[发明专利]一种MgF2

说明书

本发明涉及电子信息材料及其器件技术领域，尤其涉及一种MgF₂陶瓷材料作为超低介微波介质陶瓷的应用。本发明提供了MgF₂陶瓷材料作为微波介质陶瓷的应用思路，MgF₂陶瓷材料同时具备较高的热导率和超低的介电常数（4.60–4.70），解决了现有微波介质中陶瓷基材料的介电常数高、高分子基FR4热导率低的问题。而且MgF₂陶瓷材料介电常数与商用的高分子基FR4板接近，同时具有FR4板不能比拟的超低介电损耗（Qf=85983–103086GHz），在未来毫米波通讯领域具有十分重大的应用前景。

技术领域

本发明涉及电子信息材料及其器件技术领域，尤其涉及一种MgF₂陶瓷材料作为超低介微波介质陶瓷的应用。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段（300MHz–300GHz）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的低损耗介质陶瓷。

近几十年来，随着无线通讯技术的迅猛发展，微波介质陶瓷作为微波通讯系统中无源器件（包括谐振器、滤波器、天线等）的关键材料而得到了广泛关注。此外，随着人们对信息传输内容、速度及质量等要求的不断提高，新一代信息技术如5G 移动通信，物联网（IoT）技术等不断涌现，微波通信频率逐渐朝着微波高频以及毫米波频段发展。不同于目前2G/3G/4G等通讯技术，未来亚毫米波（24GHz–30GHz）与毫米波段（60GHz–78GHz）通讯为保证极快的信号传播速度，要求信号延迟时间低于1毫秒。由于信号延迟时间与介质材料的介电常数成正比，因而在毫米波通讯元器件中要求微波介质陶瓷具有尽可能低的介电常数以提高微波器件信号响应、降低微波信号传输的延迟。另一方面，微波介质陶瓷需要具备高Qf值（Qf60000GHz）以增强器件的选频特性与降低能量传递损耗。因此，为满足未来的毫米波通讯需求，学术界和工业界正在积极开发具有超低介电常数与高品质因数微波介质陶瓷。

目前，商业化应用的高频介质材料主要是具有超低介电常数（~4.4）的高分子基FR4。然而高频通信中器件发热严重，由于FR4原料为高分子，其较低的热导率、易老化等劣势限制了它的应用。陶瓷基材料性质稳定且热导率为高分子材料的10倍以上。但是陶瓷基材料的介电常数通常较高（15），即使低介电常数陶瓷体系如铝酸盐基陶瓷介电常数在10左右，硅酸盐基陶瓷介电常数在6左右。前人报导的一些氟化物陶瓷如LiF介电常数为8，CaF₂陶瓷介电常数为6.5，BaF₂陶瓷介电常数为6.7。这些氟化物陶瓷介电常数与FR4相比仍较大，难以实现良好的FR4替代。上述数据表明介电常数低于5的陶瓷材料及其罕见，这与高分子基材料相比仍存在一定的差距，探寻具有超低介电常数陶瓷材料以替代传统高分子材料仍值得广泛研究。

发明内容

本发明要解决上述问题，提供一种MgF₂陶瓷材料作为超低介微波介质陶瓷的应用。

本发明解决问题的技术方案是，提供一种MgF₂陶瓷材料的应用，将MgF₂陶瓷材料用作超低介微波介质陶瓷。

本申请所述的MgF₂陶瓷材料为高纯、物相单一、无第二相的MgF₂陶瓷，无其他成分的添加。在现有技术中，纯的MgF₂陶瓷常用于红外光学领域，利用其高致密度、宽透射波段的特性，以作为红外透明陶瓷使用。在电学领域中，虽然也会在微波介质陶瓷的烧结过程中添加微量的MgF₂，但是均是利用其低熔点的特性，将MgF₂作为烧结助剂使用，以促进烧结、提高烧结陶瓷的致密度、降低烧结温度；其烧结得到的陶瓷中，作为微波介质陶瓷主体的仍然是Li₂O、Nb₂O₅等材料，并非MgF₂。