[发明专利]一种无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料及其制备方法，这种材料包括Li₂(Mg_0.96Ni_0.04)SiO₄和LiZn_0.93Co_0.07PO₄两种成分，其中，所述Li₂(Mg_0.96Ni_0.04)SiO₄与所述LiZn_0.93Co_0.07PO₄的摩尔比为0.3:0.7～0.8:0.2。该无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料具有低介电常数、高品质因数、高相对密度、较稳定的温度特性以及低烧结温度等优异特性，此外，该复合介电陶瓷能够与银浆有较好的匹配共烧特性，可以广泛应用于低温共烧陶瓷技术领域。

技术领域

本发明涉及微波介电陶瓷材料技术领域，特别涉及一种无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是一种实现无源器件三维大规模集成而非表贴的封装方法，可应用于航天航空、通讯终端、物联网传感器等军民产品中。一般来说，LTCC的内埋电极材料为银，其熔点为961℃，然而，为保证金属电极材料能够在介电陶瓷上实施多层电路印刷的可靠性，920℃以下为更适合的烧结温度。目前，添加低熔点的玻璃和多组分氧化物是实现低温烧结的常用方法，但这又往往会导致介电性能的恶化。因此，能在不恶化介电性能的前提下降低致密化温度是一个值得研究的课题。

具备低介电性能ε_r值，高Q×f值和接近零的τ_f值的材料可以降低信号传输延迟、提高信号传输质量和较高的热稳定性。其中硅酸盐陶瓷具有较低介电常数和较好的热稳定性，磷酸盐具有较低的烧结温度和较高的Q×f值，因此得到了研究人员的广泛关注。

经研究，Li₂(Mg_0.96Ni_0.04)SiO₄陶瓷的介电性能ε_r=5.69，品质因数Q×f=28,448GHz(16GHz)；谐振频率温度系数τ_f=-15.3ppm/℃，致密化温度为1150℃；LiZn_0.93Co_0.07PO₄陶瓷的介电性能为ε_r=5.43，品质因数Q×f=35,446GHz(15GHz)；τ_f=-77.4ppm/℃，致密化温度为850℃,见参考文献[1,2]。然而，Li₂(Mg_0.96Ni_0.04)SiO₄的烧结温度过高，不能满足LTCC的要求，并且其品质因数Q×f值有待提高。而LiZn_0.93Co_0.07PO₄的绝对τ_f值较大，具有较低的介电性能ε_r、较高的品质因数Q×f值和较低的烧结温度，而Li₂(Mg_0.96Ni_0.04)SiO₄具有较小的绝对τ_f值，因此，若能结合两者材料的优势互补，则可以为LTCC技术的发展提供一种新的材料尝试。

发明内容

鉴于此，本发明要解决的技术问题，在于提供一种无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料及其制备方法，该无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料具有低介电常数、高品质因数、高相对密度、较稳定的温度特性以及低致密化温度的优异特性。