TWI592384B - Low temperature co-fired microwave dielectric ceramic material and its preparation method - Google Patents

Low temperature co-fired microwave dielectric ceramic material and its preparation method Download PDF

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Description

低溫共燒微波介電陶瓷材料及其製法
本發明係有關一種微波介電材料及其製法，特別係指以低溫共燒陶瓷技術製造出微波介電材料。
隨著目前通訊產業的需求和發展，為達無線通訊模組多功能及輕薄短小的需求，射頻電路的微小化與模組化成了當今產業界的研發重點。微波元件的尺寸與導線之間的間距不斷縮小，使得電子訊號在金屬間傳遞時，因金屬導線間的電阻-電容值增加，而增加了功率消耗與訊號間的交換干擾進而造成訊號的遲緩(RC遲緩)。此外在低溫共燒陶瓷材料與製程技術已廣泛應用在微波元件的應用亦為產業界的關注的關鍵技術，例如：濾波器(Filter)、耦合器(Coupler)、天線(Antenna)等。為了解決RC遲緩之問題並且兼具在低溫共燒陶瓷的特性，本發明揭露一種可與銀或銅等導電金屬低溫共燒的低介電常數的材料來解決此問題。除此之外隨著通訊產業的需求需求量巨增，微波陶瓷材料應用於微波陶瓷電容器全球市場的需球量年成長率約為15%。
目前已知的低介電常數材料係統包含矽酸鹽類(如Sr2SiO4、Ba2SiO4、Mn2SiO4)、鉬酸鹽(SrMoO4、BaMoO4、SrMoO4)與鎢酸鹽類(BaWO4、MgWO4)，皆據有低微波介電常數與及高品質因子，但鉬酸鹽與鎢酸鹽類的材料 昂貴，矽酸鹽類具有低介電常數與低材料成本最具產業應用性。Mg2SiO4具有低的介電常數與高的品質因子240000GHz，但溫度電容係數較高-70(ppm/℃)。
前案CN 1315134C揭露，一種Mg2SiO4-MgTiO3可有效降低溫度電容係數，但其燒結溫度大於1300℃無法應用與低溫共燒製程。另外，Ca2SiO4由研究文獻中得知，其具高品質因子與低介電常數(8.6)，但亦屬高溫燒結材料(>1200℃)，前案CN101429015A亦揭露Mg2SiO4具有低介電常數6到8之間，介電損小於10-5Qf值為160000GHz，可應用於電子線路基板、濾波器、微波基板高頻通信，但因為其燒結溫度高達1300-1500℃，但燒結溫度還是偏高無法與Cu與Ag金屬電極共燒。
前案CN104671776A亦揭露一種含Li的復合氧化物陶瓷Li2Ba3TiO20，其介電常數為28-28.7，品質因子54000~79000GHz，溫度係數約為-7ppm/℃，本化合物之燒結溫度介於1000到1040度C之間，雖然比Mg2SiO4降低了約300度的燒結溫度，但燒結溫度還是偏高無法與Cu、Ag等金屬電極共燒，由於高的燒結溫度限制其產業應用性。
一般降低陶瓷燒結溫度之方法，包括有陶瓷材中加入低熔點氧化物或玻璃質材料，如氧化硼(B2O3)或五氧化二釩(V2O5)等，依靠低熔點氧化物或玻璃質，在較低溫產生熔融液相，使得陶瓷材容易產生燒結反應，而降低原本燒結溫度。然而，上述的方式雖可降低原始陶瓷材的燒結溫度，但由於加入的材料與原材料的特性不同，通常會影響原始材料的特性(如高頻介電特性)，或使得後續加工產生困難。
另，玻璃質材料除了降低溫燒結溫度之外，在高頻積層電容元件製程中，必須將微波介電材料與玻璃材製成漿料，漿料係統中常搭配之黏結劑聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)做為黏結劑，根據先前的研究報告指出[J.Am.Ceram.Soc.,93 3049-3051(2010)]，PVA或PVB與助熔劑氧化硼(B2O3)之間會產生交聯反應形成三維(three dimentional；3-D)網狀凝膠態結構，使漿料黏度大幅度增加，不利於塗佈製程，無法應用於積層電容元件製作。
然而，如何能兼顧低溫燒結製作並維持陶瓷材料的優越電氣特性與可加工性，一直是材料設計上的難題。
為解決上述習知技術之問題，本發明之目的係在於提供一種低溫共燒微波介電陶瓷材料及其製備方法，於900~970℃溫度條件時燒結緻密，並且在大氣氣氛環境與銀金屬共燒以及在惰性氣氛與銅金屬共燒，所述微波介電陶瓷材料具備低介電常數(8~15)、高品質因子特性(Q factor)、低電容-溫度係數等優異特性，可應用在微波介電元件上，如電容器、陶瓷濾波器、陶瓷天線等。
為解決上述習知技術之問題，本發明之另一目的係藉由添加共晶相組成物並開發新的玻璃材料配方達成低溫共燒之目的。(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷粉末，若比例在0.2≦x≦0.7之間，有共晶點之產生。因此，陶瓷粉體原本需要在1300度才能有效燒結緻密，透過共晶相生成，則可以在1150℃燒結緻密。Mg2SiO4與Ca2SiO4皆為具低介電常數之微波介電陶瓷，其共晶相材料具有低介電常數與高品質因子之特性。為進一步調整此材料配方之介電特性，添加劑CaTiO3與CaZrO3，混入配方中。接著，將上述陶瓷材料組成，再進行添加多元組成之 玻璃，藉由玻璃材之液相燒結特性，進而使此陶瓷組成物可達到低溫燒結目標(<1000℃)。
為解決上述習知技術之問題，本發明之另一目的係在於藉由玻璃材料之液相燒結特性，進而使此陶瓷組成物可達到低溫燒結目標，其中玻璃材料係以由氧化鋰(Li2O)、氧化鋇(BaO)、氧化鍶(SrO)、氧化鈣(CaO)、三氧化二硼(B2O3)及二氧化矽(SiO2)之粉末混合，並在範圍1000-1300℃熔融後，得到高化學穩定性的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，所述多元組成之玻璃材料，除可提供陶瓷粉體於較低溫下達到有效燒結緻密之效果，亦具有高結構穩定性，不會與水、甲醇、乙醇、PVA和PVB反應，因此不會有凝膠作用發生；且耐電鍍性佳，方便於積層電容元件製成加工之應用。
本發明提供一種低溫共燒微波介電陶瓷材料，其包含：(a)85wt%至99wt%陶瓷材料，主要係為1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中0.2≦x≦0.7,0.05≦y≦0.2,0.05≦z≦0.4；及(b)1wt%至15wt%玻璃材料，主要係為Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2所示之組成。
較佳者，所述之玻璃材料主要係為Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2所示之組成，其中氧化鋰(Li2O)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的a%，0%a10%；氧化鋇(BaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的b%，1%b15%；氧化鍶(SrO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的c%，1%c11%；氧化鈣(CaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的d%，5%d23%；三氧化二硼(B2O3)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的e%，5%e30%；二氧化矽(SiO2)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的f%，20%f50%，且a+b+c+d+e+f=100%。
