[发明专利]一种微波陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波陶瓷介质材料及其制备方法，该材料包括如下质量百分比的原料：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质量百分比的原料：CaF₂5‑40％、P₂O₅5‑30％、CaCO₃5‑30％和AlF₃5‑40％。该陶瓷介质材料烧结温度低、介电常数高、介电损耗低，和温度稳定性高。

技术领域

本发明一种微波陶瓷介质材料及其制备方法，属于陶瓷介质材料技术领域。

背景技术

随着4G/5G通信、航天通信、雷达等领域迅速发展，以及微波器件多层设计思想的提出，微波器件越来越轻量化、小型化、工作高频化以及多频化，这成为当前众多企业和科研所的研究热点。低温共烧陶瓷技术出现于上世纪80年代，核心在于将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，利用激光打孔、微孔注浆和精密导体浆料印刷等工艺按照设计好的电路版图制作成形，并将多个元器件(如：电容器、电阻器、电感器、变压器等)埋入多层陶瓷基板中，叠压在一起，外电极可选用Ag、Cu和Au等金属，在小于900℃的温度条件下烧结成型，最终制作成三维网络的高密度集成电路，也可以制成内置无源元件的3D电路基板。目前大多数性能微波介电性能优异的介质陶瓷的烧结温度比较高，一般都在1300℃以上，远高于电极材料(Ag，Cu，Au)的熔点，难以完成低温共烧工艺，因此降低微波介质陶瓷的烧结温度也成为当前研究热点之一。

为了降低微波介质陶瓷烧结温度，通常可以采取以下方式：一，采用具有低烧结温度的陶瓷原材料；二，向已有材料中加入一定量的低熔点氧化物或玻璃相(如B₂O₃、CuO、V₂O₅等)助烧从而降低烧结温度；三，采用先进的制粉方法如化学合成法(水热合成法、沉淀法、溶胶凝胶法等)制备烧结活性高的超细纳米粉体，或者利用高能球磨设备将原材料加工至纳米级也能达到降低烧结温度的效果。方式二是目前应用最广泛的一种，但是烧结温度高的介质陶瓷需要加入大量的低熔点助烧剂才能降低烧结温度，这会对其微波介电性能产生一定的不利影响，介电损耗变大、温度稳定性差，此法制得的陶瓷材料的低温烧结和优异的微波介电性能不可兼得。因此寻找新型固有烧结温度低的原材料是当前微波介质陶瓷研究热点之一。

目前报道较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等介质陶瓷材料，但这些陶瓷材料存在烧结温度高、介电常数低和损耗偏高等问题。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种微波陶瓷介质材料及其制备方法，该陶瓷介质材料烧结温度低、介电常数高、介电损耗低、和温度稳定性高。

本发明通过以下技术方案实现：