在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配的利记博彩app
【专利说明】 在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配[0001 ] 通过引用结合的任何优先权申请
[0002]本申请要求于2014年7月23日递交的、名称为“在特高介电常数隔离器/循环器接点中的阻抗匹配”的美国临时申请N0.62/028, 125的权益，该申请的全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
[0003]本公开的实现方式实施例一般地涉及用于电子应用尤其是用于隔离器/循环器接点的阻抗匹配的组合物和材料的制备方法。
【发明内容】
[0004]这里公开了一种循环器/隔离器接点的实现方式，该循环器/隔离器接点包括铁氧体盘对，该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘具有外缘，复合介电材料围绕在该铁氧体盘对的每一个铁氧体盘的外缘，中心导体位于该铁氧体盘对之间，该中心导体包括从中心导体的中心延伸出去的多个传输线，该复合介电材料包括具有第一介电常数的第一介电常数分段和具有第二介电常数的第二介电常数分段，该第一介电常数分段定在该多个传输线的每一个的上方对齐，并且第一介电常数小于第二介电常数。
[0005]在一些实施例中，该复合介电材料通常可为环形。在一些实施例中，该第一介电常数分段的材料足以允许在传输线的生产误差范围内的传输线的宽度。
[0006]在一些实施例中，该中心导体可包括彼此间隔约120度的三个传输线，并且该复合介电材料包括被放置在传输线的正上方和正下方的三个第一介电常数分段。在一些实施例中，该接点还可以包括位于铁氧体盘对的外表面上的接地板对。
[0007]在一些实施例中，该第二介电常数材料具有至少30的介电常数。在一些实施例中，该第一介电常数材料具有小于30的介电常数。在一些实施例中，该复合介电材料对于频率在1.8至2.7GHz范围内可以具有25mm或更小的直径。
[0008]在一些实施例中，该接点具有4个端口和4条传输线。在一些实施例中，该接点具有6个端口和6条传输线。在一些实施例中，该中心导体和传输线可被配置成微带构造。
[0009]本申请还公开了一种形成循环器/隔离器接点的方法的实施例，包括插入铁氧体杆到单件的具有第一介电常数的介电常数管中，在具有第一介电常数的介电常数管上切割出槽以形成第一介电常数分段，将具有第二介电常数的第二介电常数分段插入并固定到该槽中以形成交替的第一介电常数和第二介电常数组装件，该第一介电常数和第二介电常数不同，将该交替的第一和第二介电常数组装件切片，形成具有由第一介电常数分段和第二介电常数分段交替围绕的铁氧体杆的盘。
[0010]在一些实施例中，该槽可完全延伸穿过该管的直径。在一些实施例中，该槽可间隔约120度。在一些实施例中，该介电常数管具有25_或更小的直径。
[0011]本申请还公开了一种分段的循环器/隔离器的实施例，该分段的循环器/隔离器包括具有外缘的铁氧体盘；多个第一介电常数分段，围绕该铁氧体盘的外缘，并且在相邻第一介电常数材料分段之间具有间隙；和多个第二介电常数材料分段，围绕该铁氧体盘的外缘且位于该间隙中，该多个第二介电常数材料分段的介电常数高于多个第一介电常数分段的介电常数，该多个第一介电常数材料分段和多个第二介电常数材料分段的组合形成了围绕铁氧体盘外缘的环。
[0012]在一些实施例中，铁氧体盘包括具有不同介电常数的两种材料。在一些实施例中，多个第一介电常数材料的每一个的宽度要足以允许在传输线生产误差之上的传输线的宽度。
[0013]在一些实施例中，分段的循环器/隔离器还可以包括第二分段循环器/隔离器接点，该第二分段循环器/隔离器接点包括中心导体，该中心导体包含间隔约120度的三个传输线，该多个第一介电常数分段被放置在传输线的正上方和正下方。在一些实施例中，分段的循环器/隔离器还可以包括位于该盘的外表面上的接地板对。
