一种高品质因数的制造技术

本发明专利技术公开了一种高品质因数的

【技术实现步骤摘要】
一种高品质因数的Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子陶瓷及其制造
，具体涉及一种高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]微波介质陶瓷是指应用于
300MHz
～
300GHz
范围发挥特定功能性的材料，可用于制备介质滤波器
、
基片以及介质天线等关键电子元器件，其重要性随着
5G
移动通讯以及物联网等技术的巨大需求得到了广泛的关注
。5G
通讯技术优势在于其数据传输速率
(20Gbit/s)
远远高于以前的蜂窝网络，比
4G LTE
网络快
100
倍
。
其另一个优点是具有较低的网络延迟
(
低于1毫秒
)
，而
4G
为
30
‑
70
毫秒
。
[0003]低温共烧陶瓷
(Low
‑
Temperature Cofired Ceramic
，
LTCC)
作为一种新型的三维集成封装互联技术，具有体积小
、
重量轻
、
可靠性高
、
温度稳定性好
、
封装高密等特点，广泛应用于无线通信电子元器件
、
微波毫米波基板
、
微波毫米波功能模块以及大功率器件等领域
。
因此开发可应用于
LTCC

的低温烧结微波介质陶瓷是本领域的技术难点，不仅要求该类型陶瓷的适宜烧结温度低于
900℃(
满足与
Ag
或
Cu
电极共烧
)
，同时也应具有优异的微波介电性能
。
[0004]微波介质陶瓷的性能指标包括：相对介电常数
ε
r
、
品质因数
Q
×
f
值以及谐振频率温度系数
τ
f
值
。
低介电常数是提高信号传输速度的关键，通常应用为介质基板或高端微波器件
。5G
系统要求信号响应与传输时间延迟低于1毫秒，这便要求整体系统中各元器件对信号响应的延迟时间要远低于1毫秒，因此，对于低介电材料的研究集中在制备介电常数
<10
的材料
。
[0005]目前获得的较低介电的材料，温度都相对较高，如：
Mg
2.2
Al4Si5O
18
，介电常数为
4.97
，但是烧结温度高达
1440℃
，这与材料本身的特性有关
。
一方面在确保性能的前提下通过合成或改性手段获得满足电子电路封装需求和材料器件化的低的烧结温度
。
另一方面，直接改性烧结温度较低的材料，如钼基材料是个很好的研究方向
。
[0006]钼基陶瓷于近年来得到研究学者的关注，该类陶瓷具有较低的介电常数，较低的烧结温度以及优异的
Q
×
f
值：如
Li2Ni2Mo3O
12
陶瓷，据报道，在
650℃/12h
时的介电性能为：
ε
r
为
9.02
，
Q
×
f
值为
41000GHz
，
τ
f
值为
‑
68.8ppm/℃。
但该陶瓷的烧结时间会增加能耗且介电常数也不够低
。
对于低介可低温烧结的材料目前还未取得较多有效的研究，因为微波介电陶瓷的三个性能是相互制约的，满足三个性能要求且可低温烧结的单相微波介质陶瓷非常少
。
而采用微晶玻璃或玻璃
‑
陶瓷复合材料体系来降低已有体系的烧结温度是十分不易的，因低熔点玻璃相具有相对较高的介质损耗，玻璃相的存在大大提高了材料的介质损耗
。
因此研制无玻璃相的低介电常数且优异
Q
×
f
值的低温烧结微波介质陶瓷材料是当前
LTCC
技术用介质材料的研究重点与难点
。

技术实现思路

[0007]针对现阶段低介材料研究的薄弱环节，以及钼基陶瓷存在的烧结时间过长
、Q
×
f
值较低的问题，为减小其烧结时间同时获得较低的介电常数和更高的
Q
×
f
值，本专利技术基于离子掺杂改性技术对钼基材料进行晶体结构优化，提供了一种具有良好低温烧结性和具有优异微波介电性能的低介
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷，使其能够应用于
LTCC


。
[0008]本专利技术提供了一种高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料的制备方法，包括：
[0009]S1
：将
Al2O3、Nd2O3和
MoO3的原始粉料按照化学通式
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
进行配料，获得混合粉料；
[0010]S2
：对所述混合粉料进行行星球磨，并进行烘干
、
过筛和预烧，获得预烧料；
[0011]S3
：将所述预烧料再次进行行星球磨，并进行烘干和造粒，形成陶瓷生料；
[0012]S4
：将所述陶瓷生料压制成型并进行排胶，形成
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料
。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述
S2
包括：
[0014]将所述混合粉料装入球磨罐，选择研磨介质，并在所述研磨介质的作用下进行6～8小时的行星球磨，获得第一混合浆料；
[0015]将所述第一混合浆料置于烘箱中进行烘干，随后以
60
～
100
目的筛网过筛；
[0016]将过筛后的粉体于
700
～
750℃
的大气气氛中预烧2～4小时，获得预烧料
。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述研磨介质为锆球和无水乙醇，并且混合粉料
、
锆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：
S1
：将
Al2O3、Nd2O3和
MoO3的原始粉料按照化学通式
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
进行配料，获得混合粉料；
S2
：对所述混合粉料进行行星球磨，并进行烘干
、
过筛和预烧，获得预烧料；
S3
：将所述预烧料再次进行行星球磨，并进行烘干和造粒，形成陶瓷生料；
S4
：将所述陶瓷生料压制成型并进行排胶，形成
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料
。2.
根据权利要求1所述的高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述
S2
包括：将所述混合粉料装入球磨罐，选择研磨介质，并在所述研磨介质的作用下进行6～8小时的行星球磨，获得第一混合浆料；将所述第一混合浆料置于烘箱中进行烘干，随后以
60
～
100
目的筛网过筛；将过筛后的粉体于
700
～
750℃
的大气气氛中预烧2～4小时，获得预烧料
。3.
根据权利要求2所述的高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述研磨介质为锆球和无水乙醇，并且混合粉料
、
锆球和无水乙醇的质量比为
1:5:2
～
5。4.
根据权利要求2所述的高品质因数的
Al2‑
x
Nd
x
Mo3O
12
微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述
S3
包括：选取锆球和无水乙醇作为研磨介质，将所述预烧料按照预烧料粉体
、
锆球和无水乙醇的质量比为
1:5:3
～5的比例进行4～6小时的行星球磨，获得第二混合浆料；将所述第二混合浆料置于烘箱中烘干，随后向烘干后的粉体中添加粘结剂进行造粒，形成陶瓷生料
。5.
根据权利要求4所述的高品质因数的
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智敏，许承智，杨鸿宇，赵国瑞，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：