[发明专利]一种中介低损耗低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种Ba₂Ti₉O₂₀基低温共烧玻璃陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括以质量百分比计的如下组分：Ba₂Ti₉O₂₀ 55‑70wt％；Mg₂SiO₄ 10‑20wt％；低熔点玻璃粉10‑25wt％；其中，相对于低熔点玻璃粉的总重量，所述低熔点玻璃粉包括以重量份计的如下组分：ZnO 40‑48重量份；B₂O₃ 20‑30重量份；SiO₂ 10‑20重量份；Al₂O₃ 10‑15重量份；BaO 0‑7重量份；Li₂O 0‑5重量份。本发明所述低温共烧玻璃陶瓷材料谐振频率温度系数近零、材料损耗角正切值＜2×10^‑3、介电常数在20左右，满足sub6GHz微波器件的使用要求；并且烧结温度低。

技术领域

本发明属于低温共烧陶瓷材料技术领域，具体涉及一种具有高致密度、介电常数适中、较高的品质因数、谐振频率系数较低的陶瓷材料及其制备方法。可用于制作电子通讯领域中的介质滤波器、双工器、巴伦器等元器件。

背景技术

近年来，随着5G等新兴通讯技术和高密度封装技术的快速发展，促使器件向结构小型化、更高的集成密度、更快的传输速率等方向发展，低温共烧陶瓷技术是实现这一发展的重要基础。同时，制作元器件的可进行低温烧结的材料成为近年来国内外材料研究领域的一个热点方向。

经过几十年的发展，当前主流的低温共烧陶瓷材料体系大体分为微晶玻璃和玻璃陶瓷复合材料两种。其中玻璃陶瓷复合材料体系主要由低熔点玻璃与陶瓷材料构成，玻璃主要起到降低介电常数和降低烧结温度的作用，陶瓷相作为基体材料。

通常，按照介电常数的大小，可将陶瓷材料分为三大类：低介电常数陶瓷，包括A1₂O₃、MgTiO₃、Mg₂SiO₄等；中介电常数陶瓷，包括BaO-TiO₂体系、复合钙钛矿等；高介电常数陶瓷，包括TiO₂、CaTiO₃等。

Ba₂Ti₉O₂₀微波材料介电常数为39-40，具有较高的品质因数，但烧结温度过高(1350-1400℃)。向Ba₂Ti₉O₂₀微波材料中加入低软化点玻璃可以有效降低烧结温度，但玻璃的加入会提高材料体系的介质损耗和谐振频率温度系数，从而限制了使用。

因此，如何有效降低该材料体系谐振频率温度系数，进而开发一种谐振频率温度系数近零、烧结温度低、适当的介电常数、介质损耗低的、便于实现工业化生产的Ba₂Ti₉O₂₀基低温共烧陶瓷材料具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种Ba₂Ti₉O₂₀基低温共烧陶瓷材料，所述低温共烧陶瓷材料具有20左右的介电常数和较好的低温烧结性能，适宜于微波介质滤波器、双工器、巴伦器等领域应用。

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述Ba₂Ti₉O₂₀基低温共烧陶瓷材料的制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种Ba₂Ti₉O₂₀基低温共烧玻璃陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括以质量百分比计的如下组分：