TW201945323A

TW201945323A - 用於混燒之改良的鎢酸鋇

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Publication number: TW201945323A
Application number: TW108113977A
Authority: TW
Inventors: 麥克大衛賀爾; 大衛包伊庫克山克; 傑佛瑞艾倫尚威勒; 健忠江; 大衛馬丁菲羅
Original assignee: 美商天工方案公司
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2019-12-01
Also published as: US20190322587A1; US20230303449A1; WO2019209614A1; US11603333B2; US11958778B2

Abstract

本文中揭示低溫可混燒鎢酸鋇材料之實施例，其等可與諸如鎳鋅鐵氧體之高介電材料組合使用以形成複合結構，尤其針對用於射頻組件之隔離器及環行器。該材料之實施例可包含諸如釩酸鉍之助熔劑以降低混燒溫度。

Description

用於混燒之改良的鎢酸鋇

本發明之實施例係關於可在不使用黏著劑之情況下形成之可混燒介電材料。

環行器及隔離器係在高頻(例如，微波)射頻系統中使用以允許一信號在一個方向上通過同時提供對反方向上之經反射能量之高隔離之被動電子裝置。環行器及隔離器通常包含一圓盤形總成，該圓盤形總成包括同心地安置於一環形介電元件內之一圓盤形鐵氧體或其他鐵磁陶瓷元件。

用於製造上文提及之複合圓盤總成之一習知程序由圖1之流程圖繪示。在步驟12處，由一介電陶瓷材料形成一圓柱體。在步驟14處，接著在一窯中燒製(未燒製或「生坯」)圓柱體(通常簡稱為「燒製」)。因此，陶瓷材料係「可燒製的」。在步驟16處，接著加工圓柱體之外表面以確保其外徑(OD)具有一選定尺寸。達成總成元件中之精確尺寸係重要的，此係因為尺寸影響微波波導特性。在步驟18處，類似地加工圓柱體之內表面以確保其內徑(ID)具有一選定尺寸。另外，在步驟20處，由一磁性陶瓷材料形成一桿。在步驟22處，接著燒製桿，且在步驟24處，將其表面加工至一選定OD。桿OD稍微小於圓柱體OD，使得桿可固定地配裝於圓柱體內，如下文描述。達成促進桿與圓柱體之間之良好黏著性之一緊密配合係將桿之外表面及圓柱體之內表面兩者加工至精確公差之一原因。

在步驟26處，將環氧樹脂黏著劑施覆至桿及圓柱體之一者或兩者。在步驟28處，將桿插入圓柱體內部以形成一桿-及-圓柱體總成，且容許環氧樹脂固化(硬化)，如由步驟30指示。在步驟32處，再次將桿-及-圓柱體總成之外表面加工至一精確OD。最後，在步驟34處，將桿-及-圓柱體總成切割成數個圓盤總成。因此，各圓盤總成包括同心地安置於一介電陶瓷環內之一磁性陶瓷圓盤。各圓盤總成之厚度通常為數毫米。

加工圓柱體之內表面以促進黏著性，將環氧樹脂施覆至零件，仔細處置且組裝含環氧樹脂零件及固化環氧樹脂所涉及之時間促成程序之低效率。將可期望提供用於製造複合磁性-介電圓盤總成之一更有效方法。

本文中揭示一種用作一射頻組件之複合材料之實施例，其包括：一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；及一環，其包圍該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿，該環由摻雜有一助熔劑材料之鎢酸鋇形成，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍。

在一些實施例中，該助熔劑材料可包括BiVO₄ 。在一些實施例中，該助熔劑材料可包括1重量%至2重量%之BiVO₄ 。在一些實施例中，該助熔劑材料可包括1重量%至10重量%之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。在一些實施例中，該鎢酸鋇可摻雜有BiVO₄ 及MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 之一者。

在一些實施例中，該複合材料可具有大於5.10 g/cm³ 之一燒製密度。在一些實施例中，該環可在燒製期間在該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿周圍減小直徑，使得不使用黏著劑以將該環與該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿連接。

在一些實施例中，該複合材料可由化學式Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ 定義。在一些實施例中，該鎢酸鋇及該助熔劑材料可具有白鎢礦結構。在一些實施例中，該經摻雜鎢酸鋇可具有約9之一熱膨脹係數。在一些實施例中，該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿可具有至少30之一介電常數。

本文中亦揭示一種形成用作一射頻裝置中之一隔離器或環行器之一複合材料之方法之實施例，該方法包括：提供一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；提供鎢酸鋇外環，該鎢酸鋇外環摻雜有一助熔劑材料，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍；使該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿進入該鎢酸鋇外環中之一孔隙內；及在約1300°C與約1320°C之間之一溫度下將該鎢酸鋇外環及該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿一起混燒以在不使用黏著劑或膠之情況下在該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一外表面周圍收縮該鎢酸鋇外環且形成一複合材料。

在一些實施例中，該助熔劑材料可包括BiVO₄ 。在一些實施例中，該助熔劑材料可包括1重量%至2重量%之BiVO₄ 。在一些實施例中，該助熔劑材料可包括1重量%至10重量%之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。在一些實施例中，該鎢酸鋇可摻雜有BiVO₄ 及MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 之一者。在一些實施例中，該複合材料可具有大於5.10 g/cm³ 之一燒製密度。在一些實施例中，該複合材料可由化學式Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ 定義。

在一些實施例中，該方法可進一步包括切割該複合材料。

本文中亦揭示一種射頻隔離器或環行器之實施例，其包括：一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；及一環，其包圍該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿，該環由摻雜有一助熔劑材料之鎢酸鋇形成，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍。

本申請案主張2018年4月23日申請且標題為「MODIFIED BARIUM TUNGSTATE FOR CO-FIRING」之美國申請案第62/661,208號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。

本文中揭示低燒製介電材料之實施例。此等材料可與高介電材料混燒以形成用於磁性-介電總成(諸如用於隔離器及環行器應用)之複合材料。有利地，所揭示材料之實施例可經混燒而無需任何黏著劑(諸如膠、環氧樹脂或其他化學黏著劑)。因此，由本發明之實施例形成之複合材料可係無膠、無環氧樹脂或無黏著劑的。

本發明之實施例可有利地容許尤其依3 GHz及以上操作之5G系統形成可包含不同組件(諸如天線、環行器、放大器及/或基於半導體之放大器)之整合式架構。藉由容許此等組件整合至一單一基板上，此可改良裝置之整體微型化。在一些實施例中，所揭示裝置可在約1.8 GHz與約30 GHz之間之頻率下操作。在一些實施例中，所揭示裝置可在大於約1 GHz、2 GHz、3 GHz、4 GHz、5 GHz、10 GHz、15 GHz、20 GHz或25 GHz之頻率下操作。在一些實施例中，所揭示裝置可在小於30 GHz、25 GHz、20 GHz、15 GHz、10 GHz、5 GHz、4 GHz、3 GHz或2 GHz之頻率下操作。

在一些實施例中，整合式架構可包含呈不遠大於一標準隔離器之一封裝大小之一定向耦合器及/或隔離器。在一些實施例中，整合式架構可包含一高功率開關。除了使用介電瓦塊作為阻抗變壓器之基板之外，其亦可用作耦合器、開關及終端之基板。

圖2示意性地展示可如何處理一或多個化學元素(方塊1)、化學化合物(方塊2)、化學物質(方塊3)及/或化學混合物(方塊4)以產生具有本文中描述之一或多個特徵之一或多個材料(方塊5)。在一些實施例中，此等材料可形成為經組態以包含一可期望介電性質(方塊7)、一磁性性質(方塊8)之陶瓷材料(方塊6)。

在一些實施例中，具有前述性質之一或多者之一材料可實施於應用(方塊10) (諸如射頻(RF)應用)中。此等應用可包含如本文中描述之一或多個特徵在裝置12中之實施方案。在一些應用中，此等裝置可進一步實施於產品11中。本文中描述此等裝置及/或產品之實例。
微帶環行器 / 隔離器

