[發(fā)明專利]一種鉬基低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310360119.5
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103435340A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐利霞;劉衛(wèi)國;周迪;折文匯;徐萍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子陶瓷及其制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉬基低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用及其制備方法。

背景技術(shù)

低溫共燒陶瓷（Low?Temperature?Co-fired?Ceramic?LTCC）技術(shù)是近年發(fā)展起來的令人矚目的整合組件技術(shù)，已經(jīng)成為無源集成的主流技術(shù)，成為無源元件領(lǐng)域的發(fā)展方向和新的元件產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長點。利用LTCC制備片式無源集成器件和模塊具有許多優(yōu)點，首先，陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻高Q特性；第二，使用電導(dǎo)率高的金屬材料作為導(dǎo)體材料，有利于提高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因子；第三，可適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求，并具備比普通PCB電路基板優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性；第四，可將無源組件埋入多層電路基板中，有利于提高電路的組裝密度；第五，具有較好的溫度特性，如較小的熱膨脹系數(shù)、較小的介電常數(shù)溫度系數(shù)，可以制作層數(shù)極高的電路基板，可以制作線寬小于50μm的細線結(jié)構(gòu)。另外，非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝允許對生坯基板進行檢查，從而提高成品率，降低生產(chǎn)成本。

LTCC器件按其所包含的元件數(shù)量和在電路中的作用，大體可分為LTCC元件、LTCC功能器件、LTCC封裝基板和LTCC模塊基板。國內(nèi)LTCC器件的開發(fā)比國外至少落后5年。這主要是由于電子終端產(chǎn)品發(fā)展滯后造成的。

LTCC功能器件和模塊主要用于GSM、CDMA和PHS手機、無繩電話、WLAN和藍牙等通信產(chǎn)品，除40多兆的無繩電話外，這幾類產(chǎn)品在國內(nèi)是近5年才發(fā)展起來的。國內(nèi)的終端產(chǎn)品為了盡快搶占市場，最初的設(shè)計方案大都是從國外買來的，甚至方案與元器件打包采購，其所購方案都選用了國外元器件。前幾年終端產(chǎn)品生產(chǎn)廠的主要目標是擴大市場份額，成本壓力不大，無法顧及元器件國產(chǎn)化。隨著終端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，價格和成本競爭將日趨激烈，元器件的國產(chǎn)化必將提上議事日程，這將為國內(nèi)LTCC器件的發(fā)展提供良好的市場契機。

中國電子學(xué)會元件分會秘書長陳福厚表示，國內(nèi)LTCC行業(yè)面臨的問題主要是原材料的問題。目前原材料的來源主要有三種方式：其一，直接從國外進口生帶；其二，買瓷粉，自己做生帶；其三，自己研制瓷粉。其中從國外進口生帶成本最高，而自己研制瓷粉周期過長，因此，目前國內(nèi)LTCC行業(yè)主要從國外進口瓷粉，自己做生帶。因此，研究開發(fā)頻率系列化（要求介電常數(shù)系列化）且燒結(jié)溫度低的環(huán)保型微波介質(zhì)陶瓷材料已成為目前國內(nèi)LTCC器件發(fā)展的關(guān)鍵點之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鉬基低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用及其制備方法，該材料具有良好的微波介電性能，能夠用于制備微波介質(zhì)器件。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種鉬基低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料在制備微波介質(zhì)器件中的應(yīng)用，其中，所述的鉬基低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的組成表達式為：(1-x)Bi₂O₃-(x)Ln₂O₃-MoO₃，Ln=La或Nd，0.001≤x≤0.3。

所述的微波介質(zhì)器件為射頻多層陶瓷電容器、片式微波介質(zhì)諧振器或濾波器、低溫共燒陶瓷系統(tǒng)、陶瓷基板或多芯片組件。

所述的鉬基低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的微波介電常數(shù)ε_r=21～31，諧振頻率溫度系數(shù)TCF=-110～-70ppm/℃，高品質(zhì)因數(shù)Qf=20,300～32,300GH。

一種鉬基低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將原料Bi₂O₃、La₂O₃、Nd₂O₃和MoO₃按組成通式(1-x)Bi₂O₃-(x)Ln₂O₃-MoO₃配料，式中Ln=La或Nd，0.001≤x≤0.3；

2）將混合后的原料充分球磨，球磨后烘干、過篩并壓制成塊狀體，然后在500～600℃下保溫4～10h，得到樣品燒塊；

3）將樣品燒塊粉碎，充分球磨后烘干，然后造粒，造粒后過篩，得到所需的二次顆粒；

4）將二次顆粒壓制成型，在800～1000℃下燒結(jié)1～3h，得到鉬基低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料。

所述步驟2）的球磨是將混合后的原料置于尼龍罐中，加入酒精后，球磨4～6h；烘干是在180～220℃的條件下進行的；過篩是用140～160目的篩網(wǎng)。