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随着现代无线通信和微波器件小型化的快速发展,低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)作为一项极具前景的技术得到了极大的关注。为了保证数据信息能在电路基板上高速传输,通常要求LTCC基板材料具有低相对介电常数(εr~4–12)和高品质因数(Q×f>1,000GHz)。另外,为了实现与Ag共烧,基板材料还应具有低的烧结温度,一般低于900℃。 3ZnO·B2O3陶瓷具有非常好的微波介电性能,但是它的烧结温度稍高(950℃)。本文研究分别添加3ZnO·2B2O3(3Z2B)玻璃、15BaO·42.5ZnO·42.5B2O3(BZB)玻璃和CaTiO3来降低其烧结温度,并研究了这些烧结助剂对其烧结特性、相组成、微观结构和微波介电性能等的影响。 添加3Z2B玻璃对降低3ZnO·B2O3陶瓷的烧结温度的作用并不明显,虽然其的添加并未恶化陶瓷的微波介电性能。 添加5 wt%的BZB玻璃可以使陶瓷的烧结温度降低20℃左右且具有较好的微波介电性能。随着BZB玻璃的进一步添加,陶瓷的致密化温度会降低,但微波介电性能也会恶化。 添加6-12wt%的CaTiO3能有效地把陶瓷的烧结温度从950℃降低至840℃左右,这是由于CaTiO3和3ZnO·B2O3在820-840℃反应形成的CaO-ZnO-B2O3-TiO2玻璃促进了陶瓷的致密化过程。另外,在900℃以下,随着温度的升高Zn2TiO4和CaB2O4晶相从液相中析出,这减少了陶瓷中玻璃相的含量并提高了样品Q×f值。组成为(1-x)5ZnO·2B2O3-xCaTiO3(x=6-12wt%)的样品在840-880℃空气中烧结1小时后致密,并具有优良的微波介电性能:εr=7.2-8.1,Q×f>15,000GHz,τf=-60–-40ppm/℃(@6.4GHz)。最后,添加CaTiO3的3ZnO·B2O3陶瓷和银电极共烧时具有良好的化学兼容性,因此该陶瓷体系在LTCC基板领域具有广阔的应用前景。