本發明專利技術提供一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，包括：結構式為CaxMgySizO(x+y+2z)的玻璃陶瓷材料，其中x與y為0至50摩爾百分比，且z為0至50摩爾百分比；以及至少一種添加成分，該等添加成分如：氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)及氧化鈉(Na2O)。據此，本發明專利技術具抗還原特性的微波陶瓷組成物能夠在還原氣氛下與卑金屬共同燒結，藉以達到降低制作成本的目的。此外，本發明專利技術更提供一種在低燒結溫度及還原氣氛下燒結后所制得的微波陶瓷材料，其能具備高質量因子與低介電常數的特性，成為一種具有高度應用價值的微波陶瓷材料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術關于一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，以及一種在低燒結溫度及還原氣氛下進行燒結后仍具備低介電常數與高質量因子的微波陶瓷材料。
技術介紹
隨著IC積體產業的蓬勃發展，積層陶瓷電容器由于具備小型化、輕薄化、高容量、高質量等特性，使其成為提升產業利用性的優勢。其中，積層陶瓷電容器是由介電陶瓷材料與內電極金屬膏所形成的胚帶，互相堆棧并且共燒后所形成的陶瓷燒結體。然而，一般介電陶瓷材料的燒結溫度幾乎都超過鎳或銅等卑金屬元素(basemetal element)的熔點(銅金屬熔點約1100°C )，且大氣中的含氧量較高(約占21%)，鎳或銅在大氣環境中燒結容易受到氧化作用而產生大量的氧化物，進而影響其電性質量。反之，價格昂貴的鉬或鈀等貴金屬雖然不會發生上述的問題，但長久下來卻大幅提高電子組件的制作成本，降低電子組件于產業上的應用價值。因此，為了提升經濟效益，許多人轉而投入卑金屬電極工藝的技術，選擇使用鎳或銅等卑金屬作為內電極的材料，并于還原氣氛中進行燒結，藉以降低內電極的制作成本。然而，由于還原氣氛的含氧量極低(小于1% )，介電陶瓷材料在還原氣氛中容易產生還原現象，使陶瓷材料發生半導化效應，反而降低介電陶瓷材料的質量因子。有鑒于現有技術所面臨 的問題，本專利技術試圖利用特定元素作為添加成分，以提升陶瓷材料的抗還原特性，使其能夠于還原氣氛下與卑金屬共同燒結也不會使陶瓷材料發生半導體化效應，而仍然得以制作出具備良好微波介電特性的陶瓷材料。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，俾能在還原氣氛下與易氧化的卑金屬共同燒結而不會產生半導化效應，藉以降低積層陶瓷電容器的制作成本，提升微波陶瓷組成物及其材料的產業應用價值。為達成上述目的，本專利技術提供一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，包括:一玻璃陶瓷材料，該玻璃陶瓷材料的結構式為CaxMgySizO(x+y+2z)，其中X為O至50摩爾百分比，y為O至50摩爾百分比，且z為O至50摩爾百分比；以及一添加成分，該添加成分選自下列物質所組成的群組:氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈉(Na2O)、及其等的混合物。在本專利技術具抗還原特性的微波陶瓷組成物中，是使用一種輝石類的玻璃陶瓷材料作為微波陶瓷組成物的主相結構，其玻璃陶瓷材料是由氧化物組分在1500°C至1800°C下形成一玻璃態，再將該玻璃態在700°C至1000°C的溫度下燒結所制得，較佳是在900°C以下的溫度下燒結所制得。該等氧化物組分可選自:氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、二氧化硅(SiO2)、或其等的組合。其中，以氧化物組分為基準，氧化鎂及氧化鈣的添加量分別為O至50摩爾百分比，且該二氧化硅的添加量為O至50摩爾百分比。依據各種不同的氧化物添加比例，可制備各種不同相結構的輝石類玻璃陶瓷材料，例如:CaSi03(娃灰石(wollastonite))、Ca3MgSi2O8(鎂薔薇輝石(merwinite))、Ca2MgSi2O7(鎂黃長石(Akermanite))或 CaMgSi2O6(透輝石(diopside))。在本專利技術具抗還原特性的微波陶瓷組成物中，以微波陶瓷組成物的總量為100摩爾百分比，較佳是將玻璃陶瓷材料的含量控制于86.5至96.5摩爾百分比。本專利技術包含適量添加成分的微波陶瓷組成物可具備抗還原特性，使其能夠在還原氣氛下燒結而不會產生還原現象，避免微波陶瓷材料燒結后產生半導化現象。其中，以微波陶瓷組成物的總量為100摩爾百分比，添加成分的總量可為3.5至13.5摩爾百分比。