一种微波介质陶瓷、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及应用于微波通信技术领域，具体设及一种具有低介电常数，低介质损 耗W及低烧结溫度的特点的微波介质陶瓷、其制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 微波陶瓷是近几十年来陶瓷发展的主要方向之一，微波陶瓷（MWDC)应用于微波 频段（主要是UHF、SHF频段，300MHz~300GHz)，微波信号由于其频率较高，所W波长较短， 所W在电路中作为介质材料的陶瓷，微波中根据波长的不同又可分为分米波、厘米波、毫米 波和亚毫米波。主要用于用作谐振器、振荡器、微波电容器等微波元器件。微波有高频率， 宽频带，大存储量，可W多路通信的特点。由于微波使其适用于宇宙通信与卫星通信。现代 通信技术的日益发展，移动通信设备向着小型化，集成化，高稳定性和低成本发展。
[0003] 近年来随着移动通信技术的迅猛发展，微波通信技术成为现代通信技术的重要组 成部分。微波技术的发展和应用，使具有低介电常数，低介电损耗和接近于零的谐振溫度频 率系数的研究越来越多。由于微波介质陶瓷对其成型工艺、烧结工艺、烧结溫度有较高要 求。而在较高溫度下烧结造成生产成本的提高，所W微波介质陶瓷具有较低烧结溫度也成 为主要研究方向之一。
[0004] 同时为实现移动通信终端更小型化目的，采用微波频率下的多层电路整合技术 (MLIC)逐渐得到发展，而多层片式元件是实现运一目的唯一途径。微波元器件的片式化， 需要微波介质陶瓷能和高导电率的金属电极如化，Ag,Pt等共烧。从经济性和环境角度考 虑，使用烙点较低的Ag巧ere)或化(i〇64°c)等金属作为电极材料最为理想。因此，能够 同Ag或化共烧的低烧结溫度的微波陶瓷将是今后发展的必然方向。 阳0化]LTCC(低溫共烧陶瓷）微波介质陶瓷材料是制作LTCC微波介质陶瓷滤波器、谐 振器的关键材料，在W手机等为代表的无线通信领域具有广泛用途。高溫烧结微波介质 陶瓷材料如BaTiA,Ba2Ti9〇2。，（Mg,化)Ti〇3,狂r，Sn)Ti〇3等，其虽然具有优异的微波介 电性能，但它们的固有烧结溫度均在130(TCW上，其他中低溫烧结微波介质陶瓷材料如 BiNb〇4,aiTi〇3,化佩2〇6及Li2〇-Nb2〇5-Ti〇2系等，其固有烧结溫度同样为950-1200°C。而上 述材料均无法与Ag,化等金属在空气中共烧得到所需的产品。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种同时具有低烧结溫度、低介电常数，低介质损耗的微 波介质陶瓷。
[0007] 本发明的另一目的在于提供一种制备方法简单，制备得到的微波介质陶瓷同时具 有低烧结溫度、低介电常数、相对密度大、低介质损耗等优异性能的微波介质陶瓷的制备方 法。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种与Ag或化共烧的微波介质陶瓷的应用，通过该 应用，得到一种可用于通信基板材料的材料，而该材料能够进一步应用于微波元器件的片 式化。
[0009] 本发明的技术方案为提供一种微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷通过稀±氧化物与 金属氧化物M组成的二元体系或=元体系在900°CW下烧结得到； 阳010] 其中，稀±氧化物占二元体系或S元体系的20-70质量％ ; W11] 所述金属氧化物M选自齡〇3、812〇3、胖〇3、4拓0、￥2〇5中的一种或两种。 阳〇1引 所述二元体系选自RE2O3-M0O3,RE2〇3-Bi2〇3,RE2O3-WO3,RE2O3-A拓0中的一种，S元 体系选自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中的一种，其 中，RE2O3表示稀±氧化物。
[0013] 所述稀±氧化物优选为Sm2〇3。
[0014] 所述S元体系特别优选为Sm2〇3-Mo〇3-Bi2〇3。
[0015]Sm2〇3-Mo〇3-Bi2〇3的S元体系能够在较低的溫度下烧结综合获得较致密均匀的微 波介质陶瓷材料，具有极低的介电常数和极低的介电损耗。
[0016]优选地，Sm2〇3:Mo〇3:Bi2〇3的添加质量比为 3-4:3-4:3-4。
[0017] 所述二元体系优选为Sm2〇3-Mo〇3。 阳0化]Sm2〇3:Mo〇3的质量比进一步为4-7:3-6。
[0019] 本发明所述的微波介质陶瓷的制备方法，将二元体系或=元体系通过湿混球磨、 烘干、高能球磨、过筛、渗胶、压制成型、烧结工艺，得到产品。
[0020] 特别优选地，当S%化:McA=Biz化的质量比为3:4:3时，在850°C-900°C烧结4-化。
[0021] 特别优选地，当S%化:Mo化的质量比为7:3时，在700°C-800°C烧结12-1化。
[0022] 本发明所述的微波介质陶瓷的应用，将所述微波介质陶瓷与Ag或化共烧后应用 于微波元器件的片式化。
[0023] 本发明的有益效果：
[0024]本发明针对现有技术中的微波介质材料由于烧结溫度高、介电常数和介质损耗 大，导致其用途得到很大程度的限制的现状，提出了本发明。本发明通过将稀±氧化物与金 属氧化物M组成的二元体系或=元体系在900°CW下烧结，得到了同时具有低烧结溫度、低 介电常数、低介质损耗、密度大的微波介质陶瓷。且本发明的制备方法简单，得到的微波介 质陶瓷能够与Ag或化低溫共烧，得到一种可用于通信基板材料的材料，可将该材料进一步 应用于微波元器件的片式化。
【附图说明】 阳0巧]图1为本发明的工艺流程图的一例。
【具体实施方式】
[00%] 通过下面给出的本发明的具体实施例可W进一步清楚地了解本发明，但它们不是 对本发明的限定。
[0027] 本发明中的密度与微波介电性能通过W下方法测试：
[0028] (1)阿基米德排水法测密度
[0029] 制备后的样品测量，本实验采用了阿基米德排水法测量样品的密度。因为样品厚 度与宽度不是绝对一致，所W如果采用质量除W体积所得的密度会存在较大误差。首先用 电子天平砰取样品在空气中的质量为Gi，将样品悬挂放入水中，不与放置于天平装满水的 烧杯杯底接触，测出在水中的浮力为gi，所得的密度经下列公式计算得到：