Методом твердофазной реакции синтезирован новый низкотемпературный спекаемый микроволновый диэлектрик на основе керамики форстерита (Mg2SiO4). Было исследовано влияние добавок LiF на спекаемость, фазовый состав, микроструктуру и диэлектрические свойства Mg2SiO4 в микроволновом диапазоне. Это продемонстрировало, что LiF может значительно расширить окно обработки (~ 300 ° C) для Mg2SiO4, и, что более важно, температуру спекания можно снизить ниже 900 ° C, одновременно сохраняя отличные микроволновые диэлектрические свойства. Образцы, легированные 2 мас.% LiF, хорошо спекались при 800°C и обладали a er ~ 6,81, высоким Q3f ~ 167 000 ГГц и sf ~ –47,9 м.д./°C, обладая очень хорошим потенциалом для LTCC. интеграционные приложения. I. Введение НЕДАВНО низкотемпературная керамика совместного обжига (LTCC) привлекла большое внимание в качестве базовых материалов для электронных компонентов и подложек в глобальных передовых технологиях интеграции, электронных корпусов и межсоединений.1–3 Для конкретного материала LTCC диэлектрики требуется низкая диэлектрическая проницаемость (er < 10), высокая добротность (Q9f) и близкий к нулю температурный коэффициент резонансной частоты (sf). Кроме того, низкая температура спекания (Ts, ниже 900°C) является ключевой проблемой, поскольку керамику необходимо обжигать совместно с электродными материалами с высокой проводимостью, такими как серебро (температура плавления, Tm, 961°C).2,3 С постоянно растущим спросом на таких микроволновых компонентов, появилось много стратегий для снижения Ts диэлектриков.3–7 Среди них широко используется идея добавления материалов с низкой температурой плавления, таких как B2O3 и стекло, поскольку это самый дешевый и простой способ реализации. Mg2SiO4 представляет собой типичную низкодобротную (6,8) и высокодобротную (270 000 ГГц) микроволновую керамику, обещающую стать идеальным кандидатом для применения в LTCC с точки зрения многих достоинств, таких как ее дешевизна, простота обработки, химическая стабильность, высокая изолирует даже при более высоких температурах и т.д.5,6,8 Однако его высокая Ts (1500°С) ограничивает практическое использование в СВЧ интегральных схемах. Некоторые стекла, такие как Li2O-B2O3-SiO2 и Li2OMgO-ZnO-B2O3-SiO2 (15 мас. %), могут понизить Ts примерно до 900°C ~ 950°C.5,6 Однако значения Q9f сильно ухудшились при таком высоком количество очков. Более того, при изготовлении LTCC могут возникнуть некоторые непредвиденные проблемы, поскольку исходные материалы и стекла подвергаются различному тепловому расширению, термическому сопротивлению, механической прочности и т. д. Таким образом, более эффективные добавки для спекания необходимы для получения форстеритовой керамики с низким обжигом и хорошей диэлектрической проницаемостью для микроволнового излучения. представления. В работах было показано, что фториды, такие как LiF и MgF2, являются эффективными вспомогательными средствами для спекания керамики CaMg0,9Zn0,1Si2O6.9,10 спекание при 900°C с высокими значениями Q9f (~ 70 000 ГГц).9 Здесь LiF был выбран в качестве добавки для спекания Mg2SiO4, и было исследовано его влияние на характеристики спекания, фазовый состав, микроструктуру и микроволновые диэлектрические свойства Mg2SiO4. …………… IV. Выводы. Новые низкотемпературные микроволновые диэлектрики на основе Mg2SiO4 были синтезированы методом твердофазной реакции. LiF может заметно улучшить процесс спекания Mg2SiO4, в результате чего диапазон температур спекания составляет ~300°C. Что еще более важно, он может снизить температуру уплотнения до ~800°C и сохранить превосходные диэлектрические свойства в микроволновом диапазоне a er ~ 6,81, высокое значение Q9f ~ 167 000 ГГц и a sf ~ 47,9 ppm/°C для образцов, легированных 2 мас.% LiF. . Обладая преимуществами низкой температуры спекания и хорошими диэлектрическими свойствами, эта форстеритовая керамика, легированная LiF, имеет очень хороший потенциал для практических приложений интеграции LTCC.