[发明专利]一种温度稳定型钙钛矿结构LTCC微波介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度稳定型钙钛矿结构LTCC微波介质材料及其制备方法，该材料包含陶瓷主粉以及添加剂，陶瓷主粉包含按质量百分比的如下成分：5%~25%Li₂CO₃、35%~60%Nb₂O₅、20%~35%TiO₂、1%~2%Ta₂O₅添加剂质量百分比2%~10%，添加剂成分为复合助烧剂CuO‑B₂O₃，通过上述配料制得LTCC微波介质材料。本发明制备的微波介质陶瓷，其烧结温度处于850~900℃，介电常数高（54.6~62.5），Q×f适中（4860~8680 GHz），谐振频率温度系数（τ_f）小，本发明具有制备工艺简单、制备成本低的优点，具有强的实用性。

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钙钛矿结构LTCC微波介质材料及其制备方法。

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，如电容器、谐振器、滤波器、传感器、介质基板等元器件，是现代通信技术的关键基础材料。

随着4G在全球实现规模商用，5G技术已成为全球移动通信产业的研发重点。5G技术要求微波介质陶瓷具有高的品质因数(Q·f)、合适的介电常数(ε_r)以及近于零的谐振频率温度系数(τ_f)。而且5G技术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)是集互联、无源元件和封装于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。Li₂O-Nb₂O₅-TiO₂体系材料(ε_r＝60～70，Q×f～5000GHz，τ_f～50ppm/℃)具有良好的微波介电性能，但是大的τ_f值和高的烧结温度限制了其在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钙钛矿结构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：一种温度稳定型钙钛矿结构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，陶瓷主粉包含按质量百分比的如下成分：

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

一种温度稳定型钙钛矿结构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。