[發(fā)明專利]一種中介低損耗LTCC微波介電陶瓷材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112125668B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖明
• 申請（專利權(quán)）人: 研創(chuàng)光電科技（贛州）有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
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本發(fā)明提供了一種中介低損耗LTCC微波介電陶瓷材料及其制備方法，其中，LTCC微波介電陶瓷材料包含兩相混合的陶瓷材料，其中主晶相為單斜黑鎢礦結(jié)構(gòu)的ZnZr_(1?x)Ti_xNb₂O₈，x＝0.1～0.2，輔助相為單斜晶系結(jié)構(gòu)的Li₂TiO₃，其中ZnZr_(1?x)Ti_xNb₂O₈預(yù)燒料和Li₂TiO₃預(yù)燒料按63～67wt％：37～33wt％的重量百分比混合，另外再摻入占兩相混合的所述陶瓷材料的1.5～2.5wt％LMBBA玻璃作為助溶劑進(jìn)行燒結(jié)而成，燒結(jié)溫度為900℃；所述LMBBA玻璃的成份為Li₂CO₃?MgO?Bi₂O₃?B₂O₃?Al₂O₃。本發(fā)明LTCC微波介電陶瓷材料不僅具有較高的介電常數(shù)及很低的微波介電損耗，同時溫度系數(shù)也接近于零，在LTCC射頻微波器件中具有很高的應(yīng)用價值。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電子功能陶瓷材料及其制造領(lǐng)域，特別涉及一種中介低損耗LTCC微波介電陶瓷材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】

近年來，國際上無論是通用電子整機(jī)、通信設(shè)備還是民用消費(fèi)類的電子產(chǎn)品都迅速向小型化、輕量化、集成化、多功能化和高可靠性方向發(fā)展。基于有源器件集成的微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為完善，并一度成為電子器件小型化的主要技術(shù)。但隨著電子整機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量和體積進(jìn)一步小型輕量化的發(fā)展需求，單一有源器件的集成已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足生產(chǎn)應(yīng)用的需要，無源器件的小型化和集成化成為必然。LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)作為一種先進(jìn)的三維立體組裝集成技術(shù)，為無源器件以及無源/有源器件混合集成的發(fā)展創(chuàng)造了很好的條件，并迅速在疊層片式無源集成器件中獲得了廣泛的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的LTCC集成技術(shù)，必須要解決三大技術(shù)難題：其一是要能研發(fā)出高性能的LTCC材料；其二是要具備LTCC器件/組件的設(shè)計研發(fā)能力；其三要擁有高精度的LTCC工藝生產(chǎn)設(shè)備。目前，國內(nèi)企業(yè)在LTCC技術(shù)領(lǐng)域最為薄弱的環(huán)節(jié)LTCC新材料的開發(fā)，因?yàn)槟壳吧逃没母咝阅躄TCC材料主要都被國外廠商如杜邦、Ferro等大公司壟斷，國內(nèi)在此領(lǐng)域始終未能取得關(guān)鍵性突破，導(dǎo)致我國研發(fā)的LTCC集成器件和組件成本很高，不利于相應(yīng)產(chǎn)品的應(yīng)用和推廣，另一方面由于在核心關(guān)鍵技術(shù)上受制于人，嚴(yán)重阻礙了我國LTCC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能LTCC材料迫在眉睫。

LTCC微波介電陶瓷材料是LTCC材料中應(yīng)用最為廣泛的一個分支。其按介電常數(shù)的高低一般可分為低介LTCC材料(介電常數(shù)小于20)，中介LTCC材料(介電常數(shù)20～50)以及高介LTCC材料(介電常數(shù)大于50)三大類。在以往的研究報道以及商業(yè)化的產(chǎn)品中，大多都是低介的LTCC材料，因其更有利于的縮短信號傳輸?shù)难訒r且一般介電損耗也更小，特別在LTCC微波介質(zhì)基板中應(yīng)用更為廣泛。但是，近年來隨著5G無線通信技術(shù)的發(fā)展，對電子元器件小型化和集成化要求的不斷提高，以LTCC濾波器、巴倫為代表的LTCC射頻微波器件尺寸也越做越小，采用具有更高介電常數(shù)的中介甚至高介LTCC材料來設(shè)計加工這些射頻微波器件更具優(yōu)勢。對于這類LTCC材料，除了要求其具有較高的介電常數(shù)(介電常數(shù)高于20)外，同樣也希望介電損耗越低越好，諧振頻率溫度系數(shù)盡量趨近于零。并且與LTCC工藝具有良好的兼容性。