較佳者，所述之低溫共燒微波介電陶瓷材料之介電常數範圍介於8至15之間，燒結密度分佈為3.17~3.52(g/cm3)，品質因子分佈為2900~6500，絕緣阻抗特性≧3.5×1012Ω。
本發明提供一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：(a)將微波介電陶瓷與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下混合，其中陶瓷材料係由共晶相組成物之矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體組成，再加入添加劑鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體組成；及(b)將混合後材料於900-970℃進行低溫燒結，燒結時間0.5-4小時。
較佳者，所述之矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體係取氧化鎂(MgO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1300℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之鈦酸鈣(CaTiO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鈦(TiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化
較佳者，所述之鋯酸鈣(CaZrO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鋯(ZrO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料由0-10wt%氧化鋰(Li2O)、1-15wt%氧化鋇(BaO)、1-11wt%氧化鍶(SrO)、5-23wt%氧化鈣(CaO)，5-30wt%三氧化二硼(B2O3)，20-50wt%二氧化矽(SiO2)之粉末組成，於1000-1300℃下熔融2-10小時而形成Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，並進行磨粉細化。
本發明提供另一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：(a)將微波介電陶瓷與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下混合，其中陶瓷材料係由共晶相組成物之矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體組成，再加入添加劑鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體組成；及(b)將混合後材料與銀金屬或銅金屬電極於900-970℃進行低溫共燒，燒結時間0.5-4小時。
較佳者，所述之矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體係取氧化鎂(MgO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1300℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之鈦酸鈣(CaTiO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鈦(TiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化
較佳者，所述之鋯酸鈣(CaZrO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鋯(ZrO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
較佳者，所述之Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料由0-10wt%氧化鋰(Li2O)、1-15wt%氧化鋇(BaO)、1-11wt%氧化鍶(SrO)、5-23wt%氧化鈣(CaO)，5-30wt%三氧化二硼(B2O3)，20-50wt%二氧化矽(SiO2)之粉末組成，於1000-1300℃下熔融2-10小時而形成Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，並進行磨粉細化。
S01~S02‧‧‧步驟流程
S11~S12‧‧‧步驟流程
圖1係為本發明低溫共燒微波介電陶瓷材料之流程圖；圖2係為本發明低溫共燒微波介電陶瓷材料之另一流程圖；及圖3係為玻璃材料之微波介電材料在電鍍後的表面形態的表面形態。
以下將描述具體之實施例以說明本發明之實施態樣，惟其並非用以限制本發明所欲保護之範疇。
本發明之第一實施例提供一種低溫共燒微波介電陶瓷材料，其包含：85wt%至99wt%陶瓷材料及1wt%至15wt%玻璃材料。上述微波介電陶瓷材料介電常數範圍於8~15，屬於低介電常數範圍，且同時具有高品質因子和接近零的溫度頻率係數之微波介電材料，其燒結密度分佈為3.17~3.52(g/cm3)，品質因子分佈為2900~6500，絕緣阻抗特性≧3.5×1012Ω。
所述之陶瓷材料，主要係為1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3。經研究得知，(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料，若比例在0.2≦x≦0.7之間，有共晶點之產生。可將陶瓷材料燒結緻密溫度，由原本1300℃降至1150℃。同時，此共晶相材料亦具有低介電常數與高品質因子之特性。又添加適當的CaTiO3與CaZrO3進一步調整材料燒結後的整體介電特性，得到1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO組成，其中0.2≦x≦0.7,0.05≦y≦0.3,0.02≦z≦0.15。
所述之玻璃材料主要係為Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2所示之組成，其中氧化鋰(Li2O)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的a%，0%a10%；氧化鋇(BaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的b%，1%b15%；氧化鍶(SrO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的c%，1%c11%；氧化鈣(CaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的d%，5%d23%；三氧化二硼(B2O3)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的e%，5%e30%；二氧化矽(SiO2)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的f%，20%f50%，且a+b+c+d+e+f=100%。
