[發明專利]發光低溫共燒陶瓷粉和其制備方法、及發光低溫共燒陶瓷

有效

• 申請號: 201010171857.1
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101857423A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 周濟;丁友誼;劉世香;王睿
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00;C04B35/626;C03C10/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明涉及一種低溫共燒陶瓷粉及其制備方法以及發光低溫共燒陶瓷，尤其是涉及一種發光低溫共燒陶瓷粉及其制備方法。

背景技術

近年來，在半導體技術飛速發展的帶動下，電子元器件不斷向小型化、集成化和高頻化方向發展。選擇適當的能與銀等導電材料在不超過900℃的溫度下低溫共燒的陶瓷，從而制作多層元件或把無源器件埋入多層電路基板中，成為上述趨勢的必然要求，作為無源集成元件主要介質材料的低溫共燒陶瓷也因此成為一種重要的發展趨勢。

目前，低溫共燒陶瓷LTCC(Low?Temperature?Co-fired?Ceramic)材料主要是將適量燒結助劑引入介質陶瓷系統后，利用液相燒結機制促進材料的致密化，所述燒結助劑通常為低熔點氧化物或低熔點玻璃。例如，在CaO-B₂O₃體系中加入B₂O₃、Bi₂O₃等可使燒結溫度下降至950℃。

另一方面，發光材料廣泛應用于各種顯示和照明技術上，新型發光材料的研制對于發光器件性能的改善以及新顯示技術都有重要意義。

然而，LTCC技術應用的主要領域是半導體照明技術，但是當目前尚無既滿足LTCC工藝要求又能夠發光的材料。

而Sol-Gel法是金屬有機或無機化合物經過溶液到溶膠再變為凝膠而固化，此后經熱處理而成氧化物或其他化合物的方法。它與傳統的高溫固相反應相比，具有起始反應活性高、各組份相互混合時均勻性好、合成溫度低、節省能源等明顯優點，是合成高純度、高熔點的優良堿土金屬硅酸鹽發光材料的必要條件。

但目前為止，還沒有關于Sol-Gel法制備LTCC發光陶瓷方面的公開報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低溫共燒陶瓷粉及其制備方法，以及由所述低溫共燒陶瓷粉燒結所得的低溫共燒陶瓷，所述低溫共燒陶瓷的燒結溫度低，介電常數可控，介電損耗低，機械強度高，且同時具有一定的發光強度。

根據本發明的一個方面，提供一種低溫共燒陶瓷粉，含有15～20mol％的CaCO₃和60～70mol％的Si(OC₂H₅)₄、10～25mol％的B₂O₃、3～11mol％的光激活劑、0.9～3.2mol％的敏化劑以及電荷補償劑經煅燒形成，其中，所述敏化劑對于所述光激活劑的發光具有敏化作用，所述電荷補償劑的含量等于所述光激活劑與所述光敏化劑的總和。

根據本發明的另一個方面，提供一種低溫共燒陶瓷粉，其中，上述光激活劑為Eu₂O₃或EuNO₃，所述敏化劑為Bi₂O₃或BiNO₃，所述電荷補償劑為LiCO₃或LiNO₃。

根據本發明的另一個方面，提供一種低溫共燒陶瓷，其由上述任意一種發光低溫共燒陶瓷粉經燒結形成。

根據本發明的另一個方面，還提供一種發光低溫共燒陶瓷粉的制備方法，其包括以下步驟：

1)制備凝膠的步驟，

首先，將原料CaCO₃、光激活劑、對所述光激活劑所發的光具有敏化作用的敏化劑、電荷補償劑以及燒結助劑粉末放入大燒杯中并加入HNO₃使其溶解至澄清，再加入溶于熱水的H₃BO₃制備無機溶液，

其后，把乙醇倒入Si(OC₂H₅)₄中制備有機溶液，并加入相當于有機溶液體積的10％適量CH₃COOH做穩定劑，其中Si(OC₂H₅)₄與乙醇的體積比為1∶1，

然后，把所述無機溶液緩慢倒入所述有機溶液中，采用硝酸做催化劑并用硝酸調整溶液pH值使其為2.左右，在75℃的水浴中攪拌90min制備凝膠，