[发明专利]可低温烧结的低损耗介质陶瓷组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可低温烧结的低损耗介质陶瓷组合物，用于制造各种高频器件，如多层片式电容器、多层片式滤波器、多层片式电容器电感器复合器件和模块、可低温烧结的基板、谐振器或滤波器和陶瓷天线，及其制造方法。

背景技术

近来，随着移动通讯和卫星通讯的迅速发展，作为高频集成电路或介质谐振器的材料，高频介质陶瓷有很大的需求。

用于高频的介质陶瓷的主要特征包括高介电常数(ε_r)、品质因数(Q)和稳定的可调谐的谐振频率温度系数(τ_f)。

到目前为止已经广泛了解的代表性高频介质组合物是(Zr，Sn)TiO₄族、BaO-TiO₂族、(Mg，Ca)TiO₃族、和作为Ba-钙钛矿族的Ba-(Zn_1/3Ta_2/3)O₃、Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃、Ba(Zn_1/3Nb_2/3)O₃。

然而，这些组合物的缺点在于它们大多数在1,300-1,500℃的高温下烧结、相合成不容易、介电常数低或者必须使用高价格的材料。

此外，最近，便携式信息通信设备的进步导致了各种由多芯片高频器件或低温共烧陶瓷(LTCC)产生的各种类型基板和多芯片模块(MCM)的发展，因此，进行了低温烧结高性能高频陶瓷的研究和开发。

然而，存在一些问题，即高频特性的性能明显降低，例如，其大多数在低温烧结时，密度方面都是不够的，取决于烧结助剂的加入，介电常数降低，品质因数降低，并且温度系数发生变化。

此外，银或铜传导具有小的高频损耗，共烧可用的低温烧结高频介质陶瓷非常少。

所以，本发明的目的是提供一种可以在非常低的温度下烧结的介质陶瓷组合物，但是具有取决于高品质因数、介电常数、稳定的温度系数和组成的各种温度补偿特性的优异的高频介电特性，并且可以低成本实施。

本发明的另一个目的是提供一种可以使用Ag、Cu、它们的合金或Ag/Pd合金作为内电极的介质陶瓷组合物，因此可以用于各种高频器件，如多层片式电容器、多层片式滤波器、多层片式电容器/电感器复合器件和低温烧结基板，谐振器和滤波器或陶瓷天线。本发明的详细描述

为了达到上述目的，提供了一种通过把1摩尔(Zn_1-xM_x)TiO₃与yTiO₂(0≤y≤0.6)作为主要成分混合，向其中加入0-5重量％B₂O₃、0-5重量％H₃BO₃、0-5重量％SiO₂-K₂O玻璃、0-5重量％B₂O₃和SiO₂-K₂O玻璃，或0-5重量％H₃BO₃和SiO₂-K₂O玻璃中的一种作为添加剂，并在800-925℃的低温下烧结构成的介质陶瓷组合物，其制备方法，和使用该介质陶瓷组合物的高频介质陶瓷器件。在这里，’M’是Mg、Co、Ni之一，’x’在Mg的情况下为0≤x≤0.55，在Co的情况下为0≤x≤1，在Ni的情况下为0≤x≤1。

附图简述

图1是表示根据Mg的取代量，(Zn_1-xM_x)TiO₃的分相温度的图。

本发明的优选实施方案

现参考附图描述本发明。

本发明的高频介质陶瓷组合物特征在于，与传统介质组合物相比，它具有非常低的烧结温度(800-925℃)，具有取决于高品质因数(Qxf＝12,000-84,000GHz)、介电常数(16≤εr≤32)、稳定的温度系数和组成的各种温度补偿特性(τf＝-52-+104ppm/℃)的优异的高频介电性能，并且可以用低价格的材料来实现，如ZnO、MgO、CoO、NiO、TiO₂。