微波介电材料系统及其制造方法技术方案

本发明专利技术涉及微波介电材料系统及其制造方法。该微波介电材料系统的组成为(aBaO-bNd2O3-cSm2O3-dBi2O3-eTiO2)，其中，a=17~19wt%（重量百分比）、b=6~13wt%、c=21~27wt%、d=3~14wt%及e=35~39wt%。藉此，本发明专利技术的微波介电材料系统同时具有以下特性：介电常数(K)介于90~110，共振频率温度系数(τf)介于-10ppm/℃~+10ppm/℃，品质因子(Qf)＞6000GHz。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及介电材料系统及其制造方法，特别是。
技术介绍
卫星科技与通讯技术的日进千里，已然带动新一波的经济革命；而微波介电材料系统(例如:微波介电陶瓷材料)因具有高介电常数(h或K)、良好的共振频率温度系数(Tf)及高质量因子(Q)等特性，成为带动通讯科技发展的重要因素之一。微波介电材料是ー类用于现代通讯技术中微波电子组件的材料，用该材料所制成的共振器、滤波器、双エ器、天线及多层陶瓷电容器等可广泛应用于行动通讯、卫星通讯以及通讯导航、雷达测控、预警系统等军事领域。随着电子通讯设备及组件的小型化及集成化，要求微波介电陶瓷材料具有尽可能高的介电常数、更高的质量因子以及很小的共振频率温度系数。在相同尺寸之下，介电常数低者可具有较高的共振频率；而在相同共振频率的前提之下，高K值材料则具有较小尺寸(小型化)的优势。h则愈趋近于零愈好，才不会因为温度变化而影响通讯质量，不论是在北极或是赤道的通讯质量皆不受影响；在实际应用上，、较佳的范围为<±10 ppm/°C。Q值愈高则频宽愈窄，单ー频段内可容许的频道愈多；此外，Q值愈高表示损失愈小、讯号衰减率愈低；ー般而言，Qf(质量因子与共振频率的乘积)S 6000 GHz较符合实际应用的所需。在电子产品轻薄短小化的趋势下，并同时满足较佳共振频率温度系数(T f < ± 10 ppm/°C )及较佳质量因子(Qfき6000 GHz)的需求下，则K值愈高愈好，以利于小型化。目前市面上所销售具有较佳特性的微波介电陶瓷材料，其最高K值约90;而同时满足较佳共振频率温度系数(T f < ±10 ppm/°C )及较佳质量因子(Qf ^ 6000 GHz)的最高介电常数达约95。以下例举数个微波介电材料系统的现有技术文献，并简述其作法及缺点。现有技术文献1 (US 6，331，499): 作法=BaO-TiO2-Nd2O3-Sm2O3 材料系统，并以 Bi2O3' La203、Pr2O3> Eu2O3 等，部分取代Nd2O3;介电常数(e或K)、质量因子(Qf)及共振频率温度系数(Tf)三项特性分别为82.5 92.5、6000 7300 GHz 及 10 _20 ppm/。。。缺点:现有技术文献I的介电常数(e )尚不够高，因介电常数愈高愈有利于组件小型化，故现有技术文献I不利于组件小型化。另外，现有技术文献I的共振频率温度系数(Tf)也还不够好；一般而言，h愈接近于零愈好，表示通讯质量比较不会受环境温度的影响。现有技术文献2 (US 6，380，117): 作法:xBa0-yRE203-zTi02 材料系统，x+y+z=100 mol%。其中，RE2O3 ={ (Sm2O3) (Nd2O3)a(La203)b}，a+b〈l及(1-a-b) ^ 0.7 ;并添加0.1 5 セ％碱金属氧化物及0.1 5wt%的Bi203。在实际应用上，现有技术文献2的共振频率温度系数(T f)在较佳范围内(_1(T+10 ppm/°C )及Qfき6000 GHz的最高介电常数(e J约95。缺点:现有技术文献2的介电常数(￡ )尚不够高，不利于组件小型化。现有技术文献3 (US 6，900，150): 作法=BaO-Nd2O3-Sm2O3-Bi2O3-TiO2 材料系统，组成范围:28 31wt% 的 T1、19 21wt% 的Ba、ll 18wt%的Sm、7 13wt%的Nd及き3wt%的Bi。介电常数(e或K)、质量因子(Qf)及共振频率温度系数(T f)三项特性分别为50 70、> 9000 GHz及(T+20 ppm/°C。缺点:现有技术文献3的介电常数(e )尚不够高，不利于组件小型化；介电常数愈高愈有利于组件小型化。现有技术文献4 (US 6,905,994): 作法:现有技术文献4掲示ニ个材料系统:(I) AnR4Ti3+n012+3n材料系统(A=碱土金属元素(不包括Ba)、R=稀土元素(不包括La) ；n=l, 2，4) ； (2) AxR4Ti3+x012+3x材料系统(A=碱土金属元素、R=稀土元素；0.5〈x〈5 (不包括x=l, 2，4))。在实际应用上,现有技术文献4的共振频率温度系数(T f)在可接受范围内(_2(T+20 ppm/°C )的最高介电常数(し)仅约45。缺点:现有技术文献4的介电常数(￡ )尚不够高，不利于组件小型化。现有技术文献5 (US 7，049，258): 作法:现有技术文献5为上述现有技术文献4 (US 6，905，994)的进ー步改善，材料系统为OahAx) JLahRy) JTihMzLnOm3n ;其中，A=碱土金属元素、R=稀土元素及M=四价阳离子(如Zr，Si及Sn), 0.5〈n〈5、0〈x〈0.5、0〈y〈0.5及0〈z〈0.5。现有技术文献5的共振频率温度系数(T f)在较佳范围内(_1(T+10 ppm/°C )的最高介电常数(e r)仅约49。缺点:现有技术文献5的介电常数(￡ )尚不够高，不利于组件小型化。因此，有必要提供创新且具进步性的，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供微波介电材料系统，其组成为(aBa0-bNd203-cSm203-dBi203-eTi02)，其中，a=17 19wt% (重量百分比)、b=6 13wt%、c=21 27wt%、d=3 14wt% 及 e=35 39wt%。本专利技术另提供ー种微波介电材料系统的制造方法，包括以下步骤:(a)混合含Ba化合物、Nd203、Sm2O3> Bi2O3及TiO2 ； (b)对步骤(a)中的混合物进行煅烧步骤，以制得煅烧粉；(c)对该煅烧粉进行造粒步骤，以制得造粒粉；(d)成型该造粒粉，以制得微波介电材料坯体；及(e)对该微波介电材料坯体进行烧结步骤，以制得微波介电材料系统，该微波介电材料系统的组成为(aBa0-bNd203-cSm203_dBi203-eTi02)，其中，a=17 19wt%、b=6 13wt%、c=21 27wt%、d=3 14wt% 及 e=35 39wt%。藉此，本专利技术的微波介电材料系统同时具有以下特性:介电常数(K)介于90110，共振频率温度系数(T f)介于-10ppm/°C、10ppm/°C，品质因子(Qf) > 6000 GHz0附图说明图1显示本专利技术ー实施例之微波介电材料系统之制造方法流程图。具体实施例方式本专利技术 公开微波介电材料系统，其组成为(aBa0-bNd203-cSm203-dBi203-eTi02)，其中，a=17 19wt% (重量百分比)、b=6 13wt%、c=21 27wt%、d=3 14wt% 及 e=35 39wt%。其中，该BaO的材料来源为含Ba的盐类、氧化物或氢氧化物，例如碳酸钡(BaCO3)、氧化钡(BaO)或氢氧化钡(Ba (OH) 2)，或其它适合的含Ba的盐类。关于本专利技术微波介电材料系统的密度，其具有5.7飞.0 g/cm3的烧结密度。并且，本专利技术的微波介电材料系统具有以下特性:介电常数(K)介于9(T110，共振频率温度系数(Tf)介于-10ppm/°C +10ppm/°C，品质因子(Qf) > 600本文档来自技高网...

