[發明專利]高品質因數的微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201310719709.2
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103771711A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王慧娟;林慧興;李泊濤;陳瑋;羅瀾
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 劉秋蘭

技術領域

本發明具體涉及一種高品質因數的微晶玻璃及其制備方法，屬于微波介質材料技術領域。

背景技術

隨著微波通訊的不斷發展，微波介質材料的研究有了突飛猛進的發展，被廣泛應用于軍事、航空航天、電子封裝等領域。通過控制晶化得到的微晶玻璃，兼具玻璃和陶瓷的特點，由于具有顯微結構均勻、無氣孔、加工可適應性強、各項性能可通過改變玻璃的化學組成和熱歷史在大范圍內可調等獨特的優點，引起研究者的廣泛關注。

德國專利DE2700333提出了一種MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-REO_x系統微晶玻璃材料，具體組成為MgO5～15wt%、Al₂O₃20～30wt%、SiO₂31～45wt%、TiO₂15～25wt%、REO_x14～17wt%，其中REO_x為CeO₂、La₂O₃、Pr₂O₃、Nd₂O₃四種稀土氧化物，此材料的介電常數約為10，介電損耗(3～5)×10^-4，可用作集成電路的基板或者代替氧化鋁陶瓷。而該微晶玻璃由于同時引入多種稀土氧化物使得系統變得復雜，難以保證工藝上的重復性、穩定性和均勻性。中國專利CN?1202469A只引入單一的稀土氧化物CeO₂，材料組成為MgO5～10wt%、Al₂O₃18～25wt%、SiO₂28～35wt%、TiO₂18～27wt%、CeO₂13～19wt%，其介電常數在9～15之間，同時介電損耗也能控制在6×10^-4以下（f>1GHz），是一類實用的高頻低損耗微波介質材料。為進一步提高介電常數，中國專利CN1250754A通過增加TiO₂的含量形成以金紅石相為主晶相的微晶玻璃，從而使介電常數在大于1GHz的頻率下最高可達到20。隨后，中國專利CN1459101A為了改善玻璃的形成能力和擴大材料的晶化范圍，顯著增加玻璃形成體SiO₂和玻璃中間體Al₂O₃的含量，降低高介電常數組分TiO₂，將材料的介電常數擴展至7～11的較低范圍，其組成為MgO7～9wt%、Al₂O₃24～29wt%、SiO₂33～46wt%、TiO₂7～18wt%、CeO₂16～20wt%。

本申請的發明人曾就MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-La₂O₃（MASTL）系統微晶玻璃（申請號CN201310504591.1）向中國專利局提交了申請，材料的具體組成為：MgO6～9wt%、Al₂O₃19～27wt%、SiO₂26～37wt%、TiO₂15～21wt%、CeO₂0～7wt%、La₂O₃7～32wt%，其在10GHz左右的頻率下的介電常數為9～13，介電損耗為4.6×10^-4～5.8×10^-4。而該專利申請的微晶玻璃的品質因數Q×f較低，在信號傳輸過程中損耗較高，信噪比較差，若能進一步提高其Q×f，能優化現有器件的性能，并擴展其應用范圍。

發明內容

本發明針對專利申請CN201310504591.1中系統微晶玻璃的品質因數Qf較低，在信號傳輸過程中損耗較高的技術問題，目的在于提供一種高品質因數的微晶玻璃。

本發明高品質因數的微晶玻璃由下列組分組成：