環行器係可接收及發射不同信號(諸如微波或射頻(RF))之被動多埠裝置。此等埠可係連接至環行器及自環行器連接之一外部波導或傳輸線。隔離器類似於環行器，但一或多個埠可被阻擋。因此，環行器及隔離器在本文中可互換地使用，此係因為其等之一般結構可係類似的。因此，下文之全部論述可適用於環行器及隔離器兩者。

微帶環行器及隔離器係此項技術中已知之由安置於一基板(諸如一介電鐵氧體基板)上方之一薄膜電路組成之裝置。在一些實施例中，可將一或多個鐵氧體圓盤黏著至基板上。接著，可進一步附接(若干)磁體以使一信號循環通過鐵氧體圓盤。

此外，亦已使用全鐵氧體微帶環行器，尤其用於雷達T/R模組。可將電路列印至全鐵氧體微帶環行器上且可將一磁體添加於頂部上以引導信號。例如，可將一金屬化圖案形成於一鐵氧體基板上。通常言之，金屬化圖案由一中心圓盤及多條傳輸線組成。

環行器通常可在上或下諧振操作區域之任一者中操作。此在圖3中展示。在一些實施例中，上諧振頻率對於窄頻帶(子4 GHz環行器)可係有利的。針對較高頻率，下諧振區域可係更有利的。

特定言之，微帶環行器通常在下諧振操作區域中工作。其等使用一非常小的磁體或諸如在六邊形鐵氧體之情況中可經自偏置。然而，正方形瓦塊可係難以均勻地磁化之一形狀，尤其針對此項技術中已知之全鐵氧體微帶環行器。因此，其等將接近低場損耗區域操作。當變壓器安裝於有損耗的未磁化鐵氧體上時，效能受到影響。此外，增加之功率將使不良效能甚至更為人所知。因此，此項技術中已知之環行器經受歸因於鐵氧體瓦塊經不良地磁化之問題，從而導致不良插入損耗及互調變失真(IMD)及功率效能。
經混燒之微帶環行器 / 隔離器

本發明之實施例可改良整體磁化且減少可針對當前已知微帶環行器發生之效能問題。一般言之，可藉由將一鐵氧體圓盤(諸如由YIG製成之氧化物鐵氧體圓盤)直接嵌入一介電基板中而形成微帶環行器。接著可混燒組合以形成一更堅固複合結構。另外，可添加諸如由銀或其他金屬化物質形成之電路。在不使用混燒程序之情況下，將無法應用電路金屬化。本發明之實施例可緩解此項技術之一些重大問題。

可使用任何數目個不同鐵氧體圓盤材料。在一些實施例中，鐵氧體圓盤材料之飽和磁化位準之範圍可在1000高斯與5000高斯(或約1000高斯至約5000高斯)之間。在一些實施例中，飽和磁化可大於1000 (或約1000)、2000 (或約2000)、3000 (或約3000)、4000 (或約4000)、5000 (或約5000)、6000 (或約6000)或7000 (或約7000)。在一些實施例中，飽和磁化可小於1000 (或約1000)、2000 (或約2000)、3000 (或約3000)、4000 (或約4000)、5000 (或約5000)、6000 (或約6000)或7000 (或約7000)。尤其針對mm-波應用，具有儘可能高的飽和磁化可係有利的。

此外，可使用此項技術中已知之任何數目個不同介電基板。例如，介電質可由介電粉末或低溫混燒陶瓷(LTCC)帶形成。可在低於900°C之溫度下燒製陶瓷帶。商業組合物通常使用一低熔點無機玻璃。在一些實施例中，介電常數可高於6、10、15、20、25、30、40、50或60。在一些實施例中，介電常數之範圍可自6至30 (或約6至約30)。在一些實施例中，介電常數可低於約60、50、40、30、25、20、15或10。

特定言之，為了形成複合微帶環行器100，可將一磁性氧化物圓盤102或其他磁性圓盤插入一介電基板104之一孔隙中，如圖4A至圖4B中展示。在一些實施例中，圓盤102可係一圓柱形桿，但特性形狀係非限制性的。圓盤102可係生坯、經先前燒製或未經先前燒製。

此外，基板104通常可係如圖4A中展示之一矩形稜柱，但亦可使用其他形狀，諸如圖4B中展示之圓柱體。下文更詳細揭示基板104之實施例。一旦圓盤102在基板104內部，便可使用如美國專利第7,687,014號中論述之此一方法將該等組件一起混燒，該專利之全文藉此以引用的方式併入本文中且在下文論述。下文進一步詳述之此混燒程序可引起基板104在圓盤102周圍收縮且結合黏著劑將其固持於適當位置中以形成複合結構100。可接著切割此複合結構100以形成如圖5A至圖5B中展示之晶片結構(圖5A展示矩形稜柱切片且圖5B展示圓柱體切片)。然而，在一些實施例中，未執行切割且將組件以其等最終厚度一起混燒。在一些實施例中，可將複數個不同圓盤在複數個不同孔隙中插入一單一基板中。

因此，在一些實施例中，可將一磁性氧化物圓盤混燒至一正方形或矩形介電基板或任何其他形狀之基板中，該基板可接著用作其他組件(諸如電路)之平台。可接著磁化此複合結構以用作(例如)一微帶環行器及/或隔離器封裝，或鐵氧體圓盤可在插入之前已磁化。在一些實施例中，鐵氧體圓盤可在混燒步驟之前磁化。

一旦形成複合結構，便可將其他組件(諸如額外薄膜電路及類似者)添加至基板上。因此，本發明之實施例可形成可包含呈非遠大於一標準隔離器之一封裝大小之一定向耦合器及/或隔離器之一整合式解決方案。此外，有利地，損耗可不受磁場之位準影響，或可至少被減少。在一些實施例中，所揭示環行器將不大於(且取決於所選擇之鐵氧體/介電組合，可小於)全部當前鐵氧體微帶環行器。

因此，使用一混燒程序，可將一鐵氧體圓盤嵌入一介電瓦塊中，如圖5A至圖5B中展示。圖中展示之薄鐵氧體圓盤可比此項技術中已知之一正方形或其他奇怪形狀之件顯著更容易均勻地磁化。在一些實施例中，介電瓦塊可係約25 mm之正方形，但特定尺寸係非限制性的。此可用於3 GHz至4 GHz (或約3 GHz至約4 GHz)區域中。

使用介電瓦塊，可接著產生如圖6中展示之一變壓器。如展示，基板104具有為其他組件附接留下的空間。在形成變壓器之後，僅需要在瓦塊上放置一小磁體，如圖7中展示。因此，組裝時間可遠短於先前完成之組裝時間。

除了使用介電瓦塊作為阻抗變壓器之基板之外，其亦可用作耦合器、開關及終端之基板。因此，在混燒之後，可將數個其他組件添加至基板上，從而減少裝置之整體佔據面積。此外，可添加電路磁化，但僅在裝置已混燒之後添加。
環之低溫燒製介電材料

本發明之實施例可尤其有利於使用一磁性材料之一混燒程序，諸如用於環行器/隔離器之形成。特定言之，其等可係具有低燒製溫度之高介電磁性材料(例如，其等可在一低溫下燒製)。具體言之，可將磁性材料(諸如一鎳-鋅-鐵氧體材料)之一桿插入由所揭示低溫燒製介電材料之實施例形成之一未燒製環中，諸如在上文圖4A至圖4B中展示(104係環且102係桿)。鎳-鋅-鐵氧體材料可包含額外元素，諸如Co、Li、Mg、Ti、Bi、Cu或Cr。可接著將環與桿之組合一起混燒，使得環在桿周圍收縮。此等材料兩者可係「可燒製的」，意謂其等具有在一烘箱/窯/其他加熱裝置中燒製或燒結之能力。在一些實施例中，燒製可改變材料(諸如本文中論述之陶瓷材料)之一或多個性質。此等總成之實施例可用作用於射頻應用(諸如用於5G應用)之隔離器及/或環行器。

