一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法和應(yīng)用。所述材料是由20～50wt%的玻璃材料與50～80wt%的陶瓷材料復(fù)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、硅酸鋅、氧化鋁中的至少一種。該材料的制備是首先按所述玻璃材料的組成進(jìn)行配料，制得玻璃粉體，然后將玻璃粉體與陶瓷粉體按比例混合均勻，制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(jìn)行燒結(jié)。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)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(mǎn)足貼片式元器件的應(yīng)用要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種低溫共燒陶瓷材料及其制備方法和應(yīng)用，具體說(shuō)，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制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)技術(shù)是休斯公司于1982年開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型材料技術(shù)，它是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷粉體流延制成厚度均勻致密的生瓷帶、通過(guò)激光打孔、注漿、電路絲網(wǎng)印刷等工藝制成需要的電路圖形、多層疊壓后在9000C以下燒結(jié)成三維無(wú)源器件的一種集成技術(shù)。目前，LTCC技術(shù)廣泛用于制作微波通訊、半導(dǎo)體、光電子等領(lǐng)域制作電子元器件，它具有高集成度、高性能的顯著優(yōu)點(diǎn)，隨著手機(jī)通訊，GPS,電子娛樂(lè)產(chǎn)品等便攜式產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，用LTCC技術(shù)制成的貼片式濾波器、諧振器、耦合器、LED顯示模塊、藍(lán)牙模塊、電感、電容等電子元器件，已經(jīng)廣泛進(jìn)入我們的現(xiàn)實(shí)生活中。
[0003]LTCC技術(shù)包括低溫共燒陶瓷材料、器件設(shè)計(jì)等技術(shù)，其中LTCC材料技術(shù)是基礎(chǔ)與關(guān)鍵，它的穩(wěn)定性和工藝直接影響這LTCC產(chǎn)品性能的好壞。作為技術(shù)關(guān)鍵的LTCC材料，通常應(yīng)達(dá)到如下的要求:1、介電常數(shù)多樣化，以滿(mǎn)足不同的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于一些高頻器件來(lái)說(shuō)，要求介電常數(shù)越低越好，對(duì)于一些大容量的貼片電容器來(lái)說(shuō)，要根據(jù)不同的參數(shù)，需要不同的介電常數(shù)。2、高Q值，即要求材料要有盡可能低的介質(zhì)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(wěn)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(jié)，這樣使作為內(nèi)電極線(xiàn)路的Ag、Cu等金屬導(dǎo)電材料不至于氧化失效。5、除此之外，還要有其他良好的物理化學(xué)性能、機(jī)械性能等。
[0004]目前LTCC材料主要分三類(lèi):I)微晶玻璃體系，這類(lèi)體系的材料具有900°C以下易于燒結(jié)的特點(diǎn)，但多數(shù)存在介質(zhì)損耗偏大的缺點(diǎn)。2)玻璃+陶瓷復(fù)合體系，這種材料是使陶瓷材料通過(guò)添加玻璃粉料來(lái)達(dá)到低溫?zé)Y(jié)的目的，同時(shí)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(lèi)的材料體系很多情況下難于低溫?zé)Y(jié)，同時(shí)對(duì)于能夠900°C以下燒結(jié)的一些陶瓷材料又存在介質(zhì)損耗大的一些缺點(diǎn)，所以應(yīng)用場(chǎng)合相對(duì)較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題和需求，本發(fā)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制備方法和應(yīng)用，以滿(mǎn)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(yīng)用要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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%的陶瓷材料復(fù)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、硅酸鋅、氧化鋁中的至少一種。[0008]作為優(yōu)選方案，所述玻璃材料的組成中還包含MgO。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述玻璃材料的組成中還包含堿金屬氧化物。
[0010]作為更進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述玻璃材料的組成配比如下:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種具有高頻低介電損耗的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于:是由20~50wt%的玻璃材料與50~80wt%的陶瓷材料復(fù)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、硅酸鋅、氧化鋁中的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于:所述玻璃材料的組成中還包含 Mg。。
3.如權(quán)利要求2所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于:所述玻璃材料的組成中還包含堿金屬氧化物。
4.如權(quán)利要求3所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于:所述玻璃材料的組成配比如下:
5.如權(quán)利要求4所述的低溫共燒陶瓷材料，其特征在于:所述的堿金屬氧化物選自Na20、K2O和Li2O中的至少一種。
6.一種制備權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的低溫共燒陶瓷材料的方法,其特征在于，包括如下步驟: a)按所述玻璃材料的組成進(jìn)行配料，制得玻璃粉體； b)將玻璃粉體與陶瓷粉體按比例混合均勻，然后濕法球磨成中位粒徑<2μπι的粉體，干燥，研磨，制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(jìn)行燒結(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述玻璃粉體的制備包括如下操作: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，然后將玻璃液倒入水中淬冷，再濕法球磨成中位粒徑< 2 μ m,干燥，研磨，即得所述的玻璃粉體。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述燒結(jié)的時(shí)間為I~3小時(shí)。
9.權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的低溫共燒陶瓷材料在貼片式元器件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C03C3/064GK103803956SQ201310743499
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】姜少虎, 張奕, 林慧興, 陳瑋, 羅瀾 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所