面向 5G 通讯及低温共烧陶瓷技术微波介质陶瓷研究

该成果围绕 5G通讯领域中面临的微波器件集成化、小型化等亟需解决的问 题，研究高品质因数微波介质陶瓷及其低温共烧陶瓷技术（LTCC），开发了低K 值（<20）低温烧结微波介质陶瓷，其中 Li WO 陶瓷可以在 640摄氏度下致密 2 4 烧结，介电常数 5.5、Qf值高达 62,000GHz，与美国 Ferro公司商用 A6m材料（5G 技术中 LTCC主流材料、粉体及浆料禁运）相比，该体系烧结温度降低了 25%， 介电常数减小了 10%；在Bi O -MoO 三元体系中研发出一系列中低 K 值无玻 2 3 3 璃相掺杂本征低烧微波介质陶瓷；发现了利用单斜 BiVO 调节四方白钨矿 4 及独居石结构微波介质陶瓷谐振频率温度系数近零的有效途径；通过调节褐 钇铌矿到白钨矿结构的相变温度，开发出一系列可用于介质滤波器的温度稳定型 高品质因数 LnNbO （Ln=稀土元素）微波介质陶瓷；利用THz 谱-远红外-中红 4 外-近红外宽频反射/透射谱较准确地揭示了白钨矿结构、尖晶石相、金红石相、 褐钇铌矿、锆石相等系列微波介质陶瓷结构与本征微波介电性能的影响。该成果 推动了微波介质陶瓷在 5G通讯器件集成制备技术中的应用，对低烧低损微波介 质陶瓷的设计与器件加工具有重要的科学意义和应用价值。

关键技术： 1) 低K值（<20）低温烧结微波介质陶瓷的研究开发； 2) 中K值（20~40）Bi O -MoO 二元体系超低温烧结微波介质陶瓷的研究 2 3 3 开发； 3) 提出固溶体微波介质陶瓷烧结温度的“弓形理论”； 4) 超低温烧结多层电容的制备； —- 4 1 -— 5) DR天线仿真与制备。 技术指标： 1) 烧结温度低于900℃，可与 Ag电极共烧；甚至低于 Al 的熔点，可实现 与Al 电极共烧。 2) 介电常数可系列化，既有适用于高频天线制备低 K系列，也有适用于器 件小型化的中、高K系列； 3) 品质因数Qf值>20,000 GHz； 4) 谐振频率温度系数TCF 值近零（-30ppm/℃≤TCF≤+30 ppm/℃）