【技术保护点】
微波介电材料系统，其组成为(aBaO?bNd2O3?cSm2O3?dBi2O3?eTiO2)，其中，a=17~19wt%、b=6~13wt%、c=21~27wt%、d=3~14wt%及e=35~39wt%。

【技术特征摘要】
1.波介电材料系统，其组成为(aBa0-bNd203-cSm203-dBi203-eTi02)，其中，a=17 19wt%、b=6 13wt%、c=21 27wt%、d=3 14wt% 及 e=35 39wt%。2.权利要求1的微波介电材料系统，其中该BaO的材料来源是含Ba的盐类、氧化物或氢氧化物。3.权利要求1的微波介电材料系统，其介电常数(K)介于9(T110，共振频率温度系数(T f)介于-10ppm/°C +10ppm/°C，品质因子(Qf) > 6000 GHz。4.权利要求1的微波介电材料系统，其具有5.7^6.0 g/cm3的烧结密度。5.权利要求1的微波介电材料系统，其应用于行动通讯或/及卫星通讯用途的小型化微波电子组件。6.波介电材料系统的制造方法，包括以下步骤:(a)混合含Ba 化合物、Nd2O3' Sm203、Bi2O3 及 TiO2 ； (b)对步骤(a)中的混合物进行煅烧步骤，以制得煅烧粉； (C)对该煅烧粉进行造粒步骤，以制得造粒粉； (d)成型该造粒粉，以制得微波介电材料坯体；及 (e)对该微波介电材料坯体进行烧结步骤，以制得微波介电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹镇锋，林俊鋠，
申请(专利权)人：中国钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：