胡龙虎，丁士华，宋天秀，肖　鹏，张　瑶，刘杨琼

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)



MgO对K2O-Al2O3-SiO2系陶瓷微波介电性能的影响

胡龙虎，丁士华*，宋天秀，肖鹏，张瑶，刘杨琼

(西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039)

摘要：采用传统固相反应法制备添加不同质量分数(0~4%)MgO的K2O-Al2O3-SiO2体系低介电微波陶瓷，利用SEM、XRD、Agilent4284等测试手段，讨论加入MgO对K2O-Al2O3-SiO2系的相结构、显微组织、烧结温度及介电性能的影响。结果表明：添加MgO 能有效降低K2O-Al2O3-SiO2体系的烧结温度，且室温下介电常数低，介电损耗小；1 MHZ下，添加质量分数2%MgO的样品在1 150 ℃烧结后介电常数最小，为 4.271,在1 250 ℃烧结后介电损耗最小，为 0.004 9。

关键词：K2O-Al2O3-SiO2；固相反应法；低介电常数

随着电子产品的飞速发展，加上根据摩尔定律，对集成电路的封装提出了更高的要求，集成电路基板要具有稳定性高、传播速度快、布线密度大、易于集成等优点。由于陶瓷材料的致密性好，对水分子渗透的阻隔能力强，因此将陶瓷材料作为气密性封装的主要材料[1-3]。由于微波信号的传播速度与介电常数成反比，这对微波介质陶瓷提出了更低介电常数的要求。

微波低介电陶瓷主要有Al2O3系、硅酸盐系等微波介质陶瓷，Al2O3是低介电常数微波介质陶瓷的典型代表，Alford等[4]报道了单相Al2O3的介电性能：εr=7，品质因数和谐振频率的Q·f=500 THz,谐振频率温度系数τf=-6×106/℃。虽然Al2O3陶瓷具有非常高的Q·f值，但其较大的谐振频率温度系数和很高的烧结温度(1 600~1 800 ℃)限制了它的应用[5]。硅酸盐系微波陶瓷体系如CaO-SiO2-B2O3,MgO-SiO2-Al2O3,ZnO-SiO2-B2O3等是一类优良的低介高频微波介质材料，但陶瓷的烧结温度一般在1 300 ℃以上，烧结温度较高[6]，难以满足市场对无源器件的低温共烧技术要求。……