[發明專利]一種微波陶瓷介質材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210260814.3
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114538926B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 郭雅晶
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: H01B3/12
• 分類號: H01B3/12;C04B35/495;C04B35/622
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本發明公開了一種微波陶瓷介質材料及其制備方法，該材料包括如下質量百分比的原料：Li_1.19Ta_0.81Ti_0.19O₃60?80％、TiO₂5?20％、Ta₂O₅5?20％、Mn₂O₃5?20％、和玻璃粉5?20％。所述玻璃粉包括如下質量百分比的原料：CaF₂5?40％、P₂O₅5?30％、CaCO₃5?30％和AlF₃5?40％。該陶瓷介質材料燒結溫度低、介電常數高、介電損耗低，和溫度穩定性高。

技術領域

本發明一種微波陶瓷介質材料及其制備方法，屬于陶瓷介質材料技術領域。

背景技術

隨著4G/5G通信、航天通信、雷達等領域迅速發展，以及微波器件多層設計思想的提出，微波器件越來越輕量化、小型化、工作高頻化以及多頻化，這成為當前眾多企業和科研所的研究熱點。低溫共燒陶瓷技術出現于上世紀80年代，核心在于將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確且致密的生瓷帶，利用激光打孔、微孔注漿和精密導體漿料印刷等工藝按照設計好的電路版圖制作成形，并將多個元器件(如：電容器、電阻器、電感器、變壓器等)埋入多層陶瓷基板中，疊壓在一起，外電極可選用Ag、Cu和Au等金屬，在小于900℃的溫度條件下燒結成型，最終制作成三維網絡的高密度集成電路，也可以制成內置無源元件的3D電路基板。目前大多數性能微波介電性能優異的介質陶瓷的燒結溫度比較高，一般都在1300℃以上，遠高于電極材料(Ag，Cu，Au)的熔點，難以完成低溫共燒工藝，因此降低微波介質陶瓷的燒結溫度也成為當前研究熱點之一。

為了降低微波介質陶瓷燒結溫度，通常可以采取以下方式：一，采用具有低燒結溫度的陶瓷原材料；二，向已有材料中加入一定量的低熔點氧化物或玻璃相(如B₂O₃、CuO、V₂O₅等)助燒從而降低燒結溫度；三，采用先進的制粉方法如化學合成法(水熱合成法、沉淀法、溶膠凝膠法等)制備燒結活性高的超細納米粉體，或者利用高能球磨設備將原材料加工至納米級也能達到降低燒結溫度的效果。方式二是目前應用最廣泛的一種，但是燒結溫度高的介質陶瓷需要加入大量的低熔點助燒劑才能降低燒結溫度，這會對其微波介電性能產生一定的不利影響，介電損耗變大、溫度穩定性差，此法制得的陶瓷材料的低溫燒結和優異的微波介電性能不可兼得。因此尋找新型固有燒結溫度低的原材料是當前微波介質陶瓷研究熱點之一。

目前報道較多的微波陶瓷材料有BaO-TiO₂、Ca(Li_1/3Nb_2/3)O_3-δ、Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅/Ta₂O₅、BaO-Ln₂O₃-TiO₂(Ln＝Nd，Sm)和Pb_1-xCa_x(Fe_1/2，Nb_1/2)O₃等介質陶瓷材料，但這些陶瓷材料存在燒結溫度高、介電常數低和損耗偏高等問題。

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明公開了一種微波陶瓷介質材料及其制備方法，該陶瓷介質材料燒結溫度低、介電常數高、介電損耗低、和溫度穩定性高。

本發明通過以下技術方案實現：