【附图说明】
[0014]图1示意性地示出了如何设计、制造和使用具有本申请描述的一个或多个特征的材料。
[0015]图2描述了钇基石榴石的晶格结构。
[0016]图3是描述材料性质相对钒在由化学式Y2.152xBi0.5Ca0.35+2xZr0.35VxFe4.65 x012 (其中x=0.1-0.8)表示的晶体组合物中的变化的水平而变化的示意图。
[0017]图4是描述材料性质相对(Zr，Nb)在由化学式Bi0.9Ca0.9xY2.! a9x(ZrQ.7Nbai)xFe5。.&Α2(其中χ = 0.5-1.0)表示的晶体组合物中的变化的水平而变化的示意图。
[0018]图5A-5G是描述由化学式Bia9CaQ.9+2xZra7NbaiVxFe4.2 x012表示的晶体组合物中的钒的变化水平处的焙烧温度和各个特性之间的关系的示例图，其中χ = 0到0.6。
[0019]图6是描述最佳线宽相对钒含量在由化学式Bia9Caa9+2xZrQ.7NbaiVxFe4.2 x012(其中X = 0-0.6)表示的晶体组合物中变化的组合物而变化的示意图。
[0020]图7是示出由化学式Bi
1.4^3^.05
2xZr0.55VxFe4.45 x012(其中 χ = 0-0.525)表示的晶体组合物的性质的示意图。
[0021]图8示出了用于制造具有这里所述的一个或多个特征的改性的合成石榴石的示例工艺流程。
[0022]图9示出了具有这里所述的一个或多个石榴石特征的示例的铁氧体器件。
[0023]图10示出了作为示例组合物BiQ.5Y2.5 xCaxZrxFe5含量的函数的各种性质，其中Bi+3含量基本固定在近似0.5，而Zr +4含量从0到0.35变化。
[0024]图11示出了作为示例组合物BixY2.65办。.3办。.3和4.65012的Bi含量的函数的各种性质，其中Zr+4含量基本上固定在约0.35，而Bi +3的含量变化。
[0025]图12示出了作为图11的示例组合物的Bi含量的函数的介电常数和密度。
[0026]图13示出了作为扩大超过图10的示例组合物的0.35的限制的Zr含量的函数的各个特性的图。
[0027]图14示出了对于图13的示例组合物当Bi含量近似是1.4并且Zr含量近似是0.55时作为V+5含量的函数的各个特性的图。
[0028]图15A和15B示出了对于具有这里所述的一个或多个特征的铁氧体器件可以实现的尺寸减小的示例。
[0029]图16A和16B示出了具有如这里所述的铁氧体器件的循环器/隔离器的实施例。
[0030]图17示出了两个示例25mm循环器的插入损耗和回流损耗图，其中一个基于具有14.4的介电常数的YCaZrVFe石榴石系统，另一个基于具有26.73的介电常数的无钇的BiCaZrVFe石植石系统。
[0031 ] 图18A和18B示出了图17的具有高介电无钇的BiCaZrVFe石榴石系统的示例10mm循环器器件的s参数数据。
[0032]图19示出了封装循环器模块的示例。
[0033]图20示出了可以实现这里所述的一个或多个环形器/隔离器器件的示例RF系统。
[0034]图21示出了循环器/隔离器接点的示意图。
[0035]图22示出了现有技术的循环器/隔离器接点的实施例。
[0036]图23示出了具有中心导体和传输线的循环器/隔离器接点的实施例的部件分解图。
[0037]图24示出了循环器/隔离器接点的实施例的侧视图。
[0038]图25示出了在蚀刻工艺中的传输线的实施例。
[0039]图26A-D示出了具有高和低介电常数材料两者的公开的循环器/隔离器接点的实施例。
[0040]图27示出了形成具有高和低介电常数材料两者的公开的循环器/隔离器接点的方法的实施例。
[0041]图28示出了使用公开的循环器/隔离器接点的实施例的低于共振宽带器件的s参数数据。
