[发明专利]高频高介陶瓷介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体地说，是关于一种BaO-Nd₂O₃-TiO₂系统陶瓷介质及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Cofired Ceramic，LTCC)是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术。LTCC技术是将低温烧结陶瓷粉末制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制成所需要的电路图形，并将多个无源组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，烧结后制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术的发展，要求高频介电陶瓷材料具有尽可能高的介电常数(ε＞60甚至更高)、低损耗、更小的介电常数温度系数以及低温烧结温度。目前，为了适应LTCC高频器件的要求，诸多低烧陶瓷体系已被广泛开发和利用，如MgTiO₃-CaTiO₃体系、(Zr，Sn)TiO₃-BaO-TiO₂体系、BaO-Nd₂O₃-TiO₂体系、Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₃体系、Ba-Nd-Ti体系等等。Byung-Hae Jung等人对Ba-Nd-Ti系统进行了研究，该技术公开在“Glass-ceramic for low temperature co-fired dielectric ceramicmaterials based on La₂O₃-B₂O₃-TiO₂ glass with BNT ceramics”，Journal of theEuropean Ceramic Society 25(2005)3187-3193(基于添加La₂O₃-B₂O₃-TiO₂玻璃BNT陶瓷低温共烧性能的研究)论文中，其缺点是该采用LTCC技术制备高频陶瓷介质的介电常数ε偏小，仅为20。目前，现有LTCC技术的Ba-Nd-Ti系统陶瓷的一般性能为，介质损耗tanδ在5‰左右，-55℃～125℃条件下其介电常数的温度系数TCC在0.5％左右。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低温烧结、高介电常数、低介质损耗、并具有优良热稳定性的低温共烧陶瓷介质。

本发明通过以下技术方案予以实现。

高频高介陶瓷介质，其组分按原料重量百分比组成为：

BZH玻璃粉9～31％，BNT陶瓷介质熔块69～91％；所述BZH玻璃粉的组分及其原料重量百分比含量为BaO 32～33％、ZnO 26～27％、H₃BO₄ 40.5～41％；所述BNT陶瓷介质熔块的组分及其原料重量百分比含量为BaCO₃ 18.4～19.8％、Nd₂O₃ 7.3～27.6％、Bi₂O₃ 16.4～40.6％、TiO₂33.7～36.2％。

优选的原料重量百分比为：

BZH玻璃粉20～25％，BNT陶瓷介质熔块75～79％；所述BZH玻璃粉的组分及其原料重量百分比含量为BaO 32.5～33％、ZnO 26.5～27％、H₃BO₄ 40.7～41％；所述BNT陶瓷介质熔块的组分及其原料重量百分比含量为BaCO₃ 19.5～19.8％、Nd₂O₃ 19.5～20％、Bi₂O₃ 26～26.5％、TiO₂ 34.5～35％。

最佳的原料重量百分比为：