[发明专利]LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法

说明书

本发明提供了一种LTCC微波介质陶瓷材料，所述微波介质陶瓷材料的反应物原料包括BaCO₃、Li₂CO₃、MoO₂和TeO₂，其组成表达式为Ba₂Li_xMo_yTe_1‑yO₆，其中，0.8≤x≤1且0.3≤y≤0.7。还提供了一种LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法。首先，Li₂CO₃为低熔点氧化物，在烧结时会形成液相从而促进烧结致密化，并且可以保持微波材料的介电性能；其次，通过离子置换，将化学性质和物理性质较为相似的金属离子进行替换(Mo替换Te)可以降低晶格堆积密度并且降低键强，从而可以降低陶瓷材料的烧结温度。因此，所述陶瓷材料不需要添加烧结助剂，能够在较低温度850℃～900℃下完成烧结致密化，可以极大程度降低体系中的烧结助剂对陶瓷材料介电性能的影响，使其具有优异的性能。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷材料技术领域，具体地讲，涉及一种LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法。

背景技术

如今，LTCC微波介质陶瓷材料在通信领域广泛应用，如雷达、天线等电子设备，尤其是5G通信技术的快速发展使得LTCC微波介质陶瓷材料需求越来越高。LTCC陶瓷材料一般具有较低的烧结温度，并且该烧结温度必须低于共烧银电极的熔点(961℃)，同时陶瓷材料本身与电极之间应不发生任何化学反应，可以提高产品的工作效率。

目前对于LTCC微波介质陶瓷材料的研究主要分为微晶玻璃体系、低烧结温度陶瓷体系以及添加烧结助剂的陶瓷体系。微晶玻璃体系通过熔融工艺，将粉末原料混合均匀后进行熔融、淬冷、球磨、成型和热处理工艺，使原料混合均匀并致密化得到致密度较高的LTCC陶瓷材料。目前常用的微晶玻璃体系包括CaO/MgO/ZnO-B₂O₃-SiO₂体系等。低烧结温度陶瓷体系是指不需要添加任何烧结助剂，能够在较低的烧结温度下完成陶瓷体的致密化，这一陶瓷体系可以极大程度降低体系中的烧结助剂对陶瓷材料介电性能的影响。目前常用的低烧结温度陶瓷体系主要有钒酸盐、钼酸盐、铌酸盐体系。若在陶瓷体系中利用添加烧结助剂实现陶瓷材料的低温烧结，则是通过在烧结过程中烧结助剂的液相反应来完成致密化。常用的烧结助剂有Li₂O-ZnO-B₂O₃、BaCu(B₂O₅)等玻璃相烧结物质，比如0.5wt％的Li₂O-ZnO-B₂O₃玻璃即可将Zn-Ti-Nb陶瓷体系的烧结温度从1125℃降低至850℃，并且致密度可达到97％，但添加烧结助剂后，往往会导致陶瓷体系的介电性能降低较多，品质因数Q_f值普遍偏低，介质损耗较大。因此，亟需寻找一种新材料体系，在不添加烧结助剂的前提下，能够在较低温度下完成烧结致密化，并且达到较好的介电性能。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种不需要添加任何烧结助剂，能够在较低的烧结温度下完成陶瓷体的致密化，并且具有优异性能的LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法。

根据本发明的实施例的一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料，所述陶瓷材料的反应物原料包括BaCO₃、Li₂CO₃、MoO₂和TeO₂。

在上述一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的一个示例中，所述陶瓷材料的组成表达式为Ba₂Li_xMo_yTe_1-yO₆，其中，0.8≤x≤1且0.3≤y≤0.7。

根据本发明的实施例的另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法，所述制造方法包括步骤：