[发明专利]一种低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制备领域，尤其涉及一种低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法。 

背景技术

随着电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展，对元器件的小型化、集成化和模块化的要求日益迫切，低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)技术因其优异的电学、机械、热学、工艺特性以及高可靠性，已经成为电子器件模块化的主要技术之一。LTCC技术需要微波介质陶瓷能与高导电率低熔点的金属Ag、Cu内电极共烧，因此，微波介质陶瓷材料的低温烧结已成为研究热点。大多数商用的微波介质陶瓷虽然具有较好的微波介电性能，但是其烧结温度很高(一般高于1200℃)，因此必须研发固有烧结温度较低的微波介质陶瓷以满足LTCC工艺的要求。 

锂基微波介质陶瓷由于具有密度低、固有烧结温度较低和与银电极共烧兼容等优点而成为研究热点之一。在众多锂基体系中，Li₂ZnTi₃O₈陶瓷和Li₂TiO₃陶瓷是两种可以在较低温度下烧结致密，且具有较好微波介电性能的体系，尤其是它们具有相反的谐振频率温度系数，因此可以期望通过复合Li₂ZnTi₃O₈和Li₂TiO₃陶瓷得到温度稳定型(1-x)Li₂ZnTi₃O₈-xLi₂TiO₃微波介质陶瓷。2013年，周迪等人虽然报道了0.7Li₂ZnTi₃O₈-0.3Li₂TiO₃陶瓷经1100℃烧结2h后具有优异的微波介电性能，但其烧结温度仍然偏高(1100℃左右)，不能应用于制作多层微波器件，因此需要添加少量的烧结助剂来实现其低温烧结的同时保持优良的微波介电性能。 

随着现代通信技术的迅速发展，设计一种微波介电性能优异，介电损耗低的低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。 

发明内容

解决的技术问题： 

本申请针对现有技术中存在的(1-x)Li₂ZnTi₃O₈-xLi₂TiO₃陶瓷烧结温度高的缺点、微波介电性能低和介电损耗高等技术问题，提供一种低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法。 

技术方案： 

一种低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料，包括基料和烧结助剂，所述基料的化学组成表 达式为：(1-x)Li₂ZnTi₃O₈-xLi₂TiO₃，其中0.3≤x≤0.6；烧结助剂为ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃粉，所述烧结助剂相当于基料重量的a％，其中0.50≤a≤1.25。 

作为本发明的一种优选技术方案：所述ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃粉中各组分的质量百分比为：ZnO60％～65％，B₂O₃25％～30％，SiO₂5％～15％。 

作为本发明的一种优选技术方案：所述ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃粉的制备步骤如下： 

(1)将ZnO、B₂O₃、SiO₂原料按权利要求2所述质量百分比配料，然后在行星式球磨机中干法球磨6小时，所述行星式球磨机转速为350rpm，得混合料； 

(2)将混合料置于高温箱式电炉中，以5℃/min的升温速率加热到1400℃，保温均化1小时后，倒入水中淬冷，得到玻璃料； 

(3)将得到的玻璃料烘干后，置于行星式球磨机中干法球磨24小时，所述行星式球磨机转速为350rpm，得ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃粉。