[發明專利]低溫快速燒成高頻低損耗玻璃陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 200810124200.2
• 申請日: 2008-06-17
• 公開（公告）號: CN101298368A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 王庭慰;邵海彬;張其土
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明涉及一種低溫快速燒成高頻低損耗玻璃陶瓷及其制備方法，屬于陶瓷 材料領域。

背景技術

低溫快速燒成技術是各類陶瓷制品制備技術的發展趨勢。低溫快速燒成技術 能夠大大減少能量消耗、提高生產效率、降低成本、擴大原料來源等諸多優點。 在全球范圍內，不論是日用陶瓷，還是用于高新技術領域的陶瓷制品，研究人員 都在努力降低其燒成溫度，縮短燒成周期，而所得制品的性能卻與傳統方法相近， 甚至優于傳統制品。低溫共燒陶瓷(Low?Temperature?co-fired?Ceramics，LTCC) 技術是低溫快速燒成技術的重要應用之一。LTCC最初是由休斯公司于1982年開 發的新材料技術，用于實現高集成度、高性能電子制品的封裝。LTCC采用低熔 點高電導率的銀、銅等金屬布線，不僅改變了高溫共燒陶瓷不得不采用低電導率 高熔點的鎢、鉬、錳等金屬的無奈局面，而且可以通過調整LTCC基片組成獲得 不同物理與電氣性能的材料，使之成為備受關注的熱點課題之一。

在全球范圍內，只有美國等少數國家對LTCC材料進行了深入的研究，并在 高頻微電子領域的實際生產中得到廣泛應用。但他們制備玻璃料的溫度較高，對 熔制設備的材質有較高的要求，且其制品的燒成溫度也相對較高。我國雖然在 LTCC方面的研究起步較晚，但逐漸受到重視并取得明顯進展。目前，國內外在 制備LTCC材料時，都采用慢速升降溫的燒成制度，大大延長了生產周期。而沒 有在高溫直接保溫、室溫快速冷卻方面的研究。

發明內容

本發明的目的在于降低玻璃料的熔制溫度，進一步降低制品的燒成溫度，通 過高溫直接保溫、室溫快速冷卻實現低溫燒成和快速燒成的結合，提供一種低溫 快速燒成高頻低損耗的玻璃。本發明的另一個目的是提供上述玻璃的制備方法。

本發明的技術方案為：一種低溫快速燒成高頻低損耗玻璃陶瓷，其特征在于 其原料組份和各組份占原料總量的重量百分比分別為：玻璃料85～95％，粘結劑 5～15％。

其中上述的玻璃料由硼硅酸鹽系玻璃、鈣硅硼系玻璃和成核劑組成；其中硼 硅酸鹽系玻璃占玻璃料總重量的50～90％，鈣硅硼系玻璃占玻璃料總重量的5～ 45％，成核劑占玻璃料總量的0.5～10％。

所述的硼硅酸鹽系玻璃料化學組份和各組份占硼硅酸鹽系玻璃總量的重量 百分比分別為：CaO?30～50％，SiO₂?10～30％，B₂O₃?20～55％，ZnO?0.5～10％，MgO 0.5～10％；所述的鈣硅硼系玻璃料化學組份和各組份占鈣硅硼系玻璃總量的重量 百分比分別為：SiO₂?50～60％，B₂O₃?10～30％，CaO?5～25％，Na₂O?0.5～2％，Li₂O 0.5～2％，K₂O?0.5～2％；所述的成核劑至少為TiO₂、ZrO₂或MoO₃中的任意一種。

所述的粘結劑為蒸餾水或聚乙烯醇水溶液(市售)。

本發明還提供了上述的低溫快速燒成高頻低損耗玻璃的制備方法，其制備的 具體步驟如下：

A.分別按硼硅酸鹽系玻璃配方稱取CaCO₃、SiO₂、H₃BO₃、ZnO和MgO，按鈣 硅硼系玻璃配方稱取SiO₂、H₃BO₃、CaCO₃、Na₂O、Li₂O、和K₂O，混合均勻；

B.分別在鉑金坩堝內加熱保溫，使其完全熔化和均勻化，倒入蒸餾水中得 到透明的碎玻璃；

C.分別將得到的碎玻璃經濕法球磨得到硼硅酸鹽和鈣硅硼玻璃粉末；

D.按硼硅酸鹽玻璃占玻璃料總重量的50～90％，鈣硅硼系玻璃占玻璃料總 重量的5～45％的比例稱取上述步驟C所制得的硼硅酸鹽和鈣硅硼玻璃粉末，再 加入占玻璃料總量的0.5～10％的成核劑，在球磨罐中混合3～6h得玻璃料；