其中，氧化鋁(Al2O3)的含量可為3.5至13.5摩爾百分比，較佳是3.5至6.5摩爾百分比；該氧化鋅(ZnO)的含量可為3.5至13.5摩爾百分比，較佳是7至10摩爾百分比；氧化鈉(Na2O)的含量可為3.5至13.5摩爾百分比，較佳是7至10摩爾百分比。據此，當本專利技術的微波陶瓷組成物在還原氣氛下燒結時，可避免被氮氣氣氛或包含氮氣及氫氣的氣體氣氛還原，使其能夠與用以制作內電極的卑金屬(例如:銅或鎳等)共同于低燒結溫度及還原氣氛下燒結，藉此達到降低制作成本的目的，進而提升微波陶瓷組成物的產業應用價值。此外，本專利技術的另一目的是在于提供一種微波陶瓷材料，俾能利用上述微波陶瓷組成物的抗還原特性，使該微波陶瓷組成物于低燒結溫度及還原氣氛下燒結后也不會產生半導化現象，使本專利技術的微波陶瓷材料仍可具有低介電常數與高質量因子的特性。為達成上述目的，本專利技術提供一種微波陶瓷材料，其是使用上述具抗還原特性的微波陶瓷組成物，其是在預定的燒結溫度及還原氣氛下進行燒結所制得。其中，混合至少兩種氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)或二氧化硅(SiO2)的氧化物是在1500°C至1800°C下先形成一玻璃態，而后將該玻璃態在700°C至1000°C下燒結，較佳是在900°C以下的燒結溫度進行燒結。據此，本專利技術具抗還原特性的微波陶瓷材料可適用在低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC)的工藝溫度下進行燒結；并且，該微波陶瓷材料可在氮氣氣氛或包含氮氣及氫氣的還原氣氛中進行燒結，以制得介電常數(K)低于10，且質量因子(QXf)高達6000至12000GHz，甚至是9000至12000GHz的微波陶瓷材料。綜上所述，本專利技術發展出一種具備高抗還原特性的微波陶瓷組成物，使其能夠于低燒結溫度及還原氣氛下燒結過后，仍可具備低介電常數與高質量因子的特性，成為一種適合與卑金屬共同燒結而不會被還原氣氛還原的微波陶瓷材料。具體實施例方式本專利技術包含輝石類玻璃陶瓷材料及添加成分的微波陶瓷組成物能具備高度的抗還原特性，使其成為一種適合于低燒結溫度及還原氣氛下燒結的微波陶瓷組成物。本專利技術通過下列實施例對本專利技術的內容作進一步的說明，但應明了的是，該實施例僅用以說明之用，而不應被視為實施本專利技術的限制。比較例低微波陶瓷材料首先，各種不同相結構的輝石類玻璃陶瓷材料是通過混合至少兩種氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)及二氧化硅(SiO2)等氧化物粉末，并于900°C的溫度下燒結后形成，分別為 CaSiO3(娃灰石(wollastonite))、C a3MgSi2O8(鎂薔薇輝石)、Ca2MgSi2O7(鎂黃長石(Akermanite))或 CaMgSi2O6 (透輝石(diopside))。接著，以輝石類玻璃陶瓷粉末及氧化物粉末的總量為100摩爾百分比，分別取O至3摩爾百分比(m0le%)的氧化鋅、氧化鋁或氧化鈉，加入至CaMgSi2O6的輝石類玻璃陶瓷材料并加以混合。之后，在900°C的燒結溫度及氮氣氣氛中持續燒結2小時，形成一低質量因子及低介電常數的微波陶瓷材料。表1:各實施例及比較例的微波陶瓷組成物在低燒結溫度及還原氣氛下燒結所制得的微波陶瓷材料的質量因子(GHz)。權利要求1.一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，包括: 一玻璃陶瓷材料，該玻璃陶瓷材料的結構式為CaxMgySizO(x+y+2z)，其中X為O至50摩爾百分比，y為O至50摩爾百分比，且z為O至50摩爾百分比；以及， 一添加成分，該添加成分是選自下列物質所組成的群組:氧化鋁、氧化鋅、氧化鈉、及其等的混合物。2.如權利要求1所述的具抗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具抗還原特性的微波陶瓷組成物，包括：一玻璃陶瓷材料，該玻璃陶瓷材料的結構式為CaxMgySizO(x+y+2z)，其中x為0至50摩爾百分比，y為0至50摩爾百分比，且z為0至50摩爾百分比；以及，一添加成分，該添加成分是選自下列物質所組成的群組：氧化鋁、氧化鋅、氧化鈉、及其等的混合物。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周振嘉，馮奎智，劉賾銘，朱立文，莊朝棟，
申請(專利權)人：東莞華科電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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