微波介质陶瓷低温共烧研究现状

微波介质陶瓷具有低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的特点,满足微波器件向小型化、低成本化、集成化、和多功能化方向发展的特点。而微波介质陶瓷低温共烧又是满足微波介质电子元器件不断向小型化,轻量化,高集成度和高性能方向发展重要途径。本文对微波介质陶瓷实现低温共烧的途径进行了介绍,主要介绍了四种实现微波介质陶瓷低温共烧的方法。     

超低温烧结微波介质陶瓷制备工艺的研究进展

传统方法制备微波介质陶瓷通常需要1 000℃以上高温，不仅工艺周期长、能量消耗高，而且难以实现多种材料体系的集成共烧。如今，无线通讯技术的不断革新和蓬勃发展对微波器件小型化、集成化提出了更高要求，低温共烧陶瓷/超低温共烧陶瓷技术被开发和广泛应用。研究烧结温度更低、烧结效率更高，且微波介电性能优异的节能环保型绿色制备工艺，已经成为全球范围内研究热点之一。液相烧结、热压烧结、微波烧结、放电等离子体烧结、闪烧等烧结工艺的提出促进了低温烧结微波介质陶瓷的发展。最近，又出现了一种新的超低温烧结工艺—冷烧结技术。冷烧结具有极低的烧结温度(一般≤300℃)、可在短时间内实现陶瓷高致密化，且在物相稳定性、复合共烧以及晶界控制等方面有着优势，为超低温烧结工艺以及微波介质材料体系的开发提供了新的契机。     

高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展

高介电常数微波介质材料是实现现代微波通信器件要求的微型化、集成化发展趋势的重要材料,针对多层结构设计的器件要求,需要微波介质陶瓷能与高电导率电极实现低温共烧。本文综述了近年来高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结研究的最新进展,指出进一步提高陶瓷的介电常数和研究新型低温烧结助剂是今后发展的趋势。     

微波介质陶瓷及器件研究进展

现代移动通信、无线局域网、全球卫星定位系统等技术的革新，对以微波介质陶瓷为基础的微波电路器件提出了更高的要求，各种微型化、高频化、片式化、模块化的新型微波介质陶瓷器件及相关介质陶瓷得到迅速发展。综述了近几年在高介电常数、高频、低温烧结微波介质陶瓷方面的进展，对不同材料体系的离子取代、离子置换、低熔点烧结助剂对微波介质陶瓷结构、介电性能的影响进行了分析讨论。概述了介质谐振型、叠层型、功能模块型微波介质陶瓷器件的研究和生产情况，重点论述了与低温共烧技术相关的介质陶瓷、器件及模块的进展，探讨了材料特性、微波器件结构与微波特性之间的关系，并指出了今后微波介质陶瓷及器件的发展方向。     

微波介质陶瓷的助烧与掺杂改性

为满足多层微波元件低温烧结的需求,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度.文中综述了近年来微波介质陶瓷研究中的助烧和掺杂改性的发展情况,概述了相关液相烧结的机理,列举了一些低熔点玻璃相的相关微波节电性能.     

钛酸锌锂微波介质陶瓷研究进展

Li₂ZnTi₃O₈陶瓷因其较低的烧结温度和良好的微波介电性能受到研究者的广泛关注,有望成为低温共烧候选材料之一。本文主要介绍Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的几种制备方法及其优缺点,以及离子置换改性、氧化物掺杂改性和低温共烧对微波介质陶瓷综合介电性能的影响,并对下一阶段Li₂ZnTi₃O₈微波介质陶瓷的研究与应用进行了展望。     

低温共烧微波介质陶瓷及其器件的研究进展

评述了BiNbO4,MO-TiO2(M=Mg,Zn,Ba),AB2O6(A=Ba,Mg,Zn,B=Nb,Ta),MO-SiO2(M=Ca,Mg,Zn),CaO-Li2O-Nb2O5-TiO2,BaO-Ln2O3-TiO2(Ln=Sm,Nd)等低温共烧(low-temperature co-fired ceramics, LTCC)微波介质陶瓷的结构及性能.讨论了微波介质陶瓷的降温方法、机制及其存在的问题,分析了LTCC微波介质陶瓷工艺特性.概述了滤波器、天线、谐振器等片式多层微波器件的研究进展.提出了LTCC微波介质陶瓷及其器件的今后的研究方向.     

基于冷烧结技术的微波介质陶瓷研究进展

微波介质陶瓷作为介质材料被广泛应用于物联网、工业互联网、5G通信、全球卫星通信系统的无源器件中。从微波介质陶瓷的研究背景出发,介绍了冷烧结的致密机理和工艺参数,总结了冷烧结微波介质陶瓷的主要材料体系和器件,指出了冷烧结微波介质陶瓷的主要问题和发展前景。冷烧结技术具有烧结温度低(<300℃)、可共烧异质材料、烧结前后晶粒尺寸差异小、制备工艺简单、节能环保等多种优点,在多层共烧陶瓷和微波系统集成方面具有潜在应用。     

电子陶瓷和器件的低温共烧技术

较系统地介绍了电子器件用低温共烧陶瓷(low temperature cofired ceramics,LTCCs)材料,探讨了其工艺中的若干问题。电子器件用低温共烧陶瓷材料包括:玻璃/陶瓷复合材料、结晶化玻璃、晶化玻璃/陶瓷复合材料以及液相烧结陶瓷,其中典型的和最为常用的LTCCs为玻璃/陶瓷(特别是氧化铝)复合材料。正在研究的一些陶瓷介质材料中,Bi基介质材料引起了人们的关注。玻璃/陶瓷复合材料的制备工艺中,应当着重关注和加深了解玻璃的流动性和结晶性、玻璃的起泡、玻璃和陶瓷颗粒间的反应、共烧材料的匹配等问题,从优选材料配方和优化工艺着手,从而获得优质可靠的材质和器件。     

水基流延法制备掺杂ZnO-TiO_2系微波介质陶瓷及性能研究

利用低温共烧陶瓷(简称LTCC)技术设计制造片式多层微波器件已成为当今的研究热点。ZnO-TiO2系微波介质陶瓷具有介电常数适中、介电损耗低、频率温度系数可调和低温烧结等特点,它是具有开发价值的LTCC微波介质材料。实验结果表明:在ZnO-TiO2系统中加入微量的添加剂MgCO3与ZrO2,构成双元复合取代掺杂系统Zn1-xMgxTi1-xZrxO3,当x值取0.07时,最佳介电性能为:εr为29.4,Qf为4285GHz,τf为-8ppm/℃,且该微波介质陶瓷适合于水基流延成型和低温烧结,为LTCC微波介质陶瓷产业化打下了良好的基础。