低温烧结铌酸盐高品质因数微波介质陶瓷材料的制作方法[0002]随着电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展，对元器件的小型化，集成化以至模块化的要求也越来越迫切。低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-firedCeramics)以其优异的电学、机械、热学及工艺特性，已经成为电子器件模块化的主要技术之一，在国外及台湾地区迅猛发展，已形成产业锥形。其共烧温度一般在900°C~950°C之间。由于烧结温度低，可用电阻率低的金属作为多层布线的导体材料，可以提高组装密度、信号传输速度，并且可内埋于多层基板一次烧成的各种层式微波电子器件，因此广泛用在高速高密度互连多元陶瓷组件(MCM)之中。但目前使用的材料普遍具有较低的品质因数，易在器件中引入过高的损耗，严重阻碍了器件性能的进一步提高。[0003]本发明提供一种低温烧结高品质因数微波介质陶瓷材料及其制备方法，该低温烧结微波介质陶瓷材料从LTCC低温共烧的角度出发，在Niatl4Zna96TiNb2O8体系中通过掺杂少量的低熔点烧结助剂CuO，其烧结温度可成功降至950°C以下，与此同时保持优异的微波性倉泛。
[0004]本发明的目 的，在于解决现有技术中材料品质因数较低的问题，提供一种低温烧结铌酸盐高Q值微波介质陶瓷材料及其制备方法。[0005]本发明通过如下技术方案予以实现。[0006]一种低温烧结铌酸盐高品质因数微波介质陶瓷材料，其化学式为Ni0.04Zn0.96TINb2O8+ (1-4) wt % CuO ；[0007]该低温烧结铌酸盐高品质因数微波介质陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤:
[0008](I)将化学原料ZnO、NiO, Nb2O5和TiO2分别按Niatl4Zna96TiNb2O8化学计量比称量配料。
[0009](2)将步骤(1)配置好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4~6小时,再将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干,过筛；
[0010](3)将步骤⑵过筛后混合均匀的粉料于850°C煅烧，保温3小时，合成前驱体；
[0011](4)在步骤(3)的前驱体中外加质量百分比为0.70~1.05%聚乙烯醇和(1_4)wt%的CuO，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨8~12小时，烘干后过筛，再用粉末压片机压力成型为坯体；
[0012](5)将坯体于900~940°C烧结，保温3~6小时，制得低温烧结铌酸盐高品质因数微波介质陶瓷材料；
[0013](6)采用网络分析仪测试微波介质陶瓷材料的微波介电性能。[0014]所述步骤(1)的化学原料的纯度大于99.9%。
[0015]所述步骤⑷的粉末压片机以4~6MPa的压力成型,还体为C1IOmmX 5mm的圆柱体。
[0016]所述步骤(5)优选的烧结温度为940°C。
[0017]本发明的Niaci4Zna96TiNb2OJ(H)Wt^ CuO低温烧结铌酸盐高Q值微波介质陶瓷材料，其烧结温度为900~940°C，介电常数为30~34，品质因数为27，800~41，500GHz，谐振频率温度系数为-35~-41X10_6/°C。此外，该制备工艺简单，过程无污染，具有广阔的应用前景。

[0018]本发明采用纯度大于99.9 %的化学原料ZnO、NiO, Nb2O5, TiO2和CuO制备Ni0.04Zn0.96TiNb208+(1-4) wt % CuO微波介质陶瓷，具体实施例如下:
[0019]实施例1
[0020]I)将 Zn0、Ni0、Nb205、Ti02 分别按摩尔比 0.96:0.04:1:1 称量配料;
[0021]2)将所配置的原料混合后加入尼龙罐中，球磨6小时；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干、过筛；
[0022]3)将过筛后混合均匀的粉料于850°C煅烧3小时，合成前躯体；
[0023]4)在合成的前躯体中外加质量百分比为1.05%聚乙烯醇和质量百分比为2%的CuO，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水球磨10小时后烘干、过筛；再用粉末压片机以8MPa的压力压成Φ IOmmX 5mm的圆柱型还体；
[0024]5)将圆柱型坯体于940°C烧结，保温6小时，制成低温烧结铌酸盐高品质因数微波介质陶瓷材料；
[0025]6)采用网络分析仪测试实施例1的微波介电性能；获得其性能如下:
[0026]介电常数为:34.13
[0027]品质因数为:41013GHz
[0028]谐振频率温度系数为:-37 X 10_6
[0029]实施例2~5
[0030]实施例2~5的制备过程与实施例1基本相同，区别在于烧结温度和CuO添加量的不同；实施例2~5的具体烧结温度与CuO添加量及其相关的介电性能详见表1。
[0031]表1