[發明專利]Li2O-MgO-WO3三元可低溫燒結微波介質陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201510372295.X
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN105000880A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 周煥福;龔健章;王楠;范廣超;陳秀麗
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子陶瓷及其制造領域，特別涉及一種在微波頻率使用的Li₂O-MgO-WO₃三元可低溫燒結微波介質陶瓷及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷是指應用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段)電路中作為介質材料，并完成一種或多種功能的陶瓷，是近30年來迅速發展起來的一類新型功能陶瓷。微波介質陶瓷不僅可以作為微波電路中的絕緣基板，還可用于制造微波介質濾波器和諧振器等器件。

近年來，隨著微波移動通訊技術不斷向高頻化和數字化方向發展，對元器件模塊化的要求也越來越迫切。低溫共燒陶瓷技術（LTCC，Low?Temperature?Co-fired?Ceramics）是電子器件模塊化的主要技術之一。LTCC的關鍵技術要求微波介質材料必須性能優異、具有低的燒結溫度（≤900℃）且能與Ag電極共燒兼容。目前大多數的微波介電陶瓷雖然具有優異的性能，但是其燒結溫度太高（≥1300℃），如(Zr,Sn)TiO₄、Ba(Zn_1/3Ta_2/3)O₃、Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃等，故無法應用于LTCC器件上。因此越來越多的研究放在了探索燒結溫度低、性能優異且能與Ag電極實現共燒兼容的材料體系上。

近年來信息技術飛速發展，通訊類電子產品、軍事電子整機等在小型化、輕型化、高可靠性、高集成度及低成本方面的需求，對以微波介質陶瓷為基礎的微波元器件提出了更高的要求。以低溫共燒陶瓷(low-temperature?co-fired?ceramic,LTCC)技術為基礎的多層結構設計可有效減小器件體積，是實現這些需求的重要技術手段。

LTCC技術是一種令人矚目的多學科交叉的整合組件技術，涉及電路設計、材料科學、微波技術等廣泛領域。它最初是20世紀80年代由休斯公司開發的新型材料技術，利用低溫燒結陶瓷材料，根據設計的圖案結構，將基板、電子元件、電極材料等一次性燒成，大大提高了生產效率。與其他組件整合技術相比，LTCC技術具有許多優點：LTCC技術的燒結溫度一般低于950℃，可以采用金、銀、銅等高電導率金屬作為導電介質，降低了工藝難度并提高了信號傳輸速度；LTCC材料的介電常數可以在很大的范圍內變動，使電路設計更加靈活；溫度特性更加優秀，如具有較小的熱膨脹系數、較小的諧振頻率溫度系數，可適應大電流及耐高溫特性要求；可靠性更高，可用于惡劣環境；可以得到更細的線寬和線間距，提高了集成度。

微波介質陶瓷材料作為LTCC技術的關鍵材料之一，應該具有低損耗(高Q×f值)、近零的諧振頻率溫度系數(溫度穩定：τ_f≈0ppm/℃)及低燒結溫度(<960℃)，能與Ag或Cu電極匹配共燒的特性。但是，絕大部分的微波介質陶瓷材料不具有低燒結溫度及近零的諧振頻率溫度系數，不適合LTCC技術的要求，因此開發和研究低溫燒結溫度穩定型微波介質陶瓷材料體系就變得尤為重要。

綜上所述，微波技術的飛速發展推動了微波元器件向小型化、集成化的發展。LTCC技術以其優異的電學、熱學、機械特性成為當前電子元件集成化、模塊化的首選方式，廣泛用于宇航工業、軍事、無線通信、全球定位系統、無線局域網和汽車等領域。因此，化學組成和制備工藝簡單、燒結溫度低、具有溫度穩定性、微波介電性能優異且能與銅或銀電極共燒的新型微波介質陶瓷材料具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種Li₂O-MgO-WO₃三元可低溫燒結微波介質陶瓷及其制備方法。

本發明的Li₂O-MgO-WO₃三元可低溫燒結微波介質陶瓷的化學組成式為：MgLi_1.2W_0.8O₄。

制備上述Li₂O-MgO-WO₃三元可低溫燒結微波介質陶瓷的具體步驟為：

(1)以純度≥99%的Li₂CO₃、MgO和WO₃為原始粉末，按MgLi_1.2W_0.8O₄的組成稱量配料。