼油、碳酸丙烯酯按复合陶瓷玻璃粉体49.75kg，复合粘接剂32.34kg，乙酸乙酯4kg+乙醇10.93kg，鲱鱼油1kg，碳酸丙烯酯6kg的配比球磨混合制得流延浆料，再进行真空脱泡处理后流延，烘干后得到膜带，脱泡30min，再经25min烘干获得LTCC膜带。所用复合粘接剂的制备方法参见实施例2。
取不同位置膜带测试其厚度，所得结果如表3所示。将上述所制的膜带样品进行介电性能、烧结性能及力学性能检测，得到其1MHz下介电常数为6.95，介电损耗为0.45×10-3，在900℃下可与导电Ag浆实现低温共烧，经测量抗弯强度为284MPa。
表3 不同位置膜带厚度
| 序号 | 左端/μm | 中间/μm | 右端/μm | 均值/μm |
| 1 | 136 | 134 | 135 | 135 |
| 2 | 135 | 136 | 134 | 135 |
| 3 | 136 | 135 | 135 | 135.3 |
实施例6 介质贴片制备
将实施例4制备的膜带裁切到长宽均为20cm的正方形；
利用打孔机按照附图4和5所示在膜带上预定位置打孔，然后利用利用图6的印刷网板丝网印刷机逐层用银电极印刷第二馈线，图6的标记A版印刷膜带上面，标记B版的印刷膜带背面，每印刷一次烘干一次，烘干温度根据银浆使用说明书推荐温度，印刷完所有膜带叠层后塑封，利用温水等静压等静压，等静压水温65℃，等静压压力20MPa，升温曲线和升压曲线参考等静压机使用说明书。
等静压后利用切割机分切成单颗，并且涂端电极并70℃烘干；
涂完端电极的材料，按照烧结曲线2℃/min升温到400℃，保温30min后，以10℃/min升温到800℃，以5℃/min升温到850℃，最高温850℃保温烧结30min。
实施例7多层微波介质陶瓷滤波天线制备
多层微波介质陶瓷滤波天线制备包括如下步骤：
（1）选取一块氧化铝陶瓷基板，在基板背面印刷导电铝浆形成金属反射层并在400℃烧结固化。
（2）在基板上面印刷2外电极银浆形成第一馈线烘干后高温固化，第一馈线上面印刷导电银胶，第一馈线周围印刷绝缘胶，将基板和实施例6制备的介质贴片贴合固化，固化温度根据绝缘胶推荐，本实施例采用的是85℃保温半小时。
（4）检测性能。
经过检测，本发明获得多层微波介质陶瓷滤波天线具有和现有产品比如CN109193147A金属槽法近似的性能，而且由于材料的不同，适用频率更高，介质贴片的主模（最低阶谐振模式）是TM11模式，TM11模式的辐射沿y轴方向的两条边，极化方向沿x轴。介质贴片的最低端的高阶模式HEM21的电场分布垂直于馈电微带线，天线具有较窄的滤波频带，在中心频率f0 = 5GHz附近仿真反射系数S11=-19 dB，在测量增益响应中可观察到4.75和5.17 GHz处的两个辐射零点，且具有选择性。在5 GHz时测量到的最大增益为5.78dB。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
Claims (10)
1.一种多层微波介质陶瓷滤波天线，包括金属反射层、基板和介质贴片，其特征在于，所述基板背面印刷有金属反射层，所述基板上表面设有与介质贴片相连的第一馈线，介质贴片下面设有第一馈线连接层，介质贴片由多层膜带叠加而成，相邻膜带之间通过通孔连通，每层膜带正反面均印刷有第二馈线。
2.根据权利要求1所述的多层微波介质陶瓷滤波天线，其特征在于，所述第二馈线位于介质贴片侧面的一端通过端电极连通。
3.根据权利要求1所述的多层微波介质陶瓷滤波天线，其特征在于，所述介质贴片的制备原材料包括复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、分散剂、增塑剂和有机溶剂。
4.根据权利要求3所述的多层微波介质陶瓷滤波天线，其特征在于，所述复合陶瓷玻璃粉体原料包括纳米级Al2O3、CaZrO3与LBSCA玻璃。
5.根据权利要求4所述的多层微波介质陶瓷滤波天线，其特征在于，所述复合陶瓷玻璃粉体中纳米级Al2O3:CaZrO3=x:(1-x)，其中x=0.65~0.8，所述复合陶瓷玻璃粉体中LBSCA玻璃质量百分比为3wt%~8wt%。
6.根据权利要求3所述的多层微波介质陶瓷滤波天线，其特征在于，所述介质贴片的制备原材料用量质量份比为：陶瓷玻璃粉体49份~54份、复合粘接剂21份~29份、有机溶剂15份~16份、分散剂1.00份~1.1份，增塑剂5份-7份。
7.一种多层微波介质陶瓷滤波天线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备介质贴片；
（2）选取基板，在基板背面印刷金属反射层并烧结；
（3）在基板上印刷第一馈线，第一馈线上面印刷导电银胶，第一馈线周围印刷绝缘胶，将基板和介质贴片贴合固化；
（4）检测性能。
8.根据权利要求7所述多层微波介质陶瓷滤波天线的制备方法，其特征在于，制备所述介质贴片包括如下步骤：
（1）制备LBSCA玻璃粉；
（2）利用LBSCA玻璃粉制备复合陶瓷玻璃粉体；
（3）制备膜带并裁切到固定尺寸；
（4）在膜带上预定位置打孔，逐层印刷第二馈线，每印刷一次烘干一次，印刷完所有膜带后叠层等静压；
（5）涂端电极并烘干；
（6）850℃~900℃烧结。
9.根据权利要求8所述多层微波介质陶瓷滤波天线的制备方法，其特征在于，所述LBSCA玻璃粉制备方法为：称取Li2CO3、H3BO3、SiO2、CaCO3与Al2O3固体颗粒，球磨5h后取出，烘干，过筛，经1000℃加热熔化后保温1.5h，水淬，粉碎，球磨，烘干，过筛后得到LBSCA玻璃粉；
所述复合陶瓷玻璃粉体制备方法为：称取纳米Al2O3和CaZrO3粉体，再加入所述LBSCA玻璃粉得到复合粉体，按照复合粉体:去离子水:酒精=1:1:0.1的比例进行球磨混合后烘干，过筛，得到复合陶瓷玻璃粉体。
10.根据权利要求8所述多层微波介质陶瓷滤波天线的制备方法，其特征在于，所述膜带制备方法为：
（1）以PVB1:PVB2:乙醇=1:1:2的比例，加热搅拌后得到复合粘接剂；
（2）将复合陶瓷玻璃粉体、复合粘接剂、有机溶剂、分散剂进行球磨混合，再加入复合粘接剂与增塑剂继续球磨，得到分散均匀的浆料；
（3）过滤步骤（2）所得的浆料，再进行真空脱泡处理；
