[发明专利]低损耗低介电常数的温度稳定型微波介质陶瓷及制备方法

说明书

本发明公开了一种低损耗低介电常数的温度稳定型微波介质陶瓷，其组成表达式为aMg₂SiO₄‑bMg₂TiO₄‑cCaTiO₃‑dLi₂NdO₃，其中，a、b、c和d分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：50mol％≤a≤60mol％，20mol％≤b≤30mol％，10mol％≤c≤20mol％，10mol％≤d≤20mol％，a+b+c+d＝100mol％。本发明还公开了该低损耗低介电常数的温度稳定型微波介质陶瓷的制备方法。本发明的微波介质陶瓷兼具较低的介电常数、较高的品质因数以及较好的温度稳定性；本发明的制备工艺简单，采用的原材料价格适中，且无污染，产业化前景良好。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制备技术领域，具体地，涉及一种低损耗低介电常数的温度稳定型微波介质陶瓷及制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷应用于微波频段(300MHz-300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，在现代通讯中被广泛用于生产谐振器、滤波器、介质天线和介质导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中发挥着越来越大的作用。超低介电常数微波介电陶瓷，主要代表产品是Al₂O₃-TiO₂、Y₂BaCuO₅、MgAl₂O4和Mg₂SiO₄等，其介电常数Er≤20，品质因数Q×f≥5000GHz，谐振频率温度系数tf≤10ppm/℃，主要用于微波电路基板、射频电子标签(RFID)电路基板和电子封装领域；其中，Mg₂SiO₄的Qf＝73760GHz，Er＝7.4，tf＝-60ppm/℃，其损耗和温度稳定性都无法满足现材料的应用需求。

目前，已经存在一种技术，其是利用MgTa₂O₆对Mg₂SiO₄性能进行调节；例如，中国发明专利CN201711066157.4得到了化学结构式为xMg₂SiO₄-(1-x)MgTa₂O₆+y wt％B的微波介质陶瓷，其频率温度系数近零，品质因数值较高，但是其介电常数比较高，即该微波介质陶瓷的综合性能仍不理想；且该微波介质陶瓷在没有加入烧结助剂B物质时，其温度稳定性较差，只有在加入烧结助剂B物质后，才能对其谐振频率温度系数进行调整。此外，制备该微波介质陶瓷的Ta₂O₅原料价格较高，使得生产成本增大，限制了其市场应用。因此，需要开发一种生产成本低且兼具较低介电常数、较高品质因数以及较好的温度稳定性的微波介质陶瓷，以满足超高频段应用的需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种温度稳定型低介电常数微波介质陶瓷及其制备方法；该微波介质陶瓷兼具较低的介电常数、较高的品质因数以及较好的温度稳定性；本发明的制备工艺简单，采用的原材料价格适中，且无污染，产业化前景良好。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种低损耗低介电常数的温度稳定型微波介质陶瓷，其特征在于：其组成表达式为aMg₂SiO₄-bMg₂TiO₄-cCaTiO₃-dLi₂NdO₃，其中，a、b、c和d分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：50mol％≤a≤60mol％，20mol％≤b≤30mol％，10mol％≤c≤20mol％，10mol％≤d≤20mol％，a+b+c+d＝100mol％。