[发明专利]一种中介电常数LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种中介电常数LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法，属于电子信息功能陶瓷材料与电子器件技术领域。所述微波介质陶瓷材料包括97.5～99wt％的ZnZrNbsubgt;2/subgt;Osubgt;8/subgt;陶瓷和1～2.5wt％的LMZBS玻璃，LMZBS玻璃包括：10.62wt％的Lisubgt;2/subgt;O，14.32wt％的MgO，28.93wt％的ZnO，24.75wt％的Bsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，21.38wt％的SiOsubgt;2/subgt;。本发明微波介质陶瓷材料，烧结温度为875～950℃，介电常数为21～27，品质因数为19253～39729GHz，谐振频率温度系数为‑57～‑48ppm/℃，能够很好的满足当前移动通信技术领域小型化和集成化的发展需求。

技术领域

本发明属于电子信息功能陶瓷材料与电子器件技术领域，具体涉及一种中介电常数LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法，应用于多层介质谐振器、微波天线和滤波器等领域。

背景技术

随着现代通讯技术的快速发展，人们对电子设备的小型化、集成化和便携化要求越来越高。在这样的时代背景下，低温共烧陶瓷技术(简称LTCC技术)得到了迅速发展。LTCC技术是1982年由美国休斯公司提出的一种先进的无源集成及混合电路封装技术，与传统封装技术相比，LTCC技术具有成本低、优异的集成能力和兼容性高等优点。为了满足LTCC技术的要求，作为其基础材料的微波介质陶瓷应该与Ag电极在低于961℃的条件下实现共烧。为了满足不同的应用需求，在科研工作者的共同努力下，大量性能优异的新型陶瓷不断涌现。其中，ZnZrNb₂O₈陶瓷由于具有优异的介电性能而被许多学者关注，但是由于通过传统固相法制备ZnZrNb₂O₈陶瓷的烧结温度过高(1150～1250℃)，限制了其在LTCC技术领域的应用。文献《Effect of H₃BO₃ on sintering behavior and microwave dielectric propertiesof monoclinal structure ZnZrNb₂O₈ ceramics》(Journal of Materials ScienceMaterials in Electronics,2016,27(8):5055-8061)报道在ZnZrNb₂O₈陶瓷中加入H₃BO₃可以将烧结温度降至1200℃，但并不能满足LTCC要求。文献《Synthesis,characterization,and microwave dielectrics properties of monoclinal structure ZnZrNb₂O₈ceramics through the aqueous sol-gel process》((Journal of Materials ScienceMaterials in Electronics,2016,27(4):3474-3480)通过反应烧结法也没有将ZnZrNb₂O₈陶瓷的烧结温度降低到满足LTCC技术范围内。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种中介电常数LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法。本发明通过在ZnZrNb₂O₈陶瓷中加入烧结助剂LMZBS(Li₂O-MgO-ZnO-B₂O₃-SiO₂)，成功将ZnZrNb₂O₈陶瓷的烧结温度从1150～1250℃降到了875～950℃，同时保持较好的介电性能，为微波介质元器件向小型化和便携化方向发展提供了一种有效的解决方案。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：