參閱圖1所示，本發明之第二實施例提供一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：S01：將陶瓷材料與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下濕式混合，其中陶瓷材料由共晶相組成物及添加劑組成，該共晶相組成物係矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體所組成，該添加劑係鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體所組成；及S02：將混合後材料於900-970℃進行低溫燒結，燒結時間0.5-4小時。
所述陶瓷材料由矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體、矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體、鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體所組成。其中，矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體的製備，依造其化學劑量比秤取氧化鎂(MgO)和二氧化矽(SiO2)之材料，並且在900至1300℃下進行4-10小時之煅燒，得到產物後再進行磨粉細化。矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體的製備，依造其化學劑量比秤取氧化鈣(CaO)和二氧化矽(SiO2)之材料，並且在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒，得到產物後再進行磨粉細化。鈦酸鈣(CaTiO3)粉體的製備，依造其化學劑量比秤取氧化鈣(CaO)和二氧化鈦(TiO2)之材料，並且在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒，得到產物後再進行 磨粉細化。鋯酸鈣(CaZrO3)粉體的製備，依造其化學劑量比秤取氧化鈣(CaO)和二氧化鋯(ZrO2)之材料，並且在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒，得到產物後再進行磨粉細化。
所述玻璃材料製備上由0-10wt%氧化鋰(Li2O)、1-15wt%氧化鋇(BaO)、1-11wt%氧化鍶(SrO)、5-23wt%氧化鈣(CaO)，5-30wt%三氧化二硼(B2O3)，20-50wt%二氧化矽(SiO2)之粉末組成，於1000-1300℃下熔融2-10小時而形成Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，得到產物後再進行磨粉細化。此玻璃材料特性上，除了提供與陶瓷材料共燒時提供優越的液相燒結特性外，並具有高化學穩定性：不易水解於水或酒精中、不易與黏結劑等起反應作用，亦不會於電鍍液(銅、鎳或錫)中腐蝕。此玻璃材料不易與陶瓷反應產生其他二次相出現。
將矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體、矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體、鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體和Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料。在室溫下，並添加如水、酒精、分散劑等進行濕式混合，混合2小時之後過濾乾燥。混合後材料於900-970℃進行低溫燒結，並可與銀金屬或銅金屬電極共燒，燒結時間0.5-4小時，具有介電常數範圍於8~15，屬於低介電常數範圍，且同時具有高品質因子和接近零的溫度頻率係數之微波介電材料，其燒結密度分佈為3.17~3.52(g/cm3)，品質因子分佈為2900~6500，絕緣阻抗特性≧3.5×1012Ω。
參閱圖2所示，本發明之第三實施例提供另一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：S11：將陶瓷材料與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下濕式混合，其中陶瓷材料由共晶相組成物及添加劑組成，該共晶相組成物係 矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體所組成，該添加劑係鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體所組成；及S12：將混合後材料與銀金屬或銅金屬電極於900-970℃進行低溫共燒，燒結時間0.5-4小時。
本發明之第三實施例陶瓷材料與玻璃材料的製備方式同第二實施例，於本實施例中不在贅述。
根據本發明配方：85wt%至99wt%陶瓷材料，1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO31與1wt%至15wt%玻璃材料比例之Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料混合，在不同x、y和z比例之陶瓷材料與不同之玻璃/陶瓷成份比例，進行混合製作後壓製成錠，並塗佈銀金屬或銅金屬電極與材料配方共燒，各別陶瓷組成燒結後之物性與介電性質，如表一所示。其中，品質因子量測為方式為利用電容儀於1MHz交流信號下，外加偏壓1Vrms方式，量測燒結體之散逸係數(Dispassion Factor，DF)，並予以倒數而得之；溫度-電容偏移係數(Temperature-Capacitance Coefficient，△C/C)量測，則以室溫25度C下所測的之元件電容值為基準，觀察於-55℃~125℃溫度範圍下電容值變異△C，進而得到△C/C。
實驗1-1：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.23(g/cm3)；品質因子(Q)分為6250；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.5以及-14ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.2×1012Ω。
實驗1-2：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於915℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.17(g/cm3)；品質因子(Q)分為5882；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.1以及-15ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.2×1012Ω。
實驗1-3：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.28(g/cm3)；品質因子(Q)分為6666；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.6以及18ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.4×1012Ω。
實驗1-4：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於910℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.22(g/cm3)；品質因子(Q)分為6250；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.5以及19ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.4×1012Ω。
