【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子陶瓷及其制造领域，具体涉及一种低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着近几十年来高频无线通信技术的飞速发展，微波介质陶瓷广泛应用于微波通信电子元器件中。为了实现微波器件的小型化和集成化，低温共烧陶瓷(low temperatureco-fired ceramic，简称ltcc)技术得到广泛的应用和研究。对于ltcc应用，微波介质陶瓷的烧结温度必须比金属电极(如ag)的熔点(约961℃)更低。而且，微波介质材料还应具有高品质因数qf(低损耗)，接近零的谐振频率温度系数，以及与金属电极ag良好的共烧匹配性。
2、目前的ltcc材料普遍存在损耗大，与银共烧兼容性差，谐振频率温度系数过高等问题。面对5g时代的到来，现有的ltcc材料在微波介电性能参数上或有不足。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种低温烧结微波介质陶瓷材料，包括如下组分：(mg1-xznx)2+ysio4+y、catio3和zn-b-si玻璃，其中0≤x≤0.5，0≤y≤0.1；以(mg1-xznx)2+ysio4+y的重量为100％，其他各组分所占(mg1-xznx)2+ysio4+y的重量百分比为：a wt％catio3、bwt％zn-b-si玻璃，其中5≤a≤20，3≤b≤15。
2、本专利技术还提供上述低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
3、1)将原料mg0、zno和si02按照(mg1-xznx)2+y
4、2)将原料caco3和ti02按照catio3化学计量比进行配料，将配好的料投入球磨罐中，并加入氧化锆球和去离子水，行星球磨4～12h，出料、烘干、过60目筛，将过筛后的粉末于1050～1150℃预烧，保温1～5h，冷却至室温，得到catio3粉体；
5、3)将zn-b-si玻璃投入球磨罐中，并加入氧化锆球和去离子水，行星球磨2～6h，出料、烘干，过40目筛得到zn-b-si玻璃粉；
6、4)将步骤1)得到的(mg1-xznx)2+ysio4+y粉体、步骤2)得到的catio3粉体、步骤3)得到的zn-b-si玻璃粉，按照(mg1-xznx)2+ysio4+y+awt％catio3+b wt％zn-b-si玻璃进行配料，其中，5≤a≤20，3≤b≤15；将配好的料投入球磨罐中，并加入氧化锆球和去离子水，行星球磨2～6h，出料、烘干打粉，得到低温烧结微波介质陶瓷的瓷粉；
7、5)在步骤4)所得的瓷粉中添加10wt％～15wt％的pva溶液造粒，并压制成圆柱状块体，于850～900℃烧结，保温0.5～3h，得到低温烧结微波介质陶瓷。
8、优选的，步骤3)中所用的zn-b-si玻璃的制备步骤包括：以si02、h3b03、zno、li2co3、cuo、mn02为原料，将称量好的料投入球磨罐中，并加入氧化锆球和无水乙醇，行星球磨1～4h，出料、烘干，将烘干后的粉末于1100～1300℃熔融，保温1～3h，将熔融的玻璃液高温取出，倒入去离子水中淬火，得到zn-b-si玻璃。
9、本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术将具有正谐振频率温度系数的catio3与具有负谐振频率温度系数的(mg1-xznx)2+ysio4+y复合，通过调整(mg1-xznx)2+ysio4+y和catio3的含量，来调整微波介质材料的谐振频率温度系数，并通过添加低熔点zn-b-si玻璃来降低体系烧结温度，得到了一种低温烧结微波介质陶瓷材料，该材料可以在900℃以下实现致密烧结，具备低介质损耗、低损耗、低温飘的特征，可用于制作通信领域ltcc滤波器、天线、巴伦等产品。
10、本专利技术具有如下特点：
11、1)本专利技术在(mg1-xznx)2+ysio4+y材料中引入一种与陶瓷基料具有高适配性的低熔点zn-b-si玻璃物料，实现显著降低烧结温度的效果；
12、2)本专利技术引入高谐振频率温度系数的catio3陶瓷，可以调整材料的谐振频率温度系数；
13、3)本专利技术制备的可低温烧结的微波介质陶瓷材料，具有低介质损耗、低温漂且工艺简单可控、成本低廉等优点，具有良好工艺稳定性，可用于制作通信领域ltcc滤波器、天线、巴伦等产品。
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1.一种低温烧结微波介质陶瓷材料，其特征在于，其配方组分如下：(Mg1-xZnx)2+ySiO4+y+ a wt%CaTiO3 + b wt%Zn-B-Si玻璃；其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.1，5≤a≤20，3≤b≤15。
2.权利要求1所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，行星球磨的时间为4～12h，过筛为过60目筛，预烧的温度为1100～1200℃，保温的时间为1～5h。
4.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，行星球磨的时间为4～12h，过筛为过60目筛，预烧的温度为1050～1150℃，保温的时间为1～5h。
5.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，行星球磨的时间为2～6h，过筛为过40目筛。
6.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中，行星球磨的时间为2～6h。p>
7.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤5）中，烧结的温度为850～900℃，保温的时间为0.5～3h。
8.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中所用的Zn-B-Si玻璃的制备步骤包括：以Si02、H3B03、ZnO、Li2CO3、CuO、Mn02为原料，将称量好的料投入球磨罐中，并加入氧化锆球和无水乙醇，行星球磨，出料、烘干，将烘干后的粉末熔融，保温，将熔融的玻璃液高温取出，倒入去离子水中淬火，得到Zn-B-Si玻璃。
9.根据权利要求8所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述Zn-B-Si玻璃的制备步骤中，行星球磨的时间为1～4h，熔融的温度为1100～1300℃，保温的时间为1～3h。
...【技术特征摘要】
1.一种低温烧结微波介质陶瓷材料，其特征在于，其配方组分如下：(mg1-xznx)2+ysio4+y+ a wt%catio3 + b wt%zn-b-si玻璃；其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.1，5≤a≤20，3≤b≤15。
2.权利要求1所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，行星球磨的时间为4～12h，过筛为过60目筛，预烧的温度为1100～1200℃，保温的时间为1～5h。
4.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，行星球磨的时间为4～12h，过筛为过60目筛，预烧的温度为1050～1150℃，保温的时间为1～5h。
5.根据权利要求2所述的低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，行星球磨的时间为2～6h，过筛为过40目...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江峰，李凯，
申请(专利权)人：苏州希拉米科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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