有利地，此混燒程序可在不使用黏著劑/環氧樹脂/膠之情況下執行，且因此可被視為一「無膠總成」。歸因於用於燒製環之溫度太高(其可導致熔化或至少顯著損害內部桿之性質)，總成之先前反覆與可燒製桿分開燒製可燒製環。可分開燒製兩個片段，或可首先燒製環且接著將環/桿總成一起燒製。針對此等方法之各者，環將不在桿周圍充分收縮且因此將需要一黏著劑以使環及桿保持彼此附接。作為一非限制性實例，環可在任何線性尺寸之約14%至20%之範圍中收縮。

然而，黏著劑之使用具有數個缺點，且有利地，所揭示材料可形成一複合結構而不需要此黏著劑，此係因為桿及環可一起混燒。例如，一旦存在黏著劑，便極其難以(若非不可能)金屬化總成。此係因為金屬化所需之溫度遠高於黏著劑之使用溫度，從而引起黏著劑熔化及/或損失黏著性。

此外，膠係有損耗的，從而增加經膠合組件之插入損耗。膠在高頻率下之介電損耗大於磁性或介電材料。作為一實例，一金屬箔通常被放置於一經膠合總成上方。移除膠及使用厚膜銀可將插入損耗自-0.137 dB改變至-0.104 dB。

在一些實施例中，材料可具有小於10 (或小於約10)之ɛ’。因此，本發明之實施例可用於5G以下諧振應用。避免包覆模製且抵消亦在高頻率下使用之較薄基板之阻抗效應可係有利的。因此，低於10 (或低於約10)之值用於20 GHz以上之頻率。

此外，材料之實施例可具有適用於與高磁化尖晶石(例如，鎳鋅鐵氧體)一起混燒(諸如在美國專利公開案第2017/0098885號中揭示，該案之全文藉此以引用的方式併入本文中)，尤其用於高頻(5G)應用之低介電常數(＜10)。具有一低介電常數可防止稱為包覆模製之一現象。此亦可導致在mm-波頻率下之可管理裝置大小，例如小於20 mm、15 mm、10 mm、5 mm或3 mm (或小於約20 mm、約15 mm、約10 mm、約5 mm或約3 mm)。在一些實施例中，裝置可大於1 mm、3 mm、5 mm、10 mm或15 mm (或大於約1 mm、約3 mm、約5 mm、約10 mm或約15 mm)。

所揭示低燒製介電材料之實施例可具有可與高介電常數材料混燒之白鎢礦或石榴石結構，諸如在美國專利公開案第2018/0016166號中揭示，該案之全文藉此以引用的方式併入本文中。高介電常數磁性桿可係鉍取代高介電常數磁性石榴石。

特定言之，可混燒材料可係基於鎢酸鋇，其具有化學式BaWO₄ 且通常具有一介電常數8 (或約8)。鎢酸鋇可由於其低介電常數、低介電損耗及中等燒製溫度而尤其有利。在一些實施例中，鎢酸鋇可具有白鎢礦晶體結構，但特定結構係非限制性的。此外，可使用運用鎢酸鋇作為一主要組份之一固體溶液。特定言之，鎢酸鋇可用作一低介電常數可混燒材料以與高磁化尖晶石(諸如鋰鐵氧體或鎳鋅鐵氧體)一起燒製。使用此材料以避免模製，且抵消在高頻率下亦需要之較薄基板之阻抗效應可係有利的。鎢酸鋇可進一步尤其可用於高頻微帶或表面整合式波導設計。

先前解決方案已使用鎢酸鋇(BaWO₄ )作為用於一經混燒材料之一環，但不使用任何額外燒結材料，諸如在美國專利公開案第2019/0081377號中，該案之全文藉此以引用的方式併入本文中。然而，標準鎢酸鋇單獨具有太高而難以與標準鎳鋅鐵氧體材料(諸如Skyworks之TT2-111材料(Ni_1-x Zn_x Fe₂ O₄ )，其在約1300°C至1320°C下燒結)一起使用之一燒製溫度(例如，約1300°C至1400°C)。針對TT2-111材料，x可係自0.1至0.5，較佳0.4 (或約0.4)。因此，本文中揭示降低鎢酸鋇之燒製溫度，使得其可在一適當溫度範圍下與鎳鋅鐵氧體一起混燒之方式。具體言之，自先前揭示內容之改變係經摻雜鎢酸鋇與未經摻雜鎢酸鋇之間之差異。

因此，在一些實施例中，可將鎢酸鋇之燒結溫度降低至更適用於鎳鋅鐵氧體材料。例如，可將一助熔劑材料添加至鎢酸鋇。在一些實施例中，化學式Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ (0＜x＜0.05，例如，x = 0.02 (或約0.02))可用於描述助熔劑材料及鎢酸鋇之組合。助熔劑可係可用於降低燒結化合物溫度之具有一較低熔化溫度之一化合物/材料，此係因為助熔劑材料可具有一較低熔化溫度，藉此容許混合物具有一較低熔化溫度。

例如，在一些實施例中，可將1重量%與3重量% (或約1%重量%與約3%重量%)之間之一助熔劑材料添加至鎢酸鋇。在一些實施例中，可添加1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5重量%、4重量%、4.5重量%或5重量% (或約1重量%、約1.5重量%、約2重量%、約2.5重量%、約3重量%、約3.5重量%、約4重量%、約4.5重量%或約5重量%)。在一些實施例中，可添加小於1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5重量%、4重量%、4.5重量%或5重量% (或大於約1重量%、約1.5重量%、約2重量%、約2.5重量%、約3重量%、約3.5重量%、約4重量%、約4.5重量%或約5重量%)。在一些實施例中，可添加大於0重量%、1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5重量%、4重量%、4.5重量%或5重量% (或小於約1重量%、約1.5重量%、約2重量%、約2.5重量%、約3重量%、約3.5重量%、約4重量%、約4.5重量%或約5重量%)。在一些實施例中，可使用2重量%之助熔劑。

在一些實施例中，助熔劑材料可係釩酸鉍(BiVO₄ )。可諸如藉由在一粉末中混合在一起而將此材料添加至鎢酸鋇。釩酸鉍具有與鎢酸鋇具有相同(或大體上相同)之晶體結構(即，白鎢礦結構)之一優點。此小量之材料之添加足以將燒製溫度下降至低於1300ºC，其中複合材料可與鎳鋅鐵氧體材料混燒。在一些實施例中，可將具有白鎢礦結構之其他材料添加至鎢酸鋇中以降低燒製溫度。表I繪示藉由添加特定重量%之BiVO₄ 而對鎢酸鋇之改變。
表I：與BiVO₄ 組合之鎢酸鋇之性質

如上表中展示，燒製溫度可未透過併入BiVO₄ 而顯著改變。然而，如展示，經組合材料之密度增加，指示其作為一燒結助劑之效率，此係因為密度可係燒結或多孔性降低之一直接量測。例如，經組合材料可具有大於5.10 g/cm³ 、5.11 g/cm³ 、5.12 g/cm³ 、5.13 g/cm³ 、5.14 g/cm³ 、5.15 g/cm³ 、5.16 g/cm³ 、5.17 g/cm³ 、5.18 g/cm³ 、5.19 g/cm³ 或5.20 g/cm³ (或大於約5.10 g/cm³ 、約5.11 g/cm³ 、約5.12 g/cm³ 、約5.13 g/cm³ 、約5.14 g/cm³ 、約5.15 g/cm³ 、約5.16 g/cm³ 、約5.17 g/cm³ 、約5.18 g/cm³ 、約5.19 g/cm³ 或約5.20 g/cm³ )之一密度。在一些實施例中，經組合材料可具有小於5.10 g/cm³ 、5.12 g/cm³ 、5.13 g/cm³ 、5.14 g/cm³ 、5.15 g/cm³ 、5.16 g/cm³ 、5.17 g/cm³ 、5.18 g/cm³ 、5.19 g/cm³ 或5.20 g/cm³ (或小於約5.10 g/cm³ 、約5.11 g/cm³ 、約5.12 g/cm³ 、約5.13 g/cm³ 、約5.14 g/cm³ 、約5.15 g/cm³ 、約5.16 g/cm³ 、約5.17 g/cm³ 、約5.18 g/cm³ 、約5.19 g/cm³ 或約5.20 g/cm³ )之一密度。