實驗1-5：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為 3.35(g/cm3)；品質因子(Q)分為4762；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及46ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.9×1012Ω。
實驗1-6：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於905℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.32(g/cm3)；品質因子(Q)分為4545；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.9以及37ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.5×1012Ω。
實驗1-7：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.34(g/cm3)；品質因子(Q)分為4347；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.9以及47ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.7×1012Ω。
實驗1-8：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.2時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於900℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.31(g/cm3)；品質因子(Q)分為4167；介電常數與電容-溫度係數則分別為12以及40ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.8×1012Ω。
實驗2-1：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬 電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.25(g/cm3)；品質因子(Q)分為5263；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.4以及-17ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.9×1012Ω。
實驗2-2：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於915℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.21(g/cm3)；品質因子(Q)分為5000；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.1以及-15ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.3×1012Ω。
實驗2-3：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.30(g/cm3)；品質因子(Q)分為5555；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.7以及17ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.6×1012Ω。
實驗2-4：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於910℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.25(g/cm3)；品質因子(Q)分為5263；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.6以及18ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.7×1012Ω。
實驗2-5：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中 y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.38(g/cm3)；品質因子(Q)分為4545；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及46ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.8×1012Ω。
實驗2-6：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於905℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.42(g/cm3)；品質因子(Q)分為4347；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.6以及44ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.9×1012Ω。
實驗2-7：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.37(g/cm3)；品質因子(Q)分為3846；介電常數與電容-溫度係數則分別為14.2以及47ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.4×1012Ω。
實驗2-8：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.4時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於900℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.40(g/cm3)；品質因子(Q)分為3704；介電常數與電容-溫度係數則分別為14以及46ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.9×1012Ω。
實驗3-1：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.28(g/cm3)；品質因子(Q)分為4545；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.5以及-17ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.3×1012Ω。
