微波介质陶瓷主要是应用于微波频段(主要是 UHF、SHF 频段：300 MHz～300 0GHz)电路中作为介质材料完成一种或多种功能的陶瓷材料，它主要应用于制备谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等电子元器件。随着科学技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加和人们对无线通信的日益要求，卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统的使用已成为当前通信技术发展的必然趋势^[1]。而通信设备和便携式终端正趋向小型、轻量、薄型、高频、多动能、高性能发展，以低温共烧陶瓷(low-temperature co-fired ceramic，LTCC)技术为基础的多层结构设计可有效减小器件体积，是实现元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本发展的重要途径。它采用厚膜材料^[2]，根据预先设计的结构，将电极材料、基板、电子器件等一次性烧成,是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术。

微波介质陶瓷微波介质陶瓷是电介质材料的一种，具有电介质材料的基本性质，电介质理论也基本适合微波介质陶瓷材料。微波介质陶瓷是用于微波频段下的电介质陶瓷材料，其介电性能可用介电常数 ε_r、品质因数 Q（或损耗角正切 tanδ）、谐振频率温度系数 τ_f三个主要性能参数来衡量。介电常数 ε_r将陶瓷材料原子尺度上的极化现象同宏观上可测量的介电性能(包括极化和电容等)联系起来。品质因数 Q 是微波系统中能量损耗的一个基本度量标准。微波谐振器由四种类型损耗组成：介质损耗，导体损耗，辐射损耗和外部损耗。对于介电常数高些的材料，其Q#215;f 值也就小一些。谐振频率温度系数 τ_f，是评价谐振器热稳定性的参数，即谐振频率随温度变化的漂移程度。

根据陶瓷材料介电常数的大小，可将陶瓷材料体系划分为：高介电常数、中介电常数和低介电常数三类。高科技电子产品的迅猛发展，推动着陶瓷材料向两个方向发展：

高介电常数陶瓷体系：用作储能材料，满足经济发展对新型储能元器件发展的要求；低介电常数、高自谐振频率陶瓷体系：低介微波陶瓷材料具有介电常数低、自谐振频率高的特点，适合微波/毫米波应用。随着通信及雷达技术的快速发展，微波介质谐振器朝着微波高端发展介电常数小于15的微波介质陶瓷体系具有高的Q值，但同时又具有较大的负的谐振频率温度系数。人们总是希望在一种材料里获得优异的微波介电性能，实际情况却是当其中一种性能获得改善时其它一种或两种性能就会恶化。且研究发现该体系材料的烧结温度很高，若采用微量的添加剂进行改善其烧结性能时，即而达到实用化的目的。中等介电常数和值的微波介质陶瓷其介电常数一般40左右，这类微波介质陶瓷的介电常数居中，Q值较高，做成的谐振器选频好、插人的损耗低是用来做LTCC微波介质天线的首选材料。要获得介电常数居中值较高且温度稳定性优异的低温烧结的微波介质陶瓷可以通过以下方式实现：（1）在微波介质陶瓷里加入氧化物或低熔点的玻璃来实现；（2）寻求新的固有烧结温度比较低的微波介质陶瓷材料体系。高介电微波介质陶瓷主要指介电常数分布在60左右的微波陶瓷，研究发现高介电微波介质陶瓷Q值较小，通过适当的掺杂改性可将介电常数提高，在适当的配方和工艺条件下，同时可以获得较高的Q值和较低的烧结温度^[3]。

而随着电子器件小型轻便化的发展，LTCC技术也越来越成熟，这也要求微波介质陶瓷材料具有低的烧结温度。这些都成为了近十年来低烧结温度低介高微波介质陶瓷倍受关注的原因，电子市场和科学研究的兴趣都倾向于开发具有以上特性的新的材料体系，来满足电子元器件对性能要求的提高。LTCC 技术是上世纪 80 年代中期出现的一种新型多层基板工艺技术，采用了独特的材料体系，故其烧结温度低，可与金属导体共烧，从而提高了电子器件性能。同时，由于采用了独特的多层共烧工艺，从而极大地降低了工艺复杂性，提高了元件的可靠性^[4]。

目前,低温共烧陶瓷材料实现的方法主要有4种：①掺入适量的烧结助剂(低熔点氧化物或低熔点玻璃)进行液相活性烧结，即陶瓷十玻璃复合体系；②采用化学法制取表面活性高的粉体；③尽可能采用颗粒度细、主晶相合成温度低的材料；④采用微晶玻璃或非晶玻璃。

LTCC材料对电路性能起关键作用的主要是介质损耗、介电常数、绝缘电阻和介质强度。对于发射和接收信号来说低损耗是需要的，而低介电常数对高速信号处理也很重

要。同时，高绝缘电阻和介质强度也是所要求的，这些特性与化学成分、工艺和导电材料等紧密相连。

有关低介微波陶瓷材料的合成、应用是近年来的研究热点之一，主要的研究体系有Al₂O₃^[5]系、ZnO-TiO₂^[6]系、MgO-TiO₂^[7]系、Zn₂SiO₄^[8]系、MgO-SiO₂^[9]系、CaSiO₃^[10]系、Mg₄Nb₂O₉^[11]系。而LiAlSiO₄低介微波陶瓷则是隶属于Al₂O₃陶瓷体系的一种，本文着力研究LiAlSiO₄低介微波陶瓷，确定其配方体系，制备LiAlSiO4系低介陶瓷；研究LiAlSiO4系低介陶瓷在不同添加剂组成以及不同烧结温度下的烧结性能和介电性能。以降低生产成本、减少能耗、能够满足与高导电率的金属电极材料（如银、铜、镍等）共烧的低温烧结微波介质陶瓷的研究和开发是今后发展的方向^[12]。常用的低温化方法有：选择固有烧结温度低的体系、掺加适当的氧化物或低熔点玻璃等烧结助剂、熔盐法、湿法合成、烧结工艺的改进、采用超细粉粒做原料降低烧结温度等。其中，利用掺加烧结助剂来实现微波介质陶瓷的低温烧结是最常见和经济的一种方法。微波介质陶瓷作为LTCC技术的关键基础材料之一应具备以下性能^[13]:(1)烧结温度低于1000℃;(2)介电常数εr在2～ 2000之间变化;(3)品质因数Q值较高,一般需满足Qgt;1000,以保证优良的选频特性和降低器件在高频下的插入损耗;(4)谐振频率温度系数τf近于零;(5)具有较好的热稳定

性;(6)陶瓷与金属电极(Cu/Ag)无界面反应,且二者的烧结收缩匹配;(7)陶瓷材料配方应有利于工艺流程。