如展示，燒製溫度可維持在約1200°C或1225°C。針對混燒，介電質之燒製溫度等於或低於磁性材料之燒製溫度可係有利的，因此，在燒結磁性材料時，其將在磁性桿周圍「收縮包繞」介電質。

在一些實施例中，可將1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%或2.0重量% (或約1.0重量%、約1.1重量%、約1.2重量%、約1.3重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.7重量%、約1.8重量%、約1.9重量%或約2.0重量%)之BiVO₄ 添加至鎢酸鋇中。在一些實施例中，可將大於1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%或2.0重量% (或大於約1.0重量%、約1.1重量%、約1.2重量%、約1.3重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.7重量%、約1.8重量%、約1.9重量%或約2.0重量%)之BiVO₄ 添加至鎢酸鋇中。在一些實施例中，可將小於1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%或2.0重量% (或小於約1.0重量%、約1.1重量%、約1.2重量%、約1.3重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.7重量%、約1.8重量%、約1.9重量%或約2.0重量%)之BiVO₄ 添加至鎢酸鋇中。

在一些實施例中，鎢酸鋇可使用MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 改良以改良鐵氧體之熱膨脹。在一些實施例中，可添加1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%或10重量% (或約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約6重量%、約7重量%、約8重量%、約9重量%或約10重量%)之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。在一些實施例中，可添加大於1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%或10重量% (或大於約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約6重量%、約7重量%、約8重量%、約9重量%或約10重量%)之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。在一些實施例中，可添加小於1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%或10重量% (或小於約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約6重量%、約7重量%、約8重量%、約9重量%或約10重量%)之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。此可在包含或不包含BiVO₄ 之情況下完成。在一些實施例中，僅使用MgAl₂ O₄ 。在一些實施例中，僅使用CoAl₂ O₄ 。在一些實施例中，僅使用BiVO₄ 以改良鎢酸鋇。在一些實施例中，使用MgAl₂ O₄ 及BiVO₄ 以改良鎢酸鋇。在一些實施例中，使用CoAl₂ O₄ 及BiVO₄ 以改良鎢酸鋇。在一些實施例中，使用CoAl₂ O₄ 及MgAl₂ O₄ 以改良鎢酸鋇。在一些實施例中，使用CoAl₂ O₄ 、MgAl₂ O₄ 及BiVO₄ 以改良鎢酸鋇。鐵氧體外環之熱膨脹與介電磁性桿緊密匹配可係有利的。

下表II繪示上文論述之材料之實例及其等特定性質。
表II：經混燒組合物之表

上表諸如針對BaWO₄ 展示依據燒製溫度而變化之收縮。

在一些實施例中，改良的鎢酸鋇可具有低於1400ºC、1350ºC、1340ºC、1330ºC、1320ºC、1310ºC、1300ºC、1250ºC、1225ºC或1200ºC (或低於約1400ºC、約1350ºC、約1340ºC、約1330ºC、約1320ºC、約1310ºC、約1300ºC、約1250ºC、約1225ºC或約1200ºC)之一燒結溫度(例如，燒製溫度)。在一些實施例中，材料可具有高於1320ºC、1310ºC、1300ºC、1250ºC、1225ºC或1200ºC (或高於約1320ºC、約1310ºC、約1300ºC、約1250ºC、約1225ºC或約1200ºC)之一燒結溫度(例如，燒製溫度)。在一些實施例中，材料可具有在1200ºC至1400ºC (或約1200ºC至約1400ºC)之間、1300ºC至1400ºC (或約1300ºC至約1440ºC)之間或1300ºC至1320ºC (或約1300ºC至約1320ºC)之間之一燒結溫度(例如，燒製溫度)。在一些實施例中，改良的鎢酸鋇可具有在1200ºC至1300ºC (或約1200ºC與約1300ºC)之間之一燒結溫度。在一些實施例中，改良的鎢酸鋇可具有在1200ºC至1320ºC (或約1200ºC與約1300ºC)之間之一燒結溫度。在一些實施例中，改良的鎢酸鋇可具有在1250ºC至1300ºC (或約1200ºC與約1300ºC)之間之一燒結溫度。

此外，材料之實施例可具有5與10 (或約5與約10)之間之一介電常數範圍。此外，材料之實施例可具有9與10 (或約9與約10)之間之一介電常數範圍。在一些實施例中，材料可具有高於5、6、7、8、9或10 (或高於約5、約6、約7、約8、約9或約10)之一介電常數。在一些實施例中，材料可具有低於5、6、7、8、9或10 (或低於約5、約6、約7、約8、約9或約10)之一介電常數。在一些實施例中，改良的鎢酸鋇可具有6.5 (或約6.5)之一介電常數。

圖8及圖9繪示膨脹測量測試，其展示一裝置如何隨著線性溫度改變。圖9展示針對圖9之Ni_1-x Zn_x Fe₂ O₄ 而圖8展示Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ ，其中x = .01。平均α係熱膨脹係數。如圖中展示，改良的鎢酸鋇可具有類似於鎳鋅鐵氧體之一熱膨脹係數。在一些實施例中，兩個材料之間之平均α可在1 ppm/ºC內(在任一方向上)。在一些實施例中，兩個材料之間之平均α可在5 ppm/ºC、4 ppm/ºC、3 ppm/ºC、2 ppm/ºC或1 ppm/ºC (或約5 ppm/ºC、約4 ppm/ºC、約3 ppm/ºC、約2 ppm/ºC或約1 ppm/ºC)內(在任一方向上)。因此，兩個材料將通常以相同速率膨脹/收縮，從而容許其等一起混燒。在一些實施例中，經摻雜鎢酸鋇具有9 (或約9)之一熱膨脹係數(其約等於鎳鋅鐵氧體之熱膨脹係數)可係有利的。在一些實施例中，熱膨脹係數可係7、7.6、8、8.5、9、9.5或10 (或約7、約7.6、約8、約8.5、約9、約9.5或約10)。在一些實施例中，熱膨脹係數可大於7、7.6、8、8.5、9、9.5或10 (或大於約7、約7.6、約8、約8.5、約9、約9.5或約10)。在一些實施例中，熱膨脹係數可小於7、7.6、8、8.5、9、9.5或10 (或小於約7、約7.6、約8、約8.5、約9、約9.5或約10)。

圖8及圖9繪示低於本文中論述之混燒溫度之溫度。此等低溫展示在冷卻期間之熱膨脹係數，此係因為具有混燒本體之不匹配係數可歸因於熱應力而導致破裂。

在一些實施例中，可使用鋁酸鎂(MgAl₂ O₄ )及/或鈦酸鎂(Mg₂ TiO₄ )而非鎢酸鋇。在一些實施例中，此等材料可具有7.9、9或13.5 (或約7.9、約9或約13.5)之一介電常數。在一些實施例中，此等材料可具有在5與15 (或約5與約15)之間之一介電常數。在一些實施例中，此等材料可具有大於3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15 (或大於約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14或約15)之一介電常數。在一些實施例中，此等材料可具有小於3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15 (或小於約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14或約15)之一介電常數。上文之揭示內容之全部可應用至鋁酸鎂或鈦酸鎂。
5G 應用