實驗3-2：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於915℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.25(g/cm3)；品質因子(Q)分為4347；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.2以及-19ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.3×1012Ω。
實驗3-3：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.36(g/cm3)；品質因子(Q)分為4762；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.6以及15ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.7×1012Ω。
實驗3-4：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於910℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為 3.32(g/cm3)；品質因子(Q)分為4545；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.5以及14ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.2×1012Ω。
實驗3-5：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.45(g/cm3)；品質因子(Q)分為3846；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及45ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.9×1012Ω。
實驗3-6：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於905℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.41(g/cm3)；品質因子(Q)分為3571；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.7以及45ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.9×1012Ω。
實驗3-7：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.44(g/cm3)；品質因子(Q)分為3704；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.9以及46ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.4×1012Ω。
實驗3-8：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.5時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬 電極於900℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.42(g/cm3)；品質因子(Q)分為3448；介電常數與電容-溫度係數則分別為12以及47ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.0×1012Ω。
實驗4-1：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.31(g/cm3)；品質因子(Q)分為4000；介電常數與電容-溫度係數則分別為8.5以及-19ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.3×1012Ω。
實驗4-2：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.05,z=0.02，混合1wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於915℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.26(g/cm3)；品質因子(Q)分為3846；介電常數與電容-溫度係數則分別為7.9以及-15ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.1×1012Ω。
實驗4-3：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.41(g/cm3)；品質因子(Q)分為4167；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.6以及14ppm/℃；絕緣阻抗特性為6.7×1012Ω。
實驗4-4：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中 y=0.1,z=0.05，混合5wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於910℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.31(g/cm3)；品質因子(Q)分為4000；介電常數與電容-溫度係數則分別為9.4以及15ppm/℃；絕緣阻抗特性為6.2×1012Ω。
實驗4-5：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.50(g/cm3)；品質因子(Q)分為3448；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及45ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.8×1012Ω。
實驗4-6：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.2,z=0.1，混合10wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於905℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.43(g/cm3)；品質因子(Q)分為3226；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.6以及39ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.7×1012Ω。
實驗4-7：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銅金屬電極於970℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.52(g/cm3)；品質因子(Q)分為3125；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.9以及46ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.6×1012Ω。
