一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-29 22:30:26 1
一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用。所述材料是由20～50wt%的玻璃材料與50～80wt%的陶瓷材料複合而成，所述玻璃材料的組成中至少包含CaO、B2O3、SiO2和Al2O3，所述陶瓷材料的組成為堇青石、矽酸鋅、氧化鋁中的至少一種。該材料的製備是首先按所述玻璃材料的組成進行配料，製得玻璃粉體，然後將玻璃粉體與陶瓷粉體按比例混合均勻，製得低溫共燒陶瓷粉體；再將所得低溫共燒陶瓷粉體在850～900℃下進行燒結。實驗證明，本發明所提供的低溫共燒陶瓷材料，具有高頻低介電損耗性能，可滿足貼片式元器件的應用要求。
【專利說明】一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明是涉及一種低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用，具體說，是涉及一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用。
【背景技術】
[0002]低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)技術是休斯公司於1982年開發出來的一種新型材料技術，它是將低溫燒結陶瓷粉體流延製成厚度均勻緻密的生瓷帶、通過雷射打孔、注漿、電路絲網印刷等工藝製成需要的電路圖形、多層疊壓後在9000C以下燒結成三維無源器件的一種集成技術。目前，LTCC技術廣泛用於製作微波通訊、半導體、光電子等領域製作電子元器件，它具有高集成度、高性能的顯著優點，隨著手機通訊，GPS,電子娛樂產品等可攜式產品的迅猛發展，用LTCC技術製成的貼片式濾波器、諧振器、耦合器、LED顯示模塊、藍牙模塊、電感、電容等電子元器件，已經廣泛進入我們的現實生活中。
[0003]LTCC技術包括低溫共燒陶瓷材料、器件設計等技術，其中LTCC材料技術是基礎與關鍵，它的穩定性和工藝直接影響這LTCC產品性能的好壞。作為技術關鍵的LTCC材料，通常應達到如下的要求:1、介電常數多樣化，以滿足不同的設計要求，對於一些高頻器件來說，要求介電常數越低越好，對於一些大容量的貼片電容器來說，要根據不同的參數，需要不同的介電常數。2、高Q值，即要求材料要有儘可能低的介質損耗，以降低器件的插入損耗，保證良好的選頻特性。3、良好的熱穩定性，使器件能與安裝基板良好匹配。4、LTCC材料要求能在900°C以下 燒結，這樣使作為內電極線路的Ag、Cu等金屬導電材料不至於氧化失效。5、除此之外，還要有其他良好的物理化學性能、機械性能等。
[0004]目前LTCC材料主要分三類:I)微晶玻璃體系，這類體系的材料具有900°C以下易於燒結的特點，但多數存在介質損耗偏大的缺點。2)玻璃+陶瓷複合體系，這種材料是使陶瓷材料通過添加玻璃粉料來達到低溫燒結的目的，同時又能保持陶瓷材料良好的微波介電性能。3)純陶瓷體系，這類的材料體系很多情況下難於低溫燒結，同時對於能夠900°C以下燒結的一些陶瓷材料又存在介質損耗大的一些缺點，所以應用場合相對較窄。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的上述問題和需求，本發明的目的是提供一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其製備方法和應用，以滿足低溫共燒陶瓷材料在片式濾波器、片式電感、片式電容器等貼片式元器件中的應用要求。
[0006]為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下:
[0007]一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料，是由20~50wt%的玻璃材料與50~80wt%的陶瓷材料複合而成，所述玻璃材料的組成中至少包含Ca0、B203、Si02和Al2O3,所述陶瓷材料的組成為堇青石、矽酸鋅、氧化鋁中的至少一種。[0008]作為優選方案，所述玻璃材料的組成中還包含MgO。
[0009]作為進一步優選方案，所述玻璃材料的組成中還包含鹼金屬氧化物。
[0010]作為更進一步優選方案，所述玻璃材料的組成配比如下:
[0011]
【權利要求】
1.一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料，其特徵在於:是由20~50wt%的玻璃材料與50~80wt%的陶瓷材料複合而成，所述玻璃材料的組成中至少包含Ca0、B203、Si02和Al2O3，所述陶瓷材料的組成為堇青石、矽酸鋅、氧化鋁中的至少一種。
2.如權利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特徵在於:所述玻璃材料的組成中還包含 Mg。。
3.如權利要求2所述的低溫共燒陶瓷材料，其特徵在於:所述玻璃材料的組成中還包含鹼金屬氧化物。
4.如權利要求3所述的低溫共燒陶瓷材料，其特徵在於:所述玻璃材料的組成配比如下:
5.如權利要求4所述的低溫共燒陶瓷材料，其特徵在於:所述的鹼金屬氧化物選自Na20、K2O和Li2O中的至少一種。
6.一種製備權利要求1-5中任意一項所述的低溫共燒陶瓷材料的方法,其特徵在於，包括如下步驟: a)按所述玻璃材料的組成進行配料，製得玻璃粉體； b)將玻璃粉體與陶瓷粉體按比例混合均勻，然後溼法球磨成中位粒徑<2μπι的粉體，乾燥，研磨，製得低溫共燒陶瓷粉體； c)將所得低溫共燒陶瓷粉體在850~900°C下進行燒結。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述玻璃粉體的製備包括如下操作:將組成所述玻璃材料的混合粉體加熱到1300~1500°C至熔成玻璃液，然後將玻璃液倒入水中淬冷，再溼法球磨成中位粒徑< 2 μ m,乾燥，研磨，即得所述的玻璃粉體。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於:所述燒結的時間為I~3小時。
9.權利要求1-5中任意一項所述的低溫共燒陶瓷材料在貼片式元器件中的應用。
【文檔編號】C03C3/064GK103803956SQ201310743499
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月28日 優先權日:2013年12月28日
【發明者】姜少虎, 張奕, 林慧興, 陳瑋, 羅瀾 申請人:中國科學院上海矽酸鹽研究所