所揭示複合微帶環行器之實施例可對於第5代無線系統(5G)應用尤其有利，但亦可用於早期的4G及3G應用。5G技術在本文中亦被稱為5G新無線電(NR)。5G網路可提供比當前4G系統顯著更高之容量，此容許一區域中之更大量消費者。此可進一步改良上傳/下載限制及要求。特定言之，5G需要之大量環行器(諸如本文中描述之環行器)(通常每一前端模組或FEM 1個環行器)需要組件之進一步整合。環行器之所揭示實施例可容許此整合且因此可尤其有利。前端模組中之其他組件將係基於微帶或SMT。

5G NR之初步規範支援各種特徵，諸如毫米波頻譜通信、波束成形能力、高頻譜效率波形、低延時通信、多無線電數字學及/或非正交多重存取(NOMA)。雖然此等RF功能性將提供靈活性給網路且增強使用者資料速率，但支援此等特徵可提出數個技術挑戰。

本文中之教示適用於廣泛各種通信系統，包含(但不限於)使用進階蜂巢式技術(諸如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro及/或5G NR)之通信系統。

圖10係一通信網路10之一個實例之一示意圖。通信網路10包含一巨型小區基地台1、一行動裝置2、一小型小區基地台3及一固定無線裝置4。

圖10之所繪示通信網路10支援使用各種技術(包含(例如) 4G LTE、5G NR及無線區域網路(WLAN)(諸如Wi-Fi))之通信。雖然展示所支援通信技術之各種實例，但通信網路10可經調適以支援廣泛各種通信技術。

在圖10中已描繪通信網路10之各種通信鏈路。可以廣泛各種方式(包含(例如)使用分頻雙工(FDD)及/或分時雙工(TDD))雙工通信鏈路。FDD係使用用於發射及接收信號之不同頻率之一種類型之射頻通信。FDD可提供數個優點，諸如高資料速率及低延時。相比之下，TDD係使用用於發射及接收信號之約相同頻率且其中在時間上切換發射及接收通信之一種類型之射頻通信。TDD可提供數個優點，諸如頻譜之有效使用及輸送量在發射方向與接收方向之間之可變分配。

如圖7中展示，行動裝置2經由使用4G LTE及5G NR技術之一組合之一通信鏈路與巨型小區基地台1通信。行動裝置2亦與可包含本發明之實施例之小型小區基地台3通信。在所繪示實例中，行動裝置2及小型小區基地台3經由使用5G NR、4G LTE及Wi-Fi技術之一通信鏈路通信。

在某些實施方案中，行動裝置2使用5G NR技術經由小於6吉赫(GHz)之一或多個頻帶與巨型小區基地台1及小型小區基地台3通信。在一項實施例中，行動裝置2支援一HPUE功率類別規範。

併入本發明之實施例之所繪示小型小區基地台3亦與一固定無線裝置4通信。小型小區基地台3可用於(例如)使用5G NR技術經由高於6 GHz之一或多個頻帶(包含(例如)在30 GHz至300 GHz之頻率範圍中之毫米波帶)提供寬頻服務。

在某些實施方案中，小型小區基地台3使用波束成形與固定無線裝置4通信。例如，波束成形可用於聚焦信號強度以克服路徑損耗，諸如與經由毫米波頻率之通信相關聯之高損耗。

圖10之通信網路10包含可包含本發明之實施例之巨型小區基地台1及小型小區基地台3。在某些實施方案中，相對於巨型小區基地台1，小型小區基地台3可以相對更低功率、更短範圍及/或以更少同時使用者操作。小型小區基地台3亦可被稱為一超微型小區、一微微型小區或一微型小區。

雖然將通信網路10繪示為包含兩個基地台，但通信網路10可經實施以包含更多或更少基地台及/或其他類型之基地台。

將圖10之通信網路10繪示為包含一個行動裝置及一個固定無線裝置。行動裝置2及固定無線裝置4繪示使用者裝置或使用者設備(UE)之兩個實例。雖然將通信網路10繪示為包含兩個使用者裝置，但通信網路10可用於與更多或更少裝置及/或其他類型之使用者裝置通信。例如，使用者裝置可包含行動電話、平板電腦、膝上型電腦、IoT裝置、穿戴式電子器件及/或廣泛各種其他通信裝置。

通信網路10之使用者裝置可以廣泛各種方式共用可用網路資源(例如，可用頻譜)。

增強行動寬頻(eMBB)係指用於使LTE網路之系統容量增長之技術。例如，eMBB可係指針對各使用者裝置使用至少10 Gbps之一峰值資料速率及100 Mbps之一最小值之通信。超可靠低延時通信(uRLLC)係指用於以非常低延時(例如，小於2 ms)進行通信之技術。uRLLC可用於關鍵任務通信，諸如用於自主駕駛及/或遠端手術應用。大規模機器類型通信(mMTC)係指與至日常物件(諸如與物聯網(IoT)應用相關聯之物件)之無線連接相關聯之低成本及低資料速率通信。

圖10之通信網路10可用於支援廣泛各種進階通信特徵，包含(但不限於) eMBB、uRLLC及/或mMTC。

一通信鏈路(例如，在一基地台與一使用者裝置之間)之一峰值資料速率取決於各種因素。例如，峰值資料速率可受頻道頻寬、調變階數、數個分量載波及/或用於通信之數個天線影響。

例如，在某些實施方案中，一通信鏈路之一資料速率可係約等於M*B*log₂ (1+S/N)，其中M係通信頻道之數目，B係頻道頻寬，且S/N係信雜比(SNR)。

因此，可藉由以下項而增加一通信鏈路之資料速率：增加通信頻道之數目(例如，使用多個天線發射及接收)；使用更寬頻寬(例如，藉由聚合載波)；及/或改良SNR (例如，藉由增加發射功率及/或改良接收器靈敏度)。

5G NR通信系統可採用用於增強資料速率及/或通信效能之廣泛各種技術。

圖11係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。載波聚合可用於藉由支援經由多個頻率載波之通信而加寬通信鏈路之頻寬，藉此藉由利用分段頻譜分配而增加使用者資料速率且增強網路容量。

在所繪示實例中，通信鏈路提供於一基地台21與一行動裝置22之間。如圖11中展示，通信鏈路包含用於自基地台21至行動裝置22之RF通信之一下行鏈路頻道，及用於自行動裝置22至基地台21之RF通信之一上行鏈路頻道。

雖然圖11在FDD通信之背景內容中繪示載波聚合，但載波聚合亦可用於TDD通信。

在某些實施方案中，一通信鏈路可提供針對一下行鏈路頻道及一上行鏈路頻道之不對稱資料速率。例如，一通信鏈路可用於支援一相對高下行鏈路資料速率以實現多媒體內容至一行動裝置之高速串流，同時提供用於將資料自行動裝置上傳至雲端之一相對較緩慢資料速率。

在所繪示實例中，基地台21及行動裝置22經由載波聚合通信，該載波聚合可用於選擇性地增加通信鏈路之頻寬。載波聚合包含連續聚合，其中相同操作頻帶內之連續載波經聚合。載波聚合亦可係非連續的，且可包含在一共同頻帶內或在不同頻帶中頻率分離之載波。

在圖11中展示之實例中，上行鏈路頻道包含三個經聚合分量載波f_UL1 、f_UL2 及f_UL3 。另外，下行鏈路頻道包含五個經聚合分量載波f_DL1 、f_DL2 、f_DL3 、f_DL4 及f_DL5 。雖然展示分量載波聚合之一個實例，但可針對上行鏈路及/或下行鏈路聚合更多或更少載波。再者，可隨時間變動經聚合載波之數目以達成所要上行鏈路及下行鏈路資料速率。

例如，用於相對於一特定行動裝置之上行鏈路及/或下行鏈路通信之經聚合載波之數目可隨時間改變。例如，經聚合載波之數目可在裝置移動通過通信網路時及/或在網路使用隨時間改變時改變。

