[發明專利]一種微波介質陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 202010039619.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111205066A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 龍克文;胡錦文
• 申請（專利權）人: 三橋惠（佛山）新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B41/88
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 肖平安

本發明公開了一種微波介質陶瓷的制備方法，其主要的工藝流程是將原料按照化學配比進行配料，經球磨、干燥、預燒之后，再二次球磨、干燥、造粒、壓制成型，最后進行終燒。本發明介質陶瓷材料以鈣鈦礦結構微波陶瓷為主體，通過摻雜改性的方式以降低其燒結溫度，改善其微波介電性能，由此得到的微波介質陶瓷具有更為優質的性能，且由于燒結溫度的降低,大大降低了生產成本，具有理想的經濟價值和實用價值。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，尤其涉及一種微波介質陶瓷的制備方法。

背景技術

微波介質材料是指應用于微波頻段(300MHz-300GHz)電路中作為介質并完成一種或多種功能的陶瓷，主要用于制備諧振器、濾波器、介質天線、介質導波回路等微波元器件。高集成、高品質、高介電常數、低損耗與良好的溫度穩定性的介電陶瓷材料是目前研究的熱點之一，目前鈣鈦礦系、BaO-Ln₂O₃-TiO₂系、CaO-Li₂O-Ln₂O₃-TiO₂系等高介電常數微波陶瓷已得到了一定的應用，但燒結溫度高，難以實現與高導電率的金屬銀或銅共燒集成，不利于集成化的不足嚴重制約了微波通信電路的微型化和高品質的發展。

LTCC(低溫共燒陶瓷)技術作為一種先進的三維立體組裝集成技術，為無源器件集成、無源/有源器件混合集成以及高密度電子封裝的發展提供了理想的平臺，成為了當前高頻電子器件及基板集成中最為主流的技術；而LTCC材料作為LTCC技術的核心，其最大的特點是能夠在800-1050℃低溫燒結下即可燒結致密成瓷，在具備優良電子功能陶瓷性能的同時，能與銀電極實現匹配共燒，并且還需根據預先設定的電路結構，實現電路、基板和電子元器件等全系統的一次性燒成；該技術在降低成本的同時，對電子線路、器件以及模塊封裝的集成度、功能性和可靠性等都有大幅度的提高。

微波介質陶瓷材料是LTCC材料中應用最為廣泛的一個分支，一般的微波介質陶瓷材料燒結溫度都在1100℃以上，但為了與LTCC低溫燒結工藝兼容，需將其燒結溫度降低到1100℃以下；常采用的方法主要包括添加低熔氧化物或玻璃助燒、引入化學合成方法以及采用超細粉體做原料等；后兩種成本高昂、并有一定的工藝局限性，因而添加低熔氧化物或玻璃是目前實現LTCC微波介電陶瓷材料的主要方法；但即便采取這種方法，目前許多微波介電陶瓷材料的燒結溫度太高，也很難實現低溫燒結，其次，過多低熔氧化物或玻璃的摻入，也會對材料的損耗性能構成很大的影響，導致Q×f下降很大，無法保證LTCC集成器件和組件性能的穩定性。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種微波介質陶瓷的制備方法。

為了實現上述的目的，本發明提供以下技術方案：

一種微波介質陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)將Nb₂O₅、BaCO₃、MgO按物質的量比1：3：1混合送入行星式球磨機中，用氧化鋯作磨球，酒精作助磨劑，球磨8-10h，得到配合料備用；

(2)將配合料送入100-120℃干燥箱中烘干，再送入燒結爐中預燒后重新磨細，得到預合成粉體備用；

(3)向上述預合成粉體中依次加入SnO₂和助熔劑，再次送入行星式球磨機中，用氧化鋯作磨球，酒精作助磨劑，球磨6-8h，得到二次配合料；

(4)將二次配合料送入80-100℃干燥箱中烘干，向其中加入粘合劑，充分攪拌后制成球狀粉粒，密封均化備用；

(5)將均化后的粉粒送入模具內壓制成圓柱體生坯；

(6)將生坯置于燒結爐中進行終燒，得到陶瓷半成品；