[发明专利]一种近零温漂5G陶瓷滤波器材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种近零温漂5G陶瓷滤波器材料及其制备方法，属于电子陶瓷材料领域。本发明提供的陶瓷滤波器材料化学通式为：(1‑x)MgTiOsubgt;3/subgt;‑xCaTiOsubgt;3/subgt;或Mgsubgt;1‑x/subgt;Casubgt;x/subgt;TiOsubgt;3/subgt;，其中，x＝0.005‑0.10，并包括Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、CuO、MnOsubgt;2/subgt;、CoO等微量掺杂成分。本发明通过成分的控制和调节以形成一种近零温漂的陶瓷滤波器材料。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种近零温漂5G陶瓷滤波器材料及其制备方法。

背景技术

随着5G通讯技术的逐渐实施，信号传输频率更高，速度更快，数据密度更高，使得目前的3G/4G基站无法满足要求，因此需要建设5G基站。由于5G基站的密度更大，所以数量更多，这就要求基站必须小型化、集约化。相应的，作为基站中大量使用的器件之一，滤波器的用量急剧增加。也就是说滤波器也必须小型化。解决的办法是用介质陶瓷滤波器取代原来的金属腔滤波器，简称5G陶瓷滤波器。根据电磁学原理，谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反比。所以一个给定频率的滤波器来说，电介质材料的介电常数越大，所需要的电介质陶瓷的体积就越小，也就是说滤波器的尺寸也就越小。因此，微波介质陶瓷材料的高介电常数使得微波介质滤波器的小型化、集成化得以实现。

目前，5G陶瓷滤波器面临诸多问题，严重影响了5G基站的建站速度。在诸多的问题中，滤波器在使用过程中的温度漂开裂现象制约5G基站的工作效率。一方面，5G基站属于露天设施，要经历气候变化，另一方面，滤波器工作过程中产生大量的热量来不及散发。两种带来的后果就是滤波器在工作过程中将面临温度变化，而温度变化反过来会引起电学性能的变化，表现为频率响应的变化，从而使器件偏离设定的工作频率无法工作。如何从材料设计的角度制备近零温漂陶瓷滤波器材料报道很少。

发明内容

基于以上背景，本发明的目的在于提供一种近零温漂5G陶瓷滤波器材料。

本发明还提供一种所述近零温漂5G陶瓷滤波器材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种近零温漂5G陶瓷滤波器材料，所述陶瓷材料具有的化学通式为：(1-x)MgTiO₃-xCaTiO₃或Mg_1-xCa_xTiO₃，其中，x＝0.005-0.10；

所述陶瓷材料中还包括Bi₂O₃、CuO、MnO₂、CoO微量掺杂成分中的一种或几种，以(1-x)MgTiO₃-xCaTiO₃的重量计为100％，各种掺杂成分总量重量百分比不超过3％。

作为优选，x＝0.06。x＝0.06时，试验证明得到的5G陶瓷滤波器材料课基本实现零温漂，且电学性能良好。

作为优选，所述陶瓷材料为Mg_0.94Ca_0.06TiO₃，以Mg_0.94Ca_0.06TiO₃的重量计为100％，微量掺杂0.25wt％MnO₂、0.25wt％CoO、0.25wt％CuO、0.05wt％Bi₂O₃。该配比下，得到的5G陶瓷滤波器材料相对介电常数ε_r为20.6、品质因子Q：f为72380GHz、温漂系数τ_f(ppm/℃)在-40～25℃、25～85℃、25～125℃分别是-1.81、-0.19、-0.16，基本实现了零温漂。扫描电镜照片证明，所制备的滤波器陶瓷物相稳定，高度致密。