參考圖11，在載波聚合中使用之個別分量載波可具有各種頻率，包含(例如)在相同頻帶中或在多個頻帶中之頻率載波。另外，載波聚合適用於其中個別分量載波具有約相同頻寬之實施方案以及其中個別分量載波具有不同頻寬之實施方案。

圖12A係使用多輸入及多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。圖12B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之示意圖。

MIMO通信使用多個天線以經由共同頻譜同時傳達多個資料串流。在某些實施方案中，資料串流與不同參考信號一起操作以增強在接收器處之資料接收。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信獲益於較高SNR，改良之編碼及/或減少之信號干擾。

MIMO階數係指經發送或接收之單獨資料串流之數目。例如，用於下行鏈路通信之MIMO階數可由一基地台之發射天線之數目及用於UE (諸如一行動裝置)之接收天線之數目描述。例如，二乘二(2x2) DL MIMO係指使用兩個基地台天線及兩個UE天線之MIMO下行鏈路通信。另外，四乘四(4x4) DL MIMO係指使用四個基地台天線及四個UE天線之MIMO下行鏈路通信。

在圖12A中展示之實例中，藉由使用基地台41之M個天線43a、43b、43c、…、43m進行發射且使用行動裝置42之N個天線44a、44b、44c、…、44n進行接收而提供下行鏈路MIMO通信。因此，圖12A繪示M x N DL MIMO之一實例。

同樣地，用於上行鏈路通信之MIMO階數可由UE (諸如一行動裝置)之發射天線之數目及一基地台之接收天線之數目描述。例如，2x2 UL MIMO係指使用兩個UE天線及兩個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。另外，4x4 UL MIMO係指使用四個UE天線及四個基地台天線之MIMO上行鏈路通信。

在圖12B中展示之實例中，藉由使用行動裝置42之N個天線44a、44b、44c、…、44n進行發射且使用基地台41之M個天線43a、43b、43c、…、43m進行接收而提供上行鏈路MIMO通信。因此，圖12B繪示N x M UL MIMO之一實例。

藉由增加MIMO之級數或階數，可增加一上行鏈路頻道及/或一下行鏈路頻道之頻寬。

雖然在FDD之背景內容中繪示，但MIMO通信亦適用於使用TDD之通信鏈路。

針對此等5G網路，一個形式之基地台將係基於大規模多輸入多輸出(MIMO)的，其中可能64至128個天線之一陣列能夠進行多波束成形以按非常高的資料速率與手持式終端機互動。因此，本發明之實施例可併入基地台中以提供高容量應用。

此方法類似於雷達相位陣列T/R模組，其中各天線元件具有個別收發器，但大規模MIMO在雷達意義上非一相位陣列。目標係(若干)終端機處之最佳同調信號強度而非方向尋找。此外，信號分離將係基於分時(TD)，從而需要用以分離Tx信號與Rx信號之一雙工/切換手段。

為了論述，假定每一天線存在一個Tx模組、一個Rx模組、一個雙工環行器及一個天線濾波器。然而，亦可使用其他組態。

圖13展示一RF發射系統之一簡化版本，其省略驅動器及切換邏輯。如展示，系統可包含數個不同組件(包含一環行器)。因此，本發明之實施例可用作RF系統中之環行器，用於新形成之系統或作為先前系統之改良替換。具體言之，本發明之實施例係關於使用一帶線環行器及微帶或帶線拓樸用於剩餘組件之混合解決方案。

圖14繪示在簡化RF天線結構上之上文論述之圖5A至圖5B之整合式組件。如展示，基板可包含用於環行器之經混燒鐵氧體/介電瓦塊。另外，一耦合器、開關及負載亦可應用至鐵氧體外部之介電瓦塊。導體及接地平面可在一厚膜銀中。在一些實施例中，環行器子總成亦可與功率放大器(PA)及大雜訊放大器(LNA)模組整合。

相較於此項技術中已知之環行器，本發明之實施例可具有若干優點。例如，
相較於其他耦合器(諸如半導體耦合器)，耦合器及其他傳輸線具有遠更低插入損耗
耦合更一致
相較於軟基板，負載可更容易地散熱
環行器比基於全鐵氧體基板之裝置具有更低損耗
介電質溫度穩定，從而輔助耦合器及環行器之效能
可藉由視需要使用更高介電常數陶瓷介電質而減小裝置之大小

此外，陶瓷環行器之實施例可具有以下優點：
PA及負載之散熱/功耗/導熱性
耦合器/濾波器設計之各向同性介電質(惟TTB除外)
用於大小減小之介電常數之範圍(4至100+)
低介電損耗(耦合器/濾波器)
嚴格介電常數公差(耦合器/濾波器/天線)
隨溫度之穩定介電常數(耦合器/濾波器/環行器)
適度成本

另一方面，軟基板(例如，軟板)可具有以下缺點：
歸因於塑膠導電性之不良導電性
各向異性(xy方向對z方向)
僅3至10個，其中一些與其他者固定
較高損耗
較寬鬆公差
隨溫度不穩定

因此，相較於此項技術中先前已知之環行器，本發明之實施例可具有顯著優點。

圖15繪示所揭示微帶環行器可併入其中之一MIMO系統之另一實施例。隨著用於5G系統之大規模MIMO之出現，將使用具有(例如) 64個陣列元件之天線陣列替換當前天線。各元件可由包含圖13及圖14中展示之方塊之一單獨前端模組(FEM)(其中形成於經混燒瓦塊上之微帶環行器之實施例可係一一體組件)饋給。

圖16係一行動裝置800之一個實例之一示意圖。行動裝置800包含一基頻帶系統801、一收發器802、一前端系統803、天線804、一功率管理系統805、一記憶體806、一使用者介面807及一電池808且可與包含本文中揭示之微帶環行器之實施例之基地台互動。

行動裝置800可用於使用廣泛各種通信技術進行通信，包含(但不限於) 2G、3G、4G (包含LTE、LTE-Advanced及LTE-Advanced Pro)、5G NR、WLAN (例如，Wi-Fi)、WPAN (例如，藍芽及ZigBee)及/或GPS技術。

收發器802產生RF信號以供發射且處理自天線804接收之傳入RF信號。將理解，可藉由在圖16中共同表示為收發器802之一或多個組件達成與RF信號之發射及接收相關聯之各種功能性。在一個實例中，可提供用於處置某種類型之RF信號之單獨組件(例如，單獨電路或晶粒)。

在某些實施方案中，行動裝置800支援載波聚合，藉此提供增加峰值資料速率之靈活性。載波聚合可用於分頻雙工(FDD)及分時雙工(TDD)兩者，且可用於聚合複數個載波或頻道。載波聚合包含連續聚合，其中聚合在相同操作頻帶內之連續載波。載波聚合亦可係不連續的，且可包含在一共同頻帶內或在不同頻帶中頻率分離之載波。

天線804可包含用於廣泛各種類型之通信之天線。例如，天線804可包含與發射及/或接收與廣泛各種頻率及通信標準相關聯之信號相關聯之天線。

在某些實施方案中，天線804支援MIMO通信及/或切換分集通信。例如，MIMO通信使用用於經由一單一射頻頻道傳達多個資料串流之多個天線。歸因於無線電環境之空間多工差異，MIMO通信獲益於較高信雜比，改良之編碼及/或減少之信號干擾。切換分集係指其中針對一特定時間之操作選擇一特定天線之通信。例如，可使用一開關以基於各種因素(諸如一經觀察位元錯誤率及/或一信號強度指示符)自一天線群組選擇一特定天線。

圖17係根據一項實施例之一功率放大器系統840之一示意圖。所繪示功率放大器系統840包含一基頻帶處理器821、一發射器822、一功率放大器(PA) 823、一定向耦合器824、一帶通濾波器825、一天線826、一PA偏壓控制電路827及一PA供應控制電路828。所繪示發射器822包含一I/Q調變器837、一混合器838及一類比轉數位轉換器(ADC) 839。在某些實施方案中，發射器822包含於一收發器中，使得提供發射及接收功能性兩者。所揭示微帶環行器之實施例可併入功率放大器系統中。
方法論