（4）过滤步骤（3）所得的浆料，进行流延处理，烘干后得到膜带。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100841236B1 (ko) * | 2007-01-30 | 2008-06-25 | (주)삼우이피씨 | 엘티씨씨를 이용한 에스엠디형 칩 안테나 제조방법 |
| CN102623798A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-01 | 电子科技大学 | 多层陶瓷天线及其制备方法 |
| CN102674829A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 桂林电子科技大学 | 低温共烧锂镁钛微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
| CN103296344A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种介质滤波器的介质及其连接方法 |
| CN104774005A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 洛阳理工学院 | 一种低温烧结无铅系微波介质陶瓷及其制备方法 |
| CN107176834A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 上海卡翱投资管理合伙企业（有限合伙） | 中高介电常数的ltcc陶瓷材料及其制备方法 |
| CN108872482A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 西安创联电气科技（集团）有限责任公司 | 一种氮氧传感器陶瓷芯片的膜片 |
| CN108956699A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-07 | 西安创联电气科技（集团）有限责任公司 | 一种nox传感器陶瓷芯片用绝缘膜带及绝缘层制备工艺 |
| CN109193147A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-11 | 南通大学 | 一种采用带槽介质贴片的低剖面滤波天线 |
| CN111470776A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-07-31 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高频低损耗玻璃陶瓷材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-16 CN CN202211434542.0A patent/CN115566414B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100841236B1 (ko) * | 2007-01-30 | 2008-06-25 | (주)삼우이피씨 | 엘티씨씨를 이용한 에스엠디형 칩 안테나 제조방법 |
| CN103296344A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种介质滤波器的介质及其连接方法 |
| CN102623798A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-01 | 电子科技大学 | 多层陶瓷天线及其制备方法 |
| CN102674829A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 桂林电子科技大学 | 低温共烧锂镁钛微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
| CN104774005A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-15 | 洛阳理工学院 | 一种低温烧结无铅系微波介质陶瓷及其制备方法 |
| CN107176834A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 上海卡翱投资管理合伙企业（有限合伙） | 中高介电常数的ltcc陶瓷材料及其制备方法 |
| CN108872482A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 西安创联电气科技（集团）有限责任公司 | 一种氮氧传感器陶瓷芯片的膜片 |
| CN108956699A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-07 | 西安创联电气科技（集团）有限责任公司 | 一种nox传感器陶瓷芯片用绝缘膜带及绝缘层制备工艺 |
| CN109193147A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-11 | 南通大学 | 一种采用带槽介质贴片的低剖面滤波天线 |
| CN111470776A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-07-31 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高频低损耗玻璃陶瓷材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ZHIRUI ZHENG: "A New Differential Dual-Polarized Filtering Microstrip Patch Antenna Without Extra Circuit" * |
| 张凯; 李璐名: "低交叉极化高隔离的双极化天线" * |
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