[发明专利]一种ZnO-TiO2

说明书

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，涉及一种ZnO‑TiO₂‑Nb₂O₅基低温共烧陶瓷(LTCC)材料及其制备方法。本发明将原料ZnO、TiO₂、Nb₂O₅、B₂O₃和SiO₂按比例直接配料预烧，制备方法相比现有技术减少了助剂的配制和预烧后的二次配料(简化了制备工艺)，且最终制得的ZnO‑TiO₂‑Nb₂O₅基体系LTCC材料性能优于现有技术。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，涉及一种ZnO-TiO₂-Nb₂O₅基低温共烧陶瓷(LTCC)材料及其制备方法。

背景技术

随着近几十年国内通信行业的不断高速发展，无线电移动通讯设备更新换代频繁，具有体积小型化、功能更强大、追求低成本的发展特点。低温共烧陶瓷(LowTemperature Co-fired Ceramic-LTCC)技术在多层陶瓷电路生产中发挥了关键作用，由于其工艺采用了叠层三维布局工艺设计，能够有效的降低各种通信射频器件的体积，从而在医疗，汽车制造和通信设备等领域广泛的应用。

LTCC材料要求与现今生产中所使用的Ag电极进行共烧，防止Ag电极由于温度过高而融化(Ag的熔点为961℃)。所以LTCC材料要求具有低的烧结温度(≤950℃)，此外，要求所使用的微波介电陶瓷在一定的相对介电常数(ε_r)下要求高品质因数(Q×f)，稳定性的谐振频率温度系数(τ_f)接近零。其中，相当于介电常数ε_r通常用来表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数，其值等于以预测材料为介质与以真空为介质制成的同尺寸电容器电容量之比；品质因素Q×f用来表示一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标；谐振频率温度系数τ_f表示为谐振频率对温度变化的灵敏度。在传统的固相反应方法制作电子陶瓷材料时，其烧结温度基本在1000℃以上，故不能满足LTCC工艺的生产要求。

目前对ZnO-TiO₂-Nb₂O₅基陶瓷进行降低烧结温度的研究集中在向预烧后料加入烧结助剂，如CuO、Li₂O-ZnO-B₂O₃、ZnO、BaO-CuO-B₂O₃等。从现有报道来看，该陶瓷基的温度能降至 875～950℃，但最终陶瓷的介电常数ε_r较低(31)且τ_f值较大(-59ppm/℃)。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为了解决ZnO-TiO₂-Nb₂O₅基LTCC材料ε_r较低以及τ_f值较大的问题,本发明提供了一种ZnO-TiO₂-Nb₂O₅基LTCC材料及其制备方法。该电子陶瓷材料能在低温下烧结致密同时保证了优良的微波介电性能。