一種微波介質陶瓷、其制備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及應用于微波通信技術領域，具體設及一種具有低介電常數(shù)，低介質損 耗W及低燒結溫度的特點的微波介質陶瓷、其制備方法及應用。
【背景技術】
[0002] 微波陶瓷是近幾十年來陶瓷發(fā)展的主要方向之一，微波陶瓷（MWDC)應用于微波 頻段（主要是UHF、SHF頻段，300MHz~300GHz)，微波信號由于其頻率較高，所W波長較短， 所W在電路中作為介質材料的陶瓷，微波中根據(jù)波長的不同又可分為分米波、厘米波、毫米 波和亞毫米波。主要用于用作諧振器、振蕩器、微波電容器等微波元器件。微波有高頻率， 寬頻帶，大存儲量，可W多路通信的特點。由于微波使其適用于宇宙通信與衛(wèi)星通信?，F(xiàn)代 通信技術的日益發(fā)展，移動通信設備向著小型化，集成化，高穩(wěn)定性和低成本發(fā)展。
[0003] 近年來隨著移動通信技術的迅猛發(fā)展，微波通信技術成為現(xiàn)代通信技術的重要組 成部分。微波技術的發(fā)展和應用，使具有低介電常數(shù)，低介電損耗和接近于零的諧振溫度頻 率系數(shù)的研究越來越多。由于微波介質陶瓷對其成型工藝、燒結工藝、燒結溫度有較高要 求。而在較高溫度下燒結造成生產(chǎn)成本的提高，所W微波介質陶瓷具有較低燒結溫度也成 為主要研究方向之一。
[0004] 同時為實現(xiàn)移動通信終端更小型化目的，采用微波頻率下的多層電路整合技術 (MLIC)逐漸得到發(fā)展，而多層片式元件是實現(xiàn)運一目的唯一途徑。微波元器件的片式化， 需要微波介質陶瓷能和高導電率的金屬電極如化，Ag,Pt等共燒。從經(jīng)濟性和環(huán)境角度考 慮，使用烙點較低的Ag巧ere)或化(i〇64°c)等金屬作為電極材料最為理想。因此，能夠 同Ag或化共燒的低燒結溫度的微波陶瓷將是今后發(fā)展的必然方向。 陽0化]LTCC(低溫共燒陶瓷）微波介質陶瓷材料是制作LTCC微波介質陶瓷濾波器、諧 振器的關鍵材料，在W手機等為代表的無線通信領域具有廣泛用途。高溫燒結微波介質 陶瓷材料如BaTiA,Ba2Ti9〇2。，（Mg,化)Ti〇3,狂r，Sn)Ti〇3等，其雖然具有優(yōu)異的微波介 電性能，但它們的固有燒結溫度均在130(TCW上，其他中低溫燒結微波介質陶瓷材料如 BiNb〇4,aiTi〇3,化佩2〇6及Li2〇-Nb2〇5-Ti〇2系等，其固有燒結溫度同樣為950-1200°C。而上 述材料均無法與Ag,化等金屬在空氣中共燒得到所需的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種同時具有低燒結溫度、低介電常數(shù)，低介質損耗的微 波介質陶瓷。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備方法簡單，制備得到的微波介質陶瓷同時具 有低燒結溫度、低介電常數(shù)、相對密度大、低介質損耗等優(yōu)異性能的微波介質陶瓷的制備方 法。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種與Ag或化共燒的微波介質陶瓷的應用，通過該 應用，得到一種可用于通信基板材料的材料，而該材料能夠進一步應用于微波元器件的片 式化。
[0009] 本發(fā)明的技術方案為提供一種微波介質陶瓷，該微波介質陶瓷通過稀±氧化物與 金屬氧化物M組成的二元體系或=元體系在900°CW下燒結得到； 陽010] 其中，稀±氧化物占二元體系或S元體系的20-70質量％ ; W11] 所述金屬氧化物M選自齡〇3、812〇3、胖〇3、4拓0、￥2〇5中的一種或兩種。 陽〇1引 所述二元體系選自RE2O3-M0O3,RE2〇3-Bi2〇3,RE2O3-WO3,RE2O3-A拓0中的一種，S元 體系選自RE2〇3-McA-Bi2〇3、RE2〇3-W〇3-Bi2〇3、RE2〇3-Ag2〇-Bi2〇3、RE2〇^V2〇5-Bi2〇3中的一種，其 中，RE2O3表示稀±氧化物。
[0013] 所述稀±氧化物優(yōu)選為Sm2〇3。
[0014] 所述S元體系特別優(yōu)選為Sm2〇3-Mo〇3-Bi2〇3。
[0015]Sm2〇3-Mo〇3-Bi2〇3的S元體系能夠在較低的溫度下燒結綜合獲得較致密均勻的微 波介質陶瓷材料，具有極低的介電常數(shù)和極低的介電損耗。
[0016]優(yōu)選地，Sm2〇3:Mo〇3:Bi2〇3的添加質量比為 3-4:3-4:3-4。
[0017] 所述二元體系優(yōu)選為Sm2〇3-Mo〇3。 陽0化]Sm2〇3:Mo〇3的質量比進一步為4-7:3-6。
[0019] 本發(fā)明所述的微波介質陶瓷的制備方法，將二元體系或=元體系通過濕混球磨、 烘干、高能球磨、過篩、滲膠、壓制成型、燒結工藝，得到產(chǎn)品。
[0020] 特別優(yōu)選地，當S%化:McA=Biz化的質量比為3:4:3時，在850°C-900°C燒結4-化。
[0021] 特別優(yōu)選地，當S%化:Mo化的質量比為7:3時，在700°C-800°C燒結12-1化。
[0022] 本發(fā)明所述的微波介質陶瓷的應用，將所述微波介質陶瓷與Ag或化共燒后應用 于微波元器件的片式化。
[0023] 本發(fā)明的有益效果：
[0024]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的微波介質材料由于燒結溫度高、介電常數(shù)和介質損耗 大，導致其用途得到很大程度的限制的現(xiàn)狀，提出了本發(fā)明。本發(fā)明通過將稀±氧化物與金 屬氧化物M組成的二元體系或=元體系在900°CW下燒結，得到了同時具有低燒結溫度、低 介電常數(shù)、低介質損耗、密度大的微波介質陶瓷。且本發(fā)明的制備方法簡單，得到的微波介 質陶瓷能夠與Ag或化低溫共燒，得到一種可用于通信基板材料的材料，可將該材料進一步 應用于微波元器件的片式化。
【附圖說明】 陽0巧]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖的一例。
【具體實施方式】
[00%] 通過下面給出的本發(fā)明的具體實施例可W進一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是 對本發(fā)明的限定。
[0027] 本發(fā)明中的密度與微波介電性能通過W下方法測試：
[0028] (1)阿基米德排水法測密度
[0029] 制備后的樣品測量，本實驗采用了阿基米德排水法測量樣品的密度。因為樣品厚 度與寬度不是絕對一致，所W如果采用質量除W體積所得的密度會存在較大誤差。首先用 電子天平砰取樣品在空氣中的質量為Gi，將樣品懸掛放入水中，不與放置于天平裝滿水的 燒杯杯底接觸，測出在水中的浮力為gi，所得的密度經(jīng)下列公式計算得到：