[发明专利]一种低介电损耗介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低介电损耗介质陶瓷及其制备方法，所述介质陶瓷的化学组成符合通式为：Li2(Zn1‑xAx)Ti3+yO8+2y，其中，A为Mg或Co，x的取值范围为0.02≤x≤0.08，y的取值范围为0.13≤y≤0.21。本发明以Li系硅酸盐作为介质陶瓷的主要原料，以Li2ZnTi3O8为基础的晶体结构进行制备，具有理想的介电常数εr和品质因数Q×f，同时其烧结温度较常规温度降低了120‑160℃，保证了陶瓷材料的烧结温度能低于Cu、Ag等的熔点，便于进一步加工，最终得到具有极低介电损耗的介质陶瓷，满足实际使用的需求。

技术领域

本发明属于介质陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种低介电损耗介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着现代电子信息技术、互联网以及物联网技术的高速发展，新的电子器件、整机和系统不断创新升级，推动着电子信息产业日新月异的发展。而作为电子信息系统中流砥柱的微电子和通信技术的迅猛发展，要求不断提升数据和能量的传输效能，这不仅要求各种电子元器件持续向微型化、集成化及多功能化方向发展，而且也对电子封装技术提出了更高的要求。

微波介质陶瓷(MWDC)是指应用于微波频段电路(主要是UHF、SHF频段、300MHz-300GHz)中作为介质材料完成一种或多种功能的新型陶瓷功能材料。微波介质陶瓷具有介电常数适中、高频下介电损耗低、温度稳定性较好等优点，可以在微波电路系统中发挥介质隔离、介质波导及介质谐振等功能，是制作介质基板、滤波器、谐振器等微波元件的关键材料。

随着微波通信技术向毫米波段延伸，新型毫米波器件和系统快速发展，并在雷达、通信、遥感和高速数据传输等领域获得广泛应用。在极高频的毫米波段下，介质材料需具有较低的介电常数、极低的介质损耗和近零的谐振频率温度系数，以提高器件的信息传输速率、增强选频性和降低能耗、保证谐振与传输时信号的工作稳定性。因此，低介电损耗(tanδ＜2×10^-4，f～10GHz)介质陶瓷的开发成为介质材料的研究热点。

近年来，人们对微波介电陶瓷做了大量的研究，比如Zn₂SiO₄、Ag₂MoO₄、LiAlSiO₄等等，这些材料都具有巨大的潜在应用价值。然而，一般的微波介质陶瓷材料烧结温度都在1100℃以上，较高的烧结温度令烧结过程中产生的气孔对材料本身的介电性能有紧密的联系，较低的致密化程度将会恶化品质因数和介电常数，从而影响陶瓷材料的介电损耗性能。因此通常需要改性以进一步改善其微波介电性能，同时添加低熔氧化物或玻璃助烧、引入化学合成方法以降低烧结温度，但过多低熔氧化物或玻璃的掺入，也会对材料的损耗性能构成很大的影响。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低介电损耗介质陶瓷及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种低介电损耗介质陶瓷，所述介质陶瓷的化学组成符合通式为：Li₂(Zn_1-xA_x)Ti_3+yO_8+2y，其中，A为Mg或Co，x的取值范围为0.02≤x≤0.08，y的取值范围为0.13≤y≤0.21。

一种如上所述的低介电损耗介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤：