[发明专利]一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子功能陶瓷及其制造领域，涉及一种微波介质材料，尤其是一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料，完成一种或多种功能的陶瓷材料，广泛应用于电子、通讯等众多高科技领域的关键电子元器件中，比如电容器、谐振器、滤波器、传感器等，是近35年来迅速发展起来的一类新型功能陶瓷。

微波介质陶瓷不仅可用于制造谐振器、介质天线等，还可作为微波电路中的绝缘基板。

电子信息技术的飞速发展使得电子工业对于集成度的要求越来越高，促使电子元器件向微型化、小型化、高稳定性及集成化发展，对元件模块化的要求也越来越迫切。低温共烧陶瓷技术（LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramics）是集互联、无源元件和封装与一体的多层陶瓷制造技术，已成为无源集成、电子器件模块化的主流技术。实现LTCC技术不仅要求微波介质材料性能优异、而且需具有低的烧结温度（≤900℃）且能与Ag电极共烧兼容。虽然有许多微波介质材料具有较优的微波性能，但是其烧结温度较高（>1200℃），如Zn_0.6Mg_0.4TiO₃、ZnTiO₃、5Li₂O-0.583Nb₂O₅-3.248TiO₂等，限制其在实际生产中的应用。ZnNb₂O₆（ε_r=25，Q×f=83700 GHz，τ_f=-56.1 ppm/℃）、ZnTiNb₂O₈（ε_r=43，Q×f=42500 GHz，τ_f=-52 ppm/℃）陶瓷材料具有较好的微波介电性能，但是大的τ_f值和高的烧结温度限制了它们在LTCC微波器件方面的实际应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料及其制备方法，取代来调节材料的τ_f值，改善材料介电性能，低成本、性能优异，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料，其特征在于：该材料包括陶瓷主粉和添加剂，陶瓷主粉包含按重量百分比的如下成分：

ZnO10%-20%；

MgO1%-2%；

TiO₂25%-35%；

SnO₂2%-5%；

Nb₂O₅ 38%-63%。

优选的，上述添加剂为如下质量百分比的组分：CuO-B₂O₃添加剂2-10%，CuO-B₂O₃添加剂粒径40-80 nm。

一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料的制备方法，包括上述陶瓷主粉的研磨混合粉体烘干预烧破碎研磨并加入所述添加剂或CuO-B₂O₃添加剂2-10%的过程。

上述一种温度稳定型锰钽矿结构LTCC微波介质材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1）制备陶瓷主粉混合物

以纯度≥99.99%的ZnO、TiO₂、Nb₂O₅以及MgO、SnO₂为原始粉末，SnO₂原始粉末的粒径30-100 nm，原料预处理：上述原料球磨4h，粉料烘干备用，ZnO预烧550℃保温4h，粒径为30-100 nm的 MgO预烧800℃保温4h备用；然后按以下重量百分比称量配料，制备陶瓷材料主粉混合物，所述陶瓷材料主粉及其重量百分比如下：

ZnO10%-20%；

MgO1%-2%；

TiO₂25%-35%；

SnO₂2%-5%；