實驗4-8：當(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4陶瓷材料在x等於0.7時，搭配不同添加比例1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中y=0.3,z=0.15，混合15wt%的Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，與銀金屬電極於900℃共燒試作，所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.46(g/cm3)；品質因子(Q)分為2941；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及44ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.3×1012Ω。
如表一所示，可發現隨玻璃添加量增加，燒結體密度略為上升，燒結密度分佈為3.17~3.52(g/cm3)；品質因子特性與高微波特性主材添加比例和燒結後緻密度有關，品質因子分佈為2914~6250；介電常數與電容-溫度係數則分別落於：8.1~14.2以及-19~46ppm/℃。整體而言，經與銀或銅金屬共燒後，燒結後材料具有低介電常數特性，且有高品質因子、優越溫度電容係數與絕緣阻抗特性(≧3.7×1012Ω)。
參閱表二，當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt%比例之不同配方Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於900℃之燒結特性結果。玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的a%，0%a%10%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的b%，1%b%15%；SrO，其重量百分比為玻璃總組成的c%，1%c%11%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的d%，5%d%23%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的e%，5%e%30%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的f%，20%f%50%，其中a%+b%+c%+d%+e%+f%+h%=100%
實驗5-1：當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt% Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於970℃與銅金屬電極共燒試作。其中，玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的10%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的10%；SrO，其重量百分比為玻璃總組成的11%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的14%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的5%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的50%。所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.45(g/cm3)；品質因子(Q)分為3846；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及45ppm/℃；絕緣阻抗特性為4.9×1012Ω。
實驗5-2：當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt% Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於935℃與銅金屬電極共燒試作。其中，玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的9%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的1%；SrO，其重量百分比為玻璃總組成的10%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的5%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的29%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的46%。所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.4(g/cm3)；品質因子(Q)分為3923；介電常數與電容-溫度係數則分別為12.3以及40ppm/℃；絕緣阻抗特性為5.9×1012Ω。
實驗5-3：當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt% Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於960℃與銅金屬電極共燒試作。其中，玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的8%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的10%；SrO， 其重量百分比為玻璃總組成的8%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的19%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的20%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的35%。所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.35(g/cm3)；品質因子(Q)分為4005；介電常數與電容-溫度係數則分別為12.6以及35ppm/℃；絕緣阻抗特性為6.2×1012Ω。
實驗5-4：當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt% Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於930℃與銅金屬電極共燒試作。其中，玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的5%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的14%；SrO，其重量百分比為玻璃總組成的10%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的23%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的28%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的20%。所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.38(g/cm3)；品質因子(Q)分為4265；介電常數與電容-溫度係數則分別為11.8以及37ppm/℃；絕緣阻抗特性為7.9×1012Ω。
