一种低介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法技术

技术编号：40606787 阅读：3 留言：0更新日期：2024-03-12 22:13

本发明专利技术属于电子陶瓷及其制造领域，涉及一种低介电常数低温烧结微波介电陶瓷材料及其制备方法。本发明专利技术提供的低温烧结微波介质陶瓷的基料为Er<subgt;3</subgt;Ga<subgt;5</subgt;O<subgt;12</subgt;，添加玻璃助烧剂质量为陶瓷基料的5％～25％，低温烧结微波介质陶瓷由微波烧结法制得，烧结温度为850～950℃，介电常数在6～10之间，Q×f值最高可达到13450GHz。所述Er<subgt;3</subgt;Ga<subgt;5</subgt;O<subgt;12</subgt;陶瓷基料在1150℃预烧得到，玻璃助烧剂通过熔融‑水淬法制得。本发明专利技术提供的低温烧结微波介质陶瓷材料，能够满足LTCC工艺需求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子陶瓷领域，具体涉及一种低介电常数低温烧结微波介电陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

1、低温共烧陶瓷(ltcc)作为一种新型的三维集成封装互联技术，具有集成度高和小型化的特征，且多层结构的设计提高了电路设计的自由度与可靠性，为制备内嵌电极的陶瓷模块或集成电路提供了可靠的工艺路线。ltcc技术拓宽了微波介质陶瓷材料在ltcc电子元器件、封装基板与集成模块中的应用，推进了微波介质陶瓷的研发和发展。通常情况下，微波介质陶瓷实现低温烧结的方法包括直接选用烧结温度较低的陶瓷体系和在高温烧结陶瓷体系中引入玻璃助烧剂。

2、毫米波技术及高频通信技术的发展对微波介质陶瓷制备的电子元器件提出了高质量数据传输和低信号延迟的要求，需要发展新型的低介电常数、高品质因素的微波介质陶瓷体系以满足应用需求。镓酸盐陶瓷体系如li0.5ga2.5o4、liga5o8、ba2laga11o20、mgga2o4、ligao2、ga2[liga3]o8均属于低介常数陶瓷体系，但这些体系的致密化烧结温度均高于1050℃，无法满足ltcc应用。er3ga5o12作为一类镓酸盐化合物，在磁学性能和磁光效应方面近年来受到广泛关注，但作为一种新型微波介质陶瓷材料，同样存在烧结温度高、无法满足低温烧结应用需求的问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供了一种低介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法，陶瓷基料为er3ga5o12，添加的玻璃助烧剂化学通式为aa2co3-bdo-cb2o3-dsio

2、上述低温烧结微波介质陶瓷的制备方法如下：

3、步骤1：根er3ga5o12的化学式，按照化学计量比准确称取氧化物原料进行配料；

4、步骤2：将配好的粉体装入尼龙球磨罐中，球磨介质为锆球和去离子水，粉料、锆球、去离子水的质量比为1：5：2，使用行星式机球磨4～8h，将球磨好的浆料在80℃的烘箱内烘干，并用200目的筛网过筛；

5、步骤3：以3℃/min的升温速度升温至1150℃对er3ga5o12的粉料进行预烧；

6、步骤4：以化学通式aa2co3-bdo-cb2o3-dsio2-elif，其中a＝na或li，d＝zn、cu或mg，a＝0～0.2mol，b＝0.2～1mol，c＝1～2mol，d＝0.5～2mol，e＝0～0.2mol进行降烧剂配料，准确称量后的原料直接置于坩埚中在1300℃并保温2h进行玻璃熔融，熔融玻璃液直接倒入去离子水中获得玻璃材料；

7、步骤5：将步骤3烧好的粉体和步骤4中的玻璃材料按照降烧剂质量为陶瓷基料质量的5％～25％称料后进行二次球磨，粉料、锆球、去离子水的比例保持为1：5：1.5，混合4～8h，取出烘干，以聚丙烯酸溶液作为粘结剂将粉料造粒，压制成型；

8、步骤6：先以3℃/min的升温速度升高到450℃并保温2h以排出胶体，再在微波烧结炉空气氛围中850～950℃烧结，并保温0.5h，随炉自然冷却。

9、综上，本专利技术采用微波烧结法获得了具有低介电常数低温烧结的er3ga5o12基ltcc陶瓷，所得ltcc陶瓷材料品质因素最高可达到13450ghz。

10、下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。

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【技术保护点】

1.一种低介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法，其特征在于，陶瓷基料为Er3Ga5O12，添加玻璃助烧剂质量为陶瓷基料的5％～25％，低温烧结微波介质陶瓷由微波烧结法制得，烧结温度为850～950℃，介电常数在6～10之间，Q×f值最高可达到13450GHz。

2.根据权利要求1所述的低温烧结微波介质材料，其特征在于，陶瓷基料通过高纯的Er2O3和Ga2O3在1150℃下预烧获得。

3.根据权利要求1所述的低温烧结微波介质材料，其特征在于，添加的玻璃助烧剂化学通式为aA2CO3-bDO-cB2O3-dSiO2-eLiF，其中A＝Na或Li，D＝Zn、Cu或Mg，a＝0～0.2mol，b＝0.2～1mol，c＝1～2mol，d＝0.5～2mol，e＝0～0.2mol，玻璃助烧剂采用熔融-水淬法制得。

4.根据权利要求1所述的介质材料的制备方法包括以下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种低介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法，其特征在于，陶瓷基料为er3ga5o12，添加玻璃助烧剂质量为陶瓷基料的5％～25％，低温烧结微波介质陶瓷由微波烧结法制得，烧结温度为850～950℃，介电常数在6～10之间，q×f值最高可达到13450ghz。

2.根据权利要求1所述的低温烧结微波介质材料，其特征在于，陶瓷基料通过高纯的er2o3和ga2o3在1150℃下预烧获得。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庶，吴孟强，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：

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