[发明专利]无玻璃微波介电陶瓷及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波介电陶瓷及其制法，尤其涉及一种可与内导体一起烧结并具有优良的微波介电特性的无玻璃微波介电陶瓷及其制法。 

背景技术

近来，使通迅无所不在的移动通讯终端，例如手机和个人数字助理(PDA)，以及蓝牙(bluetooth)产品市场正在快速发展，因而要求构成这些产品的高频设备，例如微波滤波器、双工器、谐振器以及集成电路板的尺寸更小，重量更轻，并进行堆叠和表面贴装。 

此类高频设备包括介电陶瓷材料。用于高频设备的介电陶瓷应当具有如下所述的特定介电特性。 

首先，为了缩小设备尺寸，该介电陶瓷应当具有高介电常数εr，这是因为降低了介电陶瓷中与介电常数的平方根成反比关系的微波波长。不过，提供给射频(RF)/微波模块板的微波传输线应当具有低介电常数，以提高速度。 

其次，为了提供工作效率，该介电陶瓷应当在工作频率范围内具有高Q(quality factor)值。换句话说，该介电陶瓷应当具有低介电损耗tanδ，即Q值的倒数。Q值的评估通常基于Q值与相应谐振频率的乘积，Qxf，或介电损耗，即Q值的倒数。 

再次，为使工作频率准确运作，该介电陶瓷的谐振频率温度系数τf接近于零。 

并且，最近开发中的堆叠高频设备的方法包括在介电陶瓷绿带上印刷导电图形，将经过印刷的绿带进行堆叠，然后对其进行烧结。通过这种方法，可将诸如电感、电容、电阻等大量元件集成在单个模块中而无需额外的导线，因此大大缩小了封装尺寸。 

但是，该方法要求由银或铜构成的具有良好导电性的内导体与该 介电陶瓷一起烧结，因而对低温共烧陶瓷(LTCC)有强烈需求。该LTCC可在大约低于950℃的温度下烧结，但具有高Q值和低谐振频率。不过，最近开发的大多数LTCC的微波介电特性严重恶化，例如致密化不足、由于添加烧结剂而导致低的介电常数、Q值降低、谐振频率温度系数增加等等。 

此外，典型的LTCC由组合结构包括玻璃基并混合氧化铝(Al₂O₃)粉末填料的陶瓷材料形成。但是，据报道，该典型LTCC难以控制陶瓷浆料形成期间的流变，具有不均匀的玻璃组分以及不均衡的扩散等缺点。因此，不含玻璃或含最少量玻璃的无玻璃(或非玻璃)LTCC组合物引起相当大的关注。 

发明内容

本发明要解决的问题 

因此，本发明提供一种具有优良的微波介电特性的无玻璃微波介电陶瓷及其制法。 

本发明还提供一种可通过将低温烧结剂添加至无玻璃微波介电陶瓷而使其在低温下烧结的低温共烧微波介电陶瓷及其制法。 

解决问题的手段 

本发明实施例提供包括组分M²⁺N⁴⁺B₂O₆的微波介电陶瓷，其中M可由两种不同的二价金属替代，和/或N由两种不同的四价金属替代。 

有益效果 

依据一实施例的微波介电陶瓷包括组分M²⁺N⁴⁺B₂O₆。这里，M可由两种不同的二价金属替代，和/或N由两种不同的四价金属替代。如此，所述无玻璃基的微波介电陶瓷具有优良的微波介电特性，因而可有效应用于高频设备。 

此外，通过将Bi₂O₃-CuO基烧结剂添加至该微波介电陶瓷组合物，该微波介电陶瓷可在低温烧结而不会发生介电特性恶化。因此，该微波介电陶瓷可有效应用于低温共烧陶瓷设备，其具有优良的微波介电特性。 

附图说明

图1描述依据本发明一实施例的BaZr(MO₃)₂陶瓷的微波介电特性。 

图2显示图1的BaZr(MO₃)₂陶瓷的扫描电子显微镜(SEM)图像。 

图3显示依据本发明另一实施例在1,050℃烧结2小时的Ba(Zr_1-xTi_x)B₂O₆陶瓷的SEM图像。