實驗5-5：當90wt%比例0.7[0.5Mg2SiO4-0.5Ca2SiO4]-0.2CaTiO3-0.1CaZrO3陶瓷材料混合10wt% Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃材料於920℃與銅金屬電極共燒試作。其中，玻璃粉添加Li2O-BaO-SrO-CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃的成分為：Li2O，其重量百分比為玻璃總組成的0%；BaO，其重量百分比為玻璃總組成的15%；SrO，其重量百分比為玻璃總組成的1%；CaO，其重量百分比為玻璃總組成的17%；B2O3，其重量百分比為玻璃總組成的30%；SiO2，其重量百分比為玻璃總組成的37%。所製得低溫共燒微波介電陶瓷材料其燒結密度分佈為3.33(g/cm3)；品質因 子(Q)分為4201；介電常數與電容-溫度係數則分別為12.5以及40ppm/℃；絕緣阻抗特性為3.9×1012Ω。
如表二所示，品質因子分佈為3846~4065；介電常數與電容-溫度係數則分別落於：11.8~12.5以及35~45ppm/℃。整體而言，銅金屬共燒後，燒結後材料具有低介電常數特性，且有高品質因子、優越溫度電容係數與絕緣阻抗特性(≧3.7×1012Ω)並加入。酒精與甲苯(1：1)及聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral；PVB)製成陶瓷漿料具高穩定性，不會與乙醇和PVB反應，因此不會有凝膠作用發生，漿料黏度350~450cps；且燒結完成之陶瓷體耐電鍍性佳，圖三為微波介電材料在電鍍後的表面形態，無表面腐蝕發生，可用於於積層電容元件製成加工之應用。
綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統結構所不及之功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。
S01~S02‧‧‧步驟流程
S11~S12‧‧‧步驟流程

Claims (7)

  1. 一種低溫共燒微波介電陶瓷材料，其包含：(a)85wt%至99wt%陶瓷材料，主要係為1-y-z[(1-x)Mg2SiO4-xCa2SiO4]-yCaTiO3-zCaZrO3，其中0.2≦x≦0.7,0.05≦y≦0.2,0.05≦z≦0.4；及(b)1wt%至15wt%玻璃材料，主要係為Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2所示之組成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低溫共燒微波介電陶瓷材料，其中該玻璃材料主要係為Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2所示之組成，其中氧化鋰(Li2O)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的a%，0%a10%；氧化鋇(BaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的b%，1%b15%；氧化鍶(SrO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的c%，1%c11%；氧化鈣(CaO)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的d%，5%d23%；三氧化二硼(B2O3)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的e%，5%e30%；二氧化矽(SiO2)，其重量百分比佔玻璃材料總組成的f%，20%f50%，且a+b+c+d+e+f=100%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之低溫共燒微波介電陶瓷材料，其中該低溫共燒微波介電陶瓷材料之介電常數範圍介於8至15之間，燒結密度分佈為3.17~3.52(g/cm3)，品質因子分佈為2900~6500，絕緣阻抗特性≧3.7×1012Ω。
  4. 一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：(a)將陶瓷材料與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下濕式混合，其中陶瓷材料由共晶相組成物及添加劑組成，該共晶相組成物係 矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體所組成，該添加劑係鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體所組成；及(b)將混合後材料於900-970℃進行低溫燒結，燒結時間0.5-4小時。
  5. 一種低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，係包含：(c)將陶瓷材料與Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料於室溫下濕式混合，其中陶瓷材料由共晶相組成物及添加劑組成，該共晶相組成物係矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體及矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體所組成，該添加劑係鋯酸鈣(CaZrO3)粉體及鈦酸鈣(CaTiO3)粉體所組成；及(d)將混合後材料與銀金屬或銅金屬電極於900-970℃進行低溫共燒，燒結時間0.5-4小時。
  6. 如申請專利範圍第4或5項所述之低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，其中矽酸鎂(Mg2SiO4)粉體係取氧化鎂(MgO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1300℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化；矽酸鈣(Ca2SiO4)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化矽(SiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化；鈦酸鈣(CaTiO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鈦(TiO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化；鋯酸鈣(CaZrO3)粉體係取氧化鈣(CaO)和二氧化鋯(ZrO2)之材料，在900至1200℃下進行4-10小時之煅燒後再進行磨粉細化。
  7. 申請專利範圍第4或5項所述之低溫共燒微波介電陶瓷材料的製備方法，其中Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料由0-10wt%氧化鋰(Li2O)、1-10wt%氧化鋇(BaO)、1-10wt%氧化鍶(SrO)、5-20wt%氧化鈣(CaO)、5-30wt% 三氧化二硼(B2O3)及10-50wt%二氧化矽(SiO2)之粉末組成，於1000-1300℃下熔融2-10小時而形成Li2O-BaO-SrO-CaO-B2O3-SiO2玻璃材料，並進行磨粉細化。
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