[0042]图29示出了可以实现以制备具有如这里所述的一个或多个特征的陶瓷材料的工
Ο
[0043]图30示出了可以实现以由这里所述的粉末材料形成成形物体的工艺。
[0044]图31示出了图30的工艺的不同阶段的示例。
[0045]图32示出了可实现以烧结例如在图30和图31的示例中形成的成形物体的工艺。
[0046]图33示出了图32的工艺的不同阶段的示例。
【具体实施方式】
[0047]本文提供的标题-如果存在的话-仅是为了方便，并且不必然影响本公开的范围或含义。
[0048]公开了制造可用于射频(RF)应用的高介电材料的器件和方法。特别地，这里所公开的是可具有改进的微型化特性还保持高RF性能的器件，可有利地被用在电子部件中。例如，可选择特别的材料以形成具有改进RF性能的部件。进一步地，部件的特殊结构对于器件的RF性能是有利的。此外，结构和材料的组合可以特别有利。
[0049]尽管以下详细讨论隔离器和循环器，但应当理解，本公开不限于那些特殊的应用，本公开可用于进行射频应用的任何部件。
[0050]图1示意性地示出了一个或多个的化学元素(方框1)、化学化合物(方框2)、化学物质(方框3)和/或化学混合物(方框4)如何被处理以产生具有一个或多个这里所述的特征的一个或多个材料(方框5)。在一些实施例中，这样的材料可形成陶瓷材料(方框
6)，所述陶瓷材料被配置为包括期望的介电性质(方框7)、磁性性质(方框8)和/或高级材料性质(方框9)。
[0051]在一些实施例中，具有一个或多个上述性质的材料可实现在诸如射频(RF)应用的应用(方框10)中。这样的应用可以包括如在这里在器件12中所述的一个或多个特征的实现方式。在一些应用中，上述器件可进一步实现在产品11中。这里描述了这样的器件和/或产品的示例。
[0052]改性的合成石榴石组合物:
[0053]这里公开了如钇铁石榴石(YIG)的改性的合成石榴石组合物的方法，以减少或者消除在这样的组合物中的稀土金属的使用。合成石榴石通常具有Α3Β5012的化学式单元，其中A和B是三价金属离子。钇铁石榴石(YIG)是具有Y3Fe5012化学式单元的合成石榴石，其中包括3+氧化态的钇(Y)和3+氧化态的铁(Fe)。图2描述了 YIG化学式单元的晶体结构。在一些实施例中，改性的合成石榴石组合物包括将钇铁石榴石(YIG)中的一些或者全部钇(Y)用其他离子的组合来取代，以使得到的材料维持在微波应用中期望的磁性。
[0054]在一实现方式中，该改性的合成石植石组合物可由通式I表不:BixCay+2xY3 x y 2zFe5y zZryVz012，其中 x = 0 到 3，y = 0 到 1，以及 z = 0 至lj 1.5，更优选 χ = 0.5 到 1.4，y = 0.3到0.55，以及ζ = 0到0.6。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式II表示:BixY3 x a35Ca0.35Zr0.35Fe4.65012，其中 χ = 0.5 到 1.0，优选 χ = 0.6 到 0.8，更优选 χ = 0.5。在另一实现方式中，该改性的石榴石组合物可由通式III表示:Bi(Y，CahFeuM1。.^11。.^，其中Μ1取代八面体位点上的Fe，并且可选自下列元素中的一个或多个:In、Zn、Mg、Zr、Sn、Ta、Nb、Fe、Ti和Sb，其中Mn取代四面体位点上的Fe，并且可选自下列元素中的一个或多个:Al、Ga、W、Mo、Ge、V、Si。
[0055]在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式IV表示:Y2.152xBi
0.5Ca0.35+2xZr0.35VxFe4.65 x012，其中χ = 0.1到0.8。图3示出了与V的变化水平相关的材料性质的变化。在另一实现方式中，该改性的合成石榴石组合物可由通式V表示:8士。.办。.9;^2.1。.9:!汝。.7他。.1