本文中揭示用於製造一整合式微帶組件之一程序之實施例。圖18揭示可使用之一程序300之一實施例。

返回至圖18，在步驟302處，可藉由用於製造此等元件(即，在高頻電子組件中使用之類型之磁性氧化物)之此項技術中已知之任何適合習知程序由一磁性陶瓷材料形成一鐵氧體圓盤或圓柱體。類似地，在步驟304處，可藉由任何適合習知程序由一介電材料形成一基板。在一些實施例中，可藉由在一窯中燒製鐵氧體圓盤而燒結該鐵氧體圓盤。在此程序流程描述之後，在下文陳述材料及燒製溫度之一些實例。然而，熟習本發明相關之技術者理解，藉由其製造此類型之磁性陶瓷及介電陶瓷元件之材料及程序在此項技術中熟知。因此，適合材料及溫度非窮舉地列舉。用於製造此等桿、圓柱體及此類型之類似元件之所有此等適合材料旨在在本發明之範疇內。

在步驟306處，可將圓盤組合至具有孔隙之介電基板中。例如，可加工圓盤之外表面以確保其具有小於基板孔隙之內徑(ID)之一外徑(OD)。在一些實施例中，OD稍微小於ID以使圓盤能插入基板中。

在一些實施例中，可在一未燒製或「生坯」基板中接納經預燒製圓盤以形成圖4A至圖4B中展示之複合總成100。

在步驟308處，可將圓盤及基板混燒。亦即，燒製複合總成100。混燒溫度可低於燒製圓盤之溫度以確保圓盤之實體及電性質保持不變。混燒溫度可在其中習知地燒製此等組件之熟知範圍內。重要地，混燒引起基板在圓盤周圍收縮，藉此將其等固定在一起。隨後，可接著加工複合總成100之外表面以確保其具有一指定或以其他方式預定之OD。此外，若鐵氧體圓盤先前尚未經磁化，則此步驟可用於金屬化及/或磁化複合總成100。

步驟310及312展示可在複合總成100之混燒之後採取之選用步驟。例如，可將額外組件添加310至基板(諸如電路)上以形成最終電子組件。此外，在一些實施例中，可切割312或以其他方式分割複合總成100以形成數個離散總成。在一些實施例中，可執行兩個此等選用步驟且特性順序係非限制性的。在一些實施例中，可採取選用步驟之僅一者。在一些實施例中，可不採取選用步驟之任一者。

因此，可以與此類型之習知地產生之總成之相同方式在製造高頻電子組件時使用複合總成100。然而，本發明之方法比習知方法更經濟，此係因為本發明不涉及黏著劑之使用。

圖19繪示如本文中論述之一環行器之一例示性實施例。可將厚膜銀列印為電路。按照標準環行器應用，環行器包含埠1、埠2及埠3。可阻擋此等埠之一者以形成一隔離器。
電信基地台

可在諸如一無線基地台之RF應用中實施具有如本文中描述之一或多個特徵之電路及裝置。此一無線基地台可包含經組態以促進RF信號之發射及/或接收之一或多個天線。此(等)天線可耦合至具有如本文中描述之一或多個環行器/隔離器之電路及裝置。

因此，在一些實施例中，可將上文揭示之材料併入諸如用於蜂巢式網路及無線通信之一電信基地台之不同組件中。在圖20中展示一基地台2000之一例示性透視圖，其包含一蜂巢式塔2002及電子器件建築物2004兩者。蜂巢式塔2002可包含通常面對不同方向用於最佳化服務之可用於接收及發射蜂巢式信號兩者之數個天線2006而電子器件建築物2004可固持下文論述之電子組件(諸如濾波器、放大器等)。天線2006及電子組件兩者可併入所揭示陶瓷材料之實施例。

圖20展示一基地台。基地台可包含經組態以促進RF信號之發射及/或接收之一天線。此等信號可由一收發器產生及/或處理。為了發射，收發器可產生由一功率放大器(PA)放大且經濾波(Tx濾波器)以供天線發射之一發射信號。為了接收，自天線接收之一信號可在被傳遞至收發器之前經濾波(Rx濾波器)且由一低雜訊放大器(LNA)放大。在此等Tx及Rx路徑之例示性背景內容中，具有如本文中描述之一或多個特徵之環行器及/或隔離器可在(例如) PA電路及LNA電路處或結合PA電路及LNA電路實施。環行器及隔離器可包含本文中揭示之材料之實施例。此外，天線可包含本文中揭示之材料，從而容許其等依較高頻率範圍工作。

圖21繪示可用於電子器件建築物2004中且可包含上文論述之組件之硬體2010。例如，硬體2010可係可處置行動系統之訊務及傳訊之一基地台子系統(BSS)。

圖22繪示上文論述之硬體2010之一進一步細節。具體言之，圖22描繪可併入基地台中之一空腔濾波器/組合器2020。空腔濾波器2020可包含(例如)帶通濾波器(諸如併入所揭示材料之實施例之帶通濾波器)，且可容許兩個或兩個以上發射器依不同頻率之輸出被組合。圖23繪示一電路板3004，該電路板3004可包含諸如上文論述之一隔離器/環行器3002。

自前述描述，將瞭解，揭示用於複合微帶環行器/隔離器之發明產品及方法、材料及生產方法。雖然以一特定詳細程度描述若干組件、技術及態樣，但顯然，可在本文於上文描述之特定設計、構造及方法論中進行許多改變而不脫離本發明之精神及範疇。

亦可在一單一實施方案中組合實施在本發明中於單獨實施方案之背景內容中描述之特定特徵。相反地，亦可在多個實施方案中單獨地實施或以任何適合子組合實施在一單一實施方案之背景內容中描述之各種特徵。再者，雖然上文可將特徵描述為以特定組合作用，但在一些情況中，來自一所主張組合之一或多個特徵可自該組合去除，且該組合可作為任何子組合或任何子組合之變動主張。

再者，雖然方法可以一特定順序在圖式中描繪或在說明書中描述，但此等方法不需要以所展示之特定順序或以循序順序執行，且不需要執行全部方法以達成可期望結果。未描繪或描述之其他方法可併入例示性方法及程序中。例如，一或多個額外方法可在所述方法之任何者之前、之後、同時或之間執行。此外，在其他實施方案中，可對方法重新配置或重新排序。又，不應將上文描述之實施方案中之各種系統組件之分離理解為在全部實施方案中皆要求此分離，且應理解，所述組件及系統通常可一起整合於一單一產品中或封裝至多個產品中。另外，其他實施方案在本發明之範疇內。

除非另外具體陳述或以其他方式在如使用之背景內容內理解，否則諸如「可(can/could)」或「可能(might/may)」之條件用語通常旨在傳達某些實施例包含或不包含某些特徵、元件及/或步驟。因此，此條件用語通常不旨在暗示以任何方式需要該等特徵、元件及/或步驟用於一或多項實施例。

除非另外具體陳述，否則諸如片語「X、Y及Z之至少一者」之連接用語在如使用之背景內容之情況下另外被理解為通常傳達一品項、術語等可係X、Y或Z。因此，此等連接用語通常不旨在暗示某些實施例需要存在X之至少一者、Y之至少一者及Z之至少一者。

本文中使用之程度用語(諸如如本文中使用之術語「近似」、「約」、「通常」及「實質上」)表示接近所述值、量或特性之仍執行一所要功能或達成一所要結果之一值、量或特性。例如，術語「近似」、「約」、「通常」及「實質上」可係指在小於或等於所述量之10%、5%、1%、0.1%及0.01%內之一量。若所述量係0 (例如，無、不具有)，則上文敘述之範圍可係具體範圍，且不在值之一特定%內。例如，在小於或等於所述量之10重量/體積%、5重量/體積%、1重量/體積%、0.1重量/體積%及0.01重量/體積%內。

