[發明專利]一種鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201810756601.3
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108727023A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 符秀麗;任俊卿;彭志堅
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
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本發明涉及一種鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷及其制備方法，屬于高技術功能陶瓷及其應用領域。本發明提出的鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷是以Al₂Mo₃O₁₂為基質，以二氧化鈦、鈦酸鈣、鈦酸鍶、鈦酸釤鈉、鈦酸鍶鈣中的一種或多種為添加劑，經高溫燒結復合而成。本發明通過兩步熱處理方法獲得所述鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷，即首先以Al₂O₃、MoO₃粉體為原材料高溫合成Al₂Mo₃O₁₂前驅體，然后以所合成的Al₂Mo₃O₁₂前驅體為基質，加入所述添加劑，經高溫燒結后最終獲得了所述鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷。本發明制備的鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷致密度高、晶粒大小均勻且可控、燒結溫度低、介電常數小、品質因數高、頻率溫度系數近零，特別適合用作低溫共燒技術中的極低損耗材料。

技術領域

本發明涉及一種鉬酸鋁基微波介質復合陶瓷及其制備方法，屬于高技術功能陶瓷及其應用領域。

背景技術

無線通訊技術的發展對于電子信息設備提出了更高的要求，其中低溫共燒陶瓷技術(LTCC)作為一種有效的電子元器件和基板制造技術推動著無線通信系統向高頻化、小型化和多功能化發展。低溫共燒陶瓷可以將不同的元件或金屬埋入陶瓷內部，在較低的溫度下共同燒結，在三維空間內實現高密度封裝，成為器件模塊化的重要基礎技術之一。目前，低溫共燒陶瓷技術在手機、汽車電子、WLAN等領域應用十分廣泛，預計未來在毫米波應用中也將持續發展。

微波介質陶瓷的特性是實現LTCC的關鍵。首先，這類陶瓷材料需要具有低的燒結溫度，因為陶瓷坯體最終要與高電導率的金屬導體如Ag、Cu等共燒結，這就要求微波介質陶瓷的燒結溫度要低于導體的熔點。此外，微波介質陶瓷的性能一般由介電常數、品質因數和頻率溫度系數共同決定。介電常數的大小決定著材料的應用方向，在低溫共燒陶瓷中，陶瓷作為傳輸信號的介質層一般需要具有低的介電常數，因為介電常數越低信號的傳輸速率越快。品質因數是決定著頻率選擇性和介質損耗的高低，品質因數越高，高頻性越好，損耗越低；頻率溫度系數代表了材料在不同溫度下的頻率穩定性，決定著材料或器件工作時的溫度穩定性，頻率溫度系數的絕對值越接近零，溫度穩定性越好。

目前，常見的LTCC技術是通過在高燒結溫度的微波陶瓷基質中添加助燒劑來降低材料的燒結溫度；但是，這種方法會由于助燒劑的引入給最終的材料體系引入大量的第二相，嚴重影響所得微波陶瓷材料的微波介電性能。因此，探索固有燒結溫度低的微波陶瓷基質是LTCC技術的一個熱點，其中一些廉價且低毒的鉬酸鹽體系近年來引起了廣泛的關注，因為鉬酸鹽的燒結溫度普遍較低，很多體系甚至低于950℃，這為LTCC提供了新可能，如Li₂MoO₄、Li₂Zn₂Mo₃O₁₂、MgMoO₄、MnMoO₄、BaMoO₄等材料都展現出較低的燒結溫度和較高的品質因數。但是，具有低介電常數和近零頻率溫度系數的鉬酸鹽基微波介質陶瓷卻鮮有報道。