[发明专利]一种低温共烧陶瓷微波介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能陶瓷领域，特别涉及一种具有超低烧结温度，可用于低温共烧陶瓷技术的微波介质陶瓷新材料。

背景技术

随着微波元器件向高频化、小型化、多功能、高可靠、低成本发展，LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)技术逐渐成为高频基板和集成器件应用的首选方法。由LTCC工艺制备的低温共烧微波介质陶瓷可实现各种无源、有源器件的集成及芯片的贴装，不仅有效减小微波元器件的尺寸，实现了高集成，而且提高了元器件功能的多样性。

根据LTCC的结构、性能特点和使用要求，LTCC用微波介质陶瓷主要分为LTCC基板/封装材料和LTCC用微波元器件材料两大类。LTCC基板材料应具有低烧结温度、低介电常数、低介电损耗等。对于LTCC用微波元器件而言，其介质材料的介电常数（ε）、品质因子（Qf）、谐振频率温度系数（τf）等成为选择和应用的重要指标。

目前得到应用的LTCC基板材料主要为玻璃陶瓷和微晶玻璃，如Murata公司的BaO-SiO₂-Al₂O₃，其ε为6.1，Qf为1500GHz；Dupont公司的951(Al₂O₃+CaZrO₃+glass)，其ε为7.8，Qf为900GHz。这些材料的一大局限性是Qf值小，介电损耗大，且烧结温度通常大于800℃。

目前研究用于微波元器件的的低介电常数微波介质陶瓷体系较多，主要有Al₂O₃系、硅酸盐系、钛酸盐系、AWO₄、M₃(VO₄O₂、AMP₂O₇以及MMoO₄系等。其中部分材料可以达到很高的Qf值，如Al₂O₃，其ε为10左右，Qf达680000GHz，但烧结温度高，且谐振频率温度系数较大（-60×10^-6/℃）。而对于固有烧结温度偏低的、性能（ε：8～12，Qf：10,000～100,000GHz）较好的体系，如AWO₄、M₃(VO₄)₂AMP₂O₇以及MMoO₄，都存在谐振频率温度系数较大的问题（τf：-30～-100×10^-6/℃）。

针对上述问题，本发明提供一种能够同时满足LTCC基板材料和LTCC微波元器件材料应用，且具有超低烧结温度的新型微波介质陶瓷材料。超低的烧结温度不仅可于提高集成度和元器件功能的多样性，还可满足铝等贱电极的使用条件，可大大降低能耗和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现超低温度烧结，介电常数低、Qf值较高、谐振频率温度系数由负到正可调的LTCC用微波介质陶瓷材料，可满足LTCC基板材料和LTCC微波元器件材料的应用。

本发明为一种新型超低温烧结微波介质陶瓷，其原料组成及其摩尔百分比含量为Li₃FeMo₃O₁₂，其由Li₂CO₃、MoO₃和Fe₂O₃制备而得。

所述陶瓷的制备步骤如下：

(1)将Li₂CO₃、MoO₃和Fe₂O₃按Li₃FeMo₃O₁₂化学式称量配料；

(2)将步骤(1)中的原料混合，加入助磨剂球磨，后将球磨后的原料烘干、过筛。

优选的，球磨时间为8～12h。

优选的，此处球磨将原料粉碎至80～400目。

所述助磨剂为固体助磨剂或液体助磨剂或者两者混合物。

优选的，所述助磨剂为液体助磨剂，包括三乙醇胺、聚合醇胺、聚合多元醇、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、糖醚和十二烷基苯中的一种或多种。

优选的，所述助磨剂的质量分数为0.2～2%。