已結合隨附圖式描述一些實施例。圖按比例繪製，但此比例不應為限制性，此係因為除了所展示之尺寸及比例之外之尺寸及比例被設想且在本發明之範疇內。距離、角度等僅係闡釋性的且不一定具有與所繪示裝置之實際尺寸及佈局之一確切關係。可添加、移除及/或重新配置組件。此外，本文中結合各項實施例對任何特定特徵、態樣、方法、性質、特性、品質、屬性、元件或類似者之揭示內容可用於本文中闡述之全部其他實施例中。另外，將認知，可使用適用於執行所敘述步驟之任何裝置實踐本文中描述之任何方法。

雖然已詳細描述數項實施例及其等之變動，但熟習此項技術者將明白使用實施例之其他修改及方法。因此，應理解，可製作等效之各種應用、修改、材料及取代而不脫離本文中之獨有及發明揭示內容或發明申請專利範圍之範疇。

1‧‧‧方塊/巨型小區基地台

2‧‧‧方塊/行動裝置

3‧‧‧方塊/小型小區基地台

4‧‧‧方塊/固定無線裝置

5‧‧‧方塊

6‧‧‧方塊

7‧‧‧方塊

8‧‧‧方塊

10‧‧‧方塊/通信網路

11‧‧‧產品

12‧‧‧步驟/裝置

14‧‧‧步驟

16‧‧‧步驟

18‧‧‧步驟

20‧‧‧步驟

21‧‧‧基地台

22‧‧‧步驟/行動裝置

24‧‧‧步驟

26‧‧‧步驟

28‧‧‧步驟

30‧‧‧步驟

32‧‧‧步驟

34‧‧‧步驟

41‧‧‧基地台

42‧‧‧行動裝置

43a至43m‧‧‧天線

44a至44n‧‧‧天線

100‧‧‧複合微帶環行器/複合結構/複合總成

102‧‧‧磁性氧化物圓盤

104‧‧‧介電基板

300‧‧‧程序

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

310‧‧‧步驟

312‧‧‧步驟

800‧‧‧行動裝置

801‧‧‧基頻帶系統

802‧‧‧收發器

803‧‧‧前端系統

804‧‧‧天線

805‧‧‧功率管理系統

806‧‧‧記憶體

807‧‧‧使用者介面

808‧‧‧電池

821‧‧‧基頻帶處理器

822‧‧‧發射器

823‧‧‧功率放大器(PA)

824‧‧‧定向耦合器

825‧‧‧帶通濾波器

826‧‧‧天線

827‧‧‧功率放大器(PA)偏壓控制電路

828‧‧‧功率放大器(PA)供應控制電路

837‧‧‧I/Q調變器

838‧‧‧混合器

839‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)

840‧‧‧功率放大器系統

2000‧‧‧基地台

2002‧‧‧蜂巢式塔

2004‧‧‧電子器件建築物

2006‧‧‧天線

2010‧‧‧硬體

2020‧‧‧空腔濾波器/組合器

3002‧‧‧隔離器/環行器

3004‧‧‧電路板

圖1繪示根據先前技術之用於製造複合磁性-介電圓盤總成之一方法之一流程圖。

圖2示意性地展示可如何設計、製造及使用具有本文中描述之一或多個特徵之材料。

圖3繪示一磁場對損耗圖表。

圖4A至圖4B繪示在一矩形稜柱或圓柱形基板內具有一鐵氧體圓柱體之一複合結構之一實施例。

圖5A至圖5B繪示具有一矩形或圓形形狀之一複合瓦塊(tile)之一實施例。

圖6繪示無一磁體之一整合式微帶環行器。

圖7繪示具有一磁體之一整合式微帶環行器。

圖8繪示所揭示材料之一實施例之膨脹測量結果。

圖9繪示一鎳-鋅-鐵氧體材料之膨脹測量結果。

圖10係一通信網路之一個實例之一示意圖。

圖11係使用載波聚合之一通信鏈路之一個實例之一示意圖。

圖12A係使用多輸入及多輸出(MIMO)通信之一下行鏈路頻道之一個實例之一示意圖。

圖12B係使用MIMO通信之一上行鏈路頻道之一個實例之示意圖。

圖13繪示一天線系統之一示意圖。

圖14繪示具有一整合式微帶環行器之一實施例之一天線系統之一示意圖。

圖15繪示併入本發明之實施例之一MIMO系統。

圖16係一行動裝置之一個實例之一示意圖。

圖17係根據一項實施例之一功率放大器系統之一示意圖。

圖18繪示形成一複合整合式微帶環行器之一方法。

圖19繪示用於測試之一整合式微帶環行器之一實施例。

圖20繪示併入本發明之實施例之一蜂巢式天線基地台之一透視圖。

圖21繪示併入所揭示材料之實施例之一基地台之外殼組件。

圖22繪示用於併入本文中揭示之材料之實施例之一基地台中之一空腔濾波器。

圖23繪示包含本文中揭示之材料之實施例之一電路板之一實施例。

Claims

一種用作一射頻組件之複合材料，其包括：一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；及一環，其包圍該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿，該環由摻雜有一助熔劑材料之鎢酸鋇形成，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍。
如請求項1之複合材料，其中該助熔劑材料包括BiVO₄ 。
如請求項2之複合材料，其中該助熔劑材料包括1重量%至2重量%之BiVO₄ 。
如請求項1之複合材料，其中該助熔劑材料包括1重量%至10重量%之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。
如請求項1之複合材料，其中該鎢酸鋇摻雜有BiVO₄ 及MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 之一者。
如請求項1之複合材料，其中該複合材料具有大於5.10 g/cm³ 之一燒製密度。
如請求項1之複合材料，其中該環在燒製期間在該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿周圍減小直徑，使得不使用黏著劑以將該環與該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿連接。
如請求項1之複合材料，其中該複合材料由化學式Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ 定義。
如請求項1之複合材料，其中該鎢酸鋇及該助熔劑材料具有一白鎢礦結構。
如請求項1之複合材料，其中該經摻雜鎢酸鋇具有約9之一熱膨脹係數。
如請求項1之複合材料，其中該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿具有至少30之一介電常數。
一種形成用作一射頻裝置中之一隔離器或環行器之一複合材料之方法，該方法包括：提供一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；提供一鎢酸鋇外環，該鎢酸鋇外環摻雜有一助熔劑材料，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍；使該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿進入該鎢酸鋇外環中之一孔隙內；及在約1300°C與約1320°C之間之一溫度下將該鎢酸鋇外環及該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿一起混燒以在不使用黏著劑或膠之情況下在該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一外表面周圍收縮該鎢酸鋇外環且形成一複合材料。
如請求項12之方法，其中該助熔劑材料包括BiVO₄ 。
如請求項13之方法，其中該助熔劑材料包括1重量%至2重量%之BiVO₄ 。
如請求項12之方法，其中該助熔劑材料包括1重量%至10重量%之MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 。
如請求項12之方法，其中該鎢酸鋇摻雜有BiVO₄ 及MgAl₂ O₄ 或CoAl₂ O₄ 之一者。
如請求項12之方法，其中該複合材料具有大於5.10 g/cm³ 之一燒製密度。
如請求項12之方法，其中該複合材料由化學式Ba_1-x Bi_x W_1-x V_x O₄ 定義。
如請求項12之方法，其進一步包括切割該複合材料。
一種射頻隔離器或環行器，其包括：一鎳-鋅-鐵氧體磁性桿；及一環，其包圍該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿，該環由摻雜有一助熔劑材料之鎢酸鋇形成，該助熔劑材料具有等於或低於該鎳-鋅-鐵氧體磁性桿之一燒製溫度之一燒製溫度且具有在5與10之間之一介電常數範圍。