[發明專利]一種鈮酸鹽LTCC微波介質陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201810055451.3
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108484166A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李玲霞;張博文
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

本發明公開了一種鈮酸鹽LTCC微波介質陶瓷，合成物表達式為：LiZn_1?xM_xNb_xO₄，M＝Co或Ni，x＝0.02～0.06.先將Li₂CO₃、ZnO、CoO、NiO、Nb₂O₅按化學計量式進行配料，經過球磨、烘干、過篩，于950℃煅燒，再外加15wt％?17wt％的PVA水溶液進行造粒，再壓制成型為坯體，坯體于995℃～1040℃燒結，制成鈮酸鹽LTCC微波介質陶瓷。本發明介電常數ε_r為14～16，品質因數Qf值為62000～103000GHz，諧振頻率溫度系數τ_f為?59～?63ppm/℃。制備工藝簡單，燒結溫度低，節約了時間和能源成本，應用前景廣泛。

技術領域

本發明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種以LiZn_1-xM_xNb_xO₄(M＝Co,Ni)為化學式、具有良好微波介電性能和較低的燒結溫度、能夠滿足銅互連LTCC的應用需求的微波介質陶瓷材料。

背景技術

隨著現代信息技術的飛速發展，電子線路的微型化、輕量化、集成化和高頻化對電子元件提出了小尺寸、高頻率、高可靠性和高集成度的要求。片式化、小型化已成為衡量電子元件技術發展水平的重要標志之一。低溫共燒陶瓷技術(LTCC)以其集成密度高和高頻特性好等優異的電學、機械、熱學及工藝特性，成為目前電子元件集成化的主流方式，廣泛應用于電子、通信、航空航天、汽車、計算機和醫療等領域。從經濟、性能以及環境保護等多方面考慮，在LTCC中使用導電率高且熔點較低的銀(Td＝961℃)、銅(Td＝1064℃)等低成本金屬作為內電極是最理想的。因此要求材料體系具有較低的致密化，燒結溫度低于1064℃。

D.Zhou等人首先研究了LiZnNbO₄的低溫燒結性能，發現在950℃即可得到致密的陶瓷，其微波介電性能為：ε_r＝14.6，Qf＝47200GHz,τ_f＝-64ppm/℃。H.F.Zhou等人報道LiZnNbO₄在1070℃有最佳的微波性能：ε_r＝15，Qf＝60000GHz,τ_f＝-65ppm/℃。LiZnNbO₄體系結溫度較低，且不含有易還原變價元素，故較為適用于Cu電極的LTCC應用，但是目前的研究發現其存在明顯的缺陷，即微波性能的主要參數之一—品質因數Qf相對較低，因此必須對純相的LiZnNbO₄進行改性，進一步改善其微波介電性能從而更好地滿足實際的應用需求。

發明內容

本發明的目的，是以Li₂CO₃、ZnO、CoO、NiO、Nb₂O₅為原料，采用傳統固相法，制備出LiZn_1-xM_xNb_xO₄(M＝Co,Ni)微波介質陶瓷，通過微量摻雜，進一步改善其微波介電性能從而更好地滿足實際的應用需求。

本發明通過如下技術方案予以實現。

一種鈮酸鹽LTCC微波介質陶瓷，合成物表達式為：LiZn_1-xM_xNb_xO₄，M＝Co或Ni，x＝0.02～0.06。

該鈮酸鹽LTCC微波介質陶瓷，具體實施步驟如下：