[发明专利]适用于超低温烧结的微波介质材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于超低温烧结的微波介质材料及其制备方法，所述微波介质材料为Bi₂O₃‑B₂O₃体系，所述微波介质材料的Bi₂O₃和B₂O₃之间的摩尔比为x∶y，其中：1≤x≤12，1≤y＜4。其制备方法包括如下步骤：(1)以B₂O₃与Bi₂O₃为原料，按Bi₂O₃和B₂O₃之间的摩尔比为x∶y进行配料，将粉料放入球磨罐中，球磨，然后进行预烧，得到预烧陶瓷粉体；(2)将步骤(1)得到的预烧陶瓷粉体，再次进行湿法球磨处理，烘干后加入粘合剂造粒，压片后进行排胶，烧结，获得所述微波介质材料。本发明制备工艺简单、制备成本低，采用改进的固相反应法成功的开发出了适用于超低温烧结的高性能微波介质材料，并且在超低温下的制备方法则为基板与微波电路的集成提供了便利。

技术领域

本发明涉及微波介质材料，更具体地说，涉及一种适用于超低温烧结的微波介质材料及其制备方法。

背景技术

微波介质材料作为一种新型的功能材料，在谐振器、滤波器、介质天线等微波器件中得到了广泛应用。低温共烧陶瓷(LTCC)技术是新一代电子信息制造业的核心技术之一，为无源电子器件的集成化和电子整机的系统级封装技术提供了一种理想的平台。低温共烧陶瓷介质是该技术的关键材料。在LTCC领域，目前已研究的大多数材料的烧结温度均在900℃左右，不能满足ULTCC的要求。人们已经开始关注能否进一步降低烧结温度，在超低温度下烧结既有利于降低能耗，又能防止易挥发组分的挥发以及同其他材料的反应。因此，开发和研究适用于超低温烧结的高性能微波介质材料体系对于ULTCC的发展具有重要的意义。

在这一新的领域，烧结温度低于700℃且微波介电性能优异的体系有限且都有一定的缺点，主要有钼酸盐、碲酸盐、钒酸盐、钨酸盐和硼酸盐。其中，钼酸盐超低温烧结陶瓷材料兼顾环保和低成本优势，但是极易吸潮，不能稳定存放；碲酸盐微波介质陶瓷材料具有优异的微波介电性能，但氧化碲具有毒性，且价格昂贵，不适合做长久的应用；多数钨酸盐和钒酸盐微波介质材料具有低损耗和较高的烧结温度；对于硼基超低温烧结微波介质材料的开发很少。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于超低温烧结的微波介质材料及其制备方法，拓宽了适用于超低温烧结的体系以及高性能微波介质材料的选择范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适用于超低温烧结的微波介质材料，所述微波介质材料为Bi₂O₃-B₂O₃体系，所述微波介质材料的Bi₂O₃和B₂O₃之间的摩尔比为x∶y，其中：1≤x≤12，1≤y＜4。

上述方案中，所述微波介质材料的化学为Bi₂₄B₂O₃₉、Bi₄B₂O₉或Bi₆B₁₀O₂₄。

上述方案中，所述微波介质材料为Bi₂₄B₂O₃₉和Bi₄B₂O₉的混合物，其中Bi/B＝4/1。

上述方案中，所述微波介质材料为Bi₄B₂O₉和Bi₆B₁₀O₂₄的混合物，其中Bi/B＝1/1或2/3。