[发明专利]一种微波介电陶瓷及其制备方法

说明书

本发明属于微波介电陶瓷领域，具体涉及一种微波介电陶瓷及其制备方法。其是通过以纯度为99.9％的ZnO、CaCO₃、SrCO₃和SiO₂粉末为原料；采用湿法球磨，进行球磨；烘干，预煅烧；加入助烧剂Li₂CO₃和MgO后，进行二次球磨，烘干，加入5～10wt％的PVA溶液，进行造粒，在50～100MPa下压制成胚体，然后将胚体于300～500℃下排胶2～4h，然后在840～860℃下烧结3～6h，然后自然冷却至室温得到微波介电陶瓷。所述制备的微波介电陶瓷的介电常数ε_r为6.405～7.103，品质因数Q×f为84245～96132GHz，温度系数为τ_f为‑12.0～‑8.0ppm/℃，其具有优异的微波性能，适用于实际生产的理想材料。

技术领域

本发明属于微波介电陶瓷技术领域。更具体地，涉及一种微波介电陶瓷及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷技术(LTCC)作为一项革命性技术，凭借其成本低、已集成和极小型化的优点，成为目前发展迅速且应用极快的一项新技术。然而国内研究与国外研究相比，还存在很大的差距，尤其对LTCC基本材料的自主研发，因此，加大对LTCC基板材料的基础研究，开发拥有自主知识产权的关键材料，不仅可以促进我国在电子新型技术方面的创新能力和市场竞争力，还可以极大地促进国民经济的发展。

而对于LTCC基板的研究当中，硅酸盐类陶瓷在各方面性能的表现都是极其优异的，特别是Zn₂SiO₄类的陶瓷，而关于其研究一直没有停止过。YipingGuo等人第一次通过实验调节了Zn₂SiO₄介电陶瓷的温度系数，Zn₂SiO₄在经过高温1350℃下的烧结后其介电性能表现为ε_r＝6.6，Q×f＝219000GHz，τ_f＝-61ppm/℃。Zn₂SiO₄陶瓷材料的一个突出的缺点就是烧结温度太高，通过直接加氧化物或玻璃将烧结温度降到900℃会导致很大的介电损耗。Song Chen等人研究了BaO和B₂O₃掺杂Zn₂SiO₄对其烧结温度和性能的影响，并在900℃烧结温度下得到了微波性能如下的陶瓷，ε_r＝6.4～6.7，Q×f＝25000GHz，τ_f＝-30ppm/℃。Jin-Seong Kim等报道了将B₂O₃添加到Zn_1.8SiO_3.8，获得了很好的微波性能：ε_r＝57，Q×f＝53000GHz，τ_f＝-16ppm/℃，Yang Lv等报道了将Ba₃(VO₄)₂与Zn_1.87SiO_3.87复合，虽然通过复合Ba₃(VO₄)₂可以降低烧结温度和提升性能，但介电常数发生了很大的改变，其最终参数为ε_r＝9.8，Q×f＝343000GHz，τ_f＝-1.1ppm/℃。

虽然，上述通过烧结剂能够改善硅酸锌微波介电性能，但是介电常数变化比较大，品质因数也降低的比较多，或者温度系数较低。因而急需开发一种新的微波介电陶瓷在保证介电常数变化不大，品质因数也不低的前提下使得温度系数接近0ppm/℃，进而保证其能够很好的应用于实际生成中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有介电常数变化比较大，品质因数也降低的比较多，或者温度系数较低的缺陷和不足，提供一种微波介电陶瓷及其制备方法，

本发明的目的是提供一种微波介电陶瓷的制备方法，通过采用固相反应得到微波介电陶瓷。