[發明專利]一種鉬基低溫燒結微波介質陶瓷材料

無效

• 申請號: 201010228785.X
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101891476A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 龐利霞;周迪
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/50
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明屬于電子陶瓷材料技術領域，特別涉及一種鉬基低溫燒結微波介質陶瓷材料。

背景技術

微波介質陶瓷主要用于制作諧振器、濾波器、振動器、介質基板、介質天線和介質導波等微波元器件，可用于移動通訊、衛星通訊和軍用雷達等方面。隨著科學技術日新月異的發展，通信信息量的迅猛增加，以及人們對無線通信的要求，使用衛星通訊和衛星直播電視等微波通信系統己成為當前通信技術發展的必然趨勢。隨著電子信息技術不斷向高頻化和數字化方向發展，對元器件的小型化，集成化以至模塊化的要求也越來越迫切。有人曾預言，未來的電子工業將簡化為裝配工業-把各種功能模塊組裝在一起即可。低溫共燒陶瓷LTCC（Low?Temperature?Co-fired?Ceramics）以其優異的電學、機械、熱學及工藝特性，已經成為電子器件模塊化的主要技術之一，在國外及我國臺灣地區迅猛發展，已形成產業雛形。過去幾年，全球LTCC元件市場產值在手機、藍牙及WLAN等無線通訊產品的推動下快速增長，預估未來市場表現也將持續亮麗。目前國內已有多家廠商看好該項技術而積極投入，然而由于上游材料及相關技術被國外掌控，使得大量供貨的廠商仍在少數，國內LTCC的發展成效將是重要的影響因素之一。

LTCC產品性能的優劣首先取決于所選用材料的性能。LTCC陶瓷材料主要包括微波器件材料、封裝材料和LTCC基板材料。介電常數是LTCC材料最關鍵的性能。要求介電常數在2～20000范圍內系列化以適用于不同的工作頻率。例如，相對介電常數為3.8的基板適用于高速數字電路的設計；相對介電常數為6～80的基板可很好地完成高頻線路的設計；相對介電常數高達20000的基板，則可以使高容性器件集成到多層結構中。高頻化是數字產品發展必然的趨勢，發展低介電常數（低于10）的LTCC材料以滿足高頻和高速的要求是LTCC材料如何適應高頻應用的一個挑戰。為了將性能良好的微波介質陶瓷應用到LTCC技術中，陶瓷的燒結溫度必須低于所選擇的內電極金屬的熔點（例如Ag的熔點為961^oC）。大部分具有良好微波介電性能的微波陶瓷都具有較高的燒結溫度（一般大于1000^oC）。為了將其燒結溫度降低到電極金屬熔點以下，一般采取兩種方法：細化初始原料粉體；添加燒結助劑。對于納米級別的初始粉體，其陶瓷的燒結溫度會比微米級別粉體顯著降低。但是，納米粉體的獲得是一個較為復雜的過程，通常需要使用化學的方法制備，耗時耗力，不適合工業生產。第二種方法是添加低熔點的氧化物、氟化物或者低軟化點的玻璃相。這種方法操作簡單，成本較低，適合于工業生產。其缺點在于，不恰當的燒結助劑的添加容易引入雜相物質，惡化材料的微波介電性能。對于特定體系，特定燒結助劑的添加不僅會降低其燒結溫度，還會起到調節新能的作用。

綜上所述，隨著微波介質陶瓷廣泛應用于介質諧振器、濾波器、介質波導以及介質基板等領域，為了滿足器件小型化以及集成化的發展需要，低溫共燒陶瓷技術（LTCC）以其不可替代的奇特優勢，逐漸成為器件開發制造的主流技術。因此，尋找、制備與研究低介電常數（低于10）、低損耗（Qf>5000GHz）、近零諧振頻率溫度系數（TCF=0ppm/^oC）、低燒結溫度（低于Ag、Cu、Au、Al?等常用金屬的熔點）且跟金屬電極燒結匹配、低成本（不含或者含有少量貴重金屬）、環保（至少無鉛，盡量不含或者含有較少有毒原材料）的微波介質陶瓷成為了人們當前研究的熱點與重點。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉬基低溫燒結微波介質陶瓷材料，以克服現有技術存在的微波介質陶瓷性能不夠理想的問題。?

為克服現有技術存在的問題，本發明的技術方案如下：一種鉬基低溫燒結微波介質陶瓷材料，其特征在于：該陶瓷材料結構表達式為?(La_1-xNd_x)₂Mo₃O₁₂,?其中0.0≤x≤1.0。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、所提供的微波介質陶瓷材料性能優良：它燒結后的相對介電常數為8.2～10.1，低的低頻介電損耗（tanδ<5×10^-4，1MHz），良好的微波性能（Qf=60,000～80,000?GHz），使用頻率可達10?GHz以上，諧振頻率溫度系數為-80～-60?ppm/^oC。