[发明专利]复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件

说明书

本发明公开了一种复合微波介质陶瓷材料，所述复合微波介质陶瓷材料的组成为(1‑u)(Ca_1‑x‑ySr_xBa_y)WO₄‑u(Na_zK_2‑z)WO₄，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤2，u表示摩尔比例，0＜u＜1。相较于同介电常数的其它体系微波介质陶瓷，本发明实施例提供的复合微波介质陶瓷材料品质因数Q×f更大，介电损耗超低，并且具有低烧结温度，能够应用于LTCC技术，在微波到毫米波波段应用的多层介质谐振器、滤波器、双工器和天线等微波和毫米波器件的设计制造中有着极大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及微波介质材料技术领域，尤其是涉及一种复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件。

背景技术

随着移动通信技术进入5G时代，大规模MIMO技术的发展，加上基站集成化、小型化、轻量化等要求的不断提高，对滤波器提出了更高的要求，其已经成为5G设备小型化的关键。然而，滤波器体积越小，表面电流和由此产生的损耗就越大，功率容量也就越小。常用金属腔体滤波器体积越小，性能指标越差，在高频段不具竞争力。微波介质陶瓷在满足核心性能要求的前提下，具有重量轻、抗温漂特性好、小型化等综合优点，在下一代滤波器领域引起了极大的关注。低温共烧陶瓷(LTCC)技术是一种能够集成互连、无源元件和封装的多层陶瓷制造技术，在现代电子设备制造中发挥着越来越重要的作用。优异的高频特性、高密度集成度、高性能的材料制备技术，低损耗和高可靠性使LTCC成为未来滤波器件不可缺少的材料。目前，为了更好地满足陶瓷滤波器的发展要求，最难解决的技术问题是粉末原料的制备和提高微波介质陶瓷的性能。这就要求微波介质陶瓷介质材料应满足以下要求：(1)具有低的介电常数r；(2)高品质因数Qxf；(3)低烧结温度(950C以下)。因此本领域有必要提供一种微波介电性能较好且烧结温度较低的微波介质陶瓷及其制备方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件。

本发明的第一方面，提供复合微波介质陶瓷材料，所述复合微波介质陶瓷材料的组成为(1-u)(Ca_1-x-ySr_xBa_y)WO₄-u(Na_zK_2-z)WO₄，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤2，u表示摩尔比例，0＜u＜1。

根据本发明实施例的复合微波介质陶瓷材料，至少具有如下有益效果：

本发明实施例的复合微波介质陶瓷材料(1-u)(Ca_1-x-ySr_xBa_y)WO₄-u(Na_zK_2-z)WO₄具有优良的微波介电性能，具有低介电常数(ε_r为4～12之间)，高品质因数(Q×f为30000～140000GHz)，谐振频率温度系数为τ_f为0至-100ppm/℃和较低的烧结温度(950℃以下)。相较于同介电常数的其它体系微波介质陶瓷，本发明实施例提供的复合微波介质陶瓷材料品质因数Q×f更大，介电损耗超低，并且具有低烧结温度，能够应用于LTCC技术，在微波到毫米波波段应用的多层介质谐振器、滤波器、双工器和天线等微波和毫米波器件的设计制造中有着极大的应用潜力。

根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的介电常数为4～12。

根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的品质因数为30000GHz～1400000GHz。

根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的谐振频率温度系数为0～-100ppm/℃。