[發明專利]一種Ba-Co-V基低介低燒微波陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110622929.8
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113292338B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李元勛;楊昕;彭睿;陸永成;蘇樺
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01B3/12
• 分類號: H01B3/12;C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種Ba?Co?V基低介低燒微波陶瓷材料及其制備方法，其燒結溫度低，且具有高Q*f值和正τf值，可應用于LTCC技術領域。本發明在具有高微波介電性能的Ba₃(VO₄)₂陶瓷基礎上，未添加降燒劑通過調整原料配比，首次采用Co²⁺取代Ba₃(VO₄)₂中的Ba²⁺，通過不同的取代量，在900℃～950℃低溫致密燒結，獲得了τf為+14.5ppm/℃～+23.8ppm/℃,Q*f為25318GHz～54,063GHz的Ba?Co?V基低介微波介電陶瓷材料；由于未添加助燒劑B₂O₃，因此避免了后期LTCC領域應用對流延工藝的影響，可作為微波介質陶瓷τf調節材料有效應用于LTCC技術領域。

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種Ba-Co-V基低介低燒微波陶瓷材料及其制備方法，其燒結溫度低，且具有高Q*f值和正τf值，可應用于LTCC技術領域。

背景技術

電子通信的高速發展，尤其涉及微波頻段通信(300MHz～300GHz)的重要性日益增加，廣泛的應用于移動手持電話、藍牙、雷達、廣播電視等領域。因此微波器件的發展，諸如諧振器、濾波器、介質天線等微波元器件的需求也日益增加。微波介質陶瓷具有尺寸可控，利用其制作的諧振器與微帶線等構成的集成電路，可使器件尺寸達到毫米量級，使得微波介質陶瓷成為基礎及關鍵材料。

低溫共燒陶瓷技術(簡稱LTCC)作為一種多學科交叉的整合組件技術，目前主要應用于先進無源集成和混合電路封裝領域，特別是高頻高速高可靠性的技術領域，更是尤為突出，可廣泛用于批量制作濾波器，電橋，巴倫器，功分器、天線等無源集成器件及陶瓷基板制造等領域。其中的一類關鍵材料-微波介電陶瓷，由于具有高品質因數、高頻特性優良、良好的加工特性及穩定性，更是受到了科研工作者的關注。為了降低燒結溫度，通常通過B₂O₃,Bi₂O₃等低熔點氧化物或助熔劑的添加，借助液相傳質機理來實現；通過加入TiO₂,CaTiO₃等具有正溫度諧振頻率系數材料將其溫度諧振頻率系數調節近零。但由于添加的諧振頻率溫度系數調節材料通常都具有高介電常數，低Q*f，高燒結溫度等缺點，會極大的惡化陶瓷的微波介電性能與影響燒結溫度，從而大大限制了此類材料的應用范圍。

Ba₃(VO₄)₂具有低介電常數，高Q*f，較大正τf等特點，是一種良好的諧振頻率溫度系數調節材料，通常也被用作τf調節劑將微波介電陶瓷的τf調整近零，從而保證信號在傳輸時的完整性，但由于其致密化溫度通常在1100℃以上，限制了在LTCC領域的應用。為了實現低溫燒結，研究人員針對Ba₃(VO₄)₂的燒結特性進行了大量的改性研究。Ryosuke Umemura等人通過加入助燒劑B₂O₃，將Ba₃(VO₄)₂燒結溫度降低至925℃，τf為27.4～66.1ppm/℃，但Q*f值卻降低至了41,065GHz，并由于引入了助燒劑B₂O₃導致后期流延工藝不可用，在制作器件電路圖形時出現滲銀現象(主要原因是大量的B₂O₃助燒劑與Ag漿中的玻璃發生相互反應導致)，使得無法真正可應用于LTCC器件的制作。

發明內容