一种钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用技术

技术编号:10169635 阅读:108 留言:0更新日期:2014-07-02 11:33
本发明专利技术公开了一种钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用,属于电子陶瓷及其制造技术领域。该钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的配方通式为:CaMoO4-xY2O3-xLi2O,其中0.030≤x≤1.417。本发明专利技术的钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料能够在较低的温度下烧结致密成瓷,且具有优异的微波介电性能,可作为LTCC微波介质材料使用。该陶瓷材料具有以下优点:1、在微波频段的介电常数εr在9.1至10.3范围内可调;2、具有较高的品质因数Qf=61,470~66,570GHz;3、谐振频率温度系数TCF值在-58.3至+63.4ppm/℃范围内可调;4、烧结温度低(700~825℃);5、制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用,属于电子陶瓷及其制造
。该钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的配方通式为:CaMoO4-xY2O3-xLi2O,其中0.030≤x≤1.417。本专利技术的钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料能够在较低的温度下烧结致密成瓷,且具有优异的微波介电性能,可作为LTCC微波介质材料使用。该陶瓷材料具有以下优点:1、在微波频段的介电常数εr在9.1至10.3范围内可调;2、具有较高的品质因数Qf=61,470~66,570GHz;3、谐振频率温度系数TCF值在-58.3至+63.4ppm/℃范围内可调;4、烧结温度低(700~825℃);5、制备工艺简单。【专利说明】一种钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电子陶瓷及其制造
,具体涉及一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用。
技术介绍
低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC)技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术,已经成为无源集成的主流技术,成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点,首先,陶瓷材料具有优良的高频高Q特性;第二,使用电导率高的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因子;第三,可适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性;第四,可将无源组件埋入多层电路基板中,有利于提高电路的组装密度;第五,具有较好的温度特性,如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数,可以制作层数极高的电路基板,可以制作线宽小于50 μ m的细线结构。另外,非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查,从而提高成品率,降低生产成本。LTCC器件按其所包含的元件数量和在电路中的作用,大体可分为LTCC元件、LTCC功能器件、LTCC封装基板和LTCC模炔基板。国内LTCC器件的开发比国外至少落后5年。这主要是由于电子终端产品发展滞后造成的。LTCC功能器件和 模块主要用于GSM、CDMA和PHS手机、无绳电话、WLAN和蓝牙等通信产品,除40多兆的无绳电话外,这几类产品在国内是近5年才发展起来的。国内的终端产品为了尽快抢占市场,最初的设计方案大都是从国外买来的,甚至方案与元器件打包采购,其所购方案都选用了国外元器件。前几年终端产品生产厂的主要目标是扩大市场份额,成本压力不大,无法顾及元器件国产化。随着终端产品产能过剩,价格和成本竞争将日趋激烈,元器件的国产化必将提上议事日程,这将为国内LTCC器件的发展提供良好的市场契机。中国电子学会元件分会秘书长陈福厚表示,国内LTCC行业面临的问题主要是原材料的问题。目前原材料的来源主要有三种方式:其一,直接从国外进口生带;其二,买瓷粉,自己做生带;其三,自己研制瓷粉。其中从国外进口生带成本最高,而自己研制瓷粉周期过长,因此,目前国内LTCC行业主要从国外进口瓷粉,自己做生带。因此,研究开发频率系列化(要求介电常数系列化)且烧结温度低的环保型微波介质陶瓷材料已成为目前国内LTCC器件发展的关键点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用,该材料能够在较低的温度下烧结致密成瓷,在微波频段具有低介电常数、高品质因数,并具有良好的温度稳定性,能够用于制备LTCC微波介质器件。本专利技术是通过以下技术方案来实现:一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料,组成表达式为:CaMoO4-XY2O3-XLi2O 其中,0.030 ≤ x ≤ 1.417。所述的陶瓷材料的微波频段的介电常数、=9.1~10.3,谐振频率温度系数TCF=-58.3 ~+63.4ppm/°C,品质因数 Qf=61, 470 ~66,570GHz。一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的制备方法,包括以下步骤:1)将原料 CaC03、MoO3> Y2O3 和 Li2CO3 按组成通式 CaMo04-xY203_xLi20 配料,其中0.030 ≤ X ≤ 1.417 ;2)将混合后的原料充分球磨,球磨后烘干、过筛并压制成块状体,然后在600~700°C下保温4~8h,得到样品烧块;3)将样品烧块粉碎,充分球磨后烘干,然后造粒,造粒后过筛,得到所需的二次颗粒;4)将二次颗粒压制成型,在700~825°C下烧结I~3h,得到钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料。所述原料CaC03、MoO3> Y2O3和Li2CO3的纯度均大于99%。所述步骤2)的球磨是将混合后的原料置于尼龙罐中,加入酒精后,球磨4~6h ;烘干是在100~140°C的条件下进行的;过筛是用120目的筛网。所述步骤3)的球磨时间为4~6h ;烘干是在100~140°C的条件下进行的;过筛是经80目与120目的双层筛网。步骤4)所述的压制成型是压制成片状或柱状。步骤4)所述的烧结是在空气氛围下的烧结。一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料在制备微波介质器件中的应用,所述的微波介质器件为射频多层陶瓷电容器、片式微波介质谐振器或滤波器、低温共烧陶瓷系统、陶瓷基板或多芯片组件。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术的钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料以CaMoO4为基础,通过添加Y2O3和Li2O (Y2O3和Li2O按照摩尔比1:1添加)与CaMoO4形成两相复合陶瓷,并同时降低陶瓷的致密烧结温度,当添加量合适时,可以得到一种钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料。本专利技术采用了简单有效的固相反应烧结的方法,烧结温度低(700~825°C),制备工艺简单:首先通过选取合适比例的配方,选取合适的初始氧化物,通过一次球磨使得原料混合均匀,通过预烧结过程使得原料进行初步的化学反应,再通过二次球磨细化反应物的颗粒尺寸,最后通过烧结过程得到陶瓷材料产品。通过本专利技术方法制备得到的钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的介电常数ε ^在9.1~10.3范围内可调,谐振频率温度系数TCF值在-58.3至+63.4ppm/°C范围内可调,品质因数Qf=61,470~66,570GHz,因此本专利技术提供的钥酸钙基陶瓷材料能够应用于制备LTCC微波介质器件。【具体实施方式】下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明,所述是对本专利技术的解释而不是限定。依本专利技术的技术方案,本专利技术的钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的配方通式为:CaMoO4-XY2O3-XLi2O其中,0.030 ≤ x ≤1.417。以CaMoO4为基础,通过添加Y2O3和Li2O与CaMoO4形成两相复合陶瓷,并同时降低陶瓷的致密烧结温度。所述的钥酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料的具体制备方法是:将高纯化学原料CaC03、MoO3> Y2O3 和 Li2CO3 按组成本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钼酸钙基温度稳定型低温烧结LTCC微波介质陶瓷材料,其特征在于,该陶瓷材料的组成表达式为:CaMoO4‑xY2O3‑xLi2O其中,0.030≤x≤1.417。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:庞利霞周迪刘卫国
申请(专利权)人:西安工业大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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