[發(fā)明專利]一種低溫共燒陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811612638.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN111377721B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙相毓;林慧興;張奕;何飛;姚曉剛;姜少虎;顧忠元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): C04B35/16
• 分類號(hào): C04B35/16
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

本發(fā)明涉及一種低溫共燒陶瓷材料及其制備方法，所述低溫共燒陶瓷材料的化學(xué)組成為x ABZSL玻璃?(1?x)Zn₂SiO₄，其中5.0 wt％≤x≤60.0 wt％；ABZSL玻璃的組分包括10.0～30.0 mol%Al₂O₃、30.0～45.0 mol%B₂O₃、25.0～35.0 mol%ZnO、5.0～15.0 mol%SiO₂、2.0～10.0 mol%La₂O₃，ABZSL玻璃中各組分摩爾百分比之和為100mol%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫共燒陶瓷材料及其制備方法，屬于電子陶瓷材料及其制造使用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低溫共燒陶瓷是近四十年來開發(fā)的新型材料技術(shù)，他匯集了高溫共燒陶瓷技術(shù)和厚膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)高集成度、高性能電子封裝的主流技術(shù)，與傳統(tǒng)的印制電路板相比，低溫共燒基板具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱導(dǎo)率，低溫共燒基板的介電常數(shù)低，具有更好的高頻性能，陶瓷能與高電導(dǎo)金屬在空氣中共燒，減少了電路損耗，導(dǎo)線可以做的更細(xì)，更有利于高密度、高集成布線，有利于器件的小型化，集成化，所以對(duì)高性能低溫共燒陶瓷材料的需求越來越迫切。

另外現(xiàn)有的低溫共燒材料難以系列化，介電損耗和溫度系數(shù)過大導(dǎo)致了難以批量生產(chǎn)和發(fā)展。

綜上所說，低介電常數(shù)，低損耗，性能穩(wěn)定的低溫共燒材料及其制備方法是我們研究的重中之重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過將低熔點(diǎn)的微晶玻璃與具有良好微波介電性能的微波介質(zhì)陶瓷復(fù)合，使得到的復(fù)合材料滿足900℃以下燒結(jié)的同時(shí)，具有可調(diào)的介電常數(shù)及損耗低于4×10^-4的低溫共燒陶瓷材料。

一方面，本發(fā)明提供了一種低溫共燒陶瓷材料，所述低溫共燒陶瓷材料的化學(xué)組成為x ABZSL玻璃-(1-x)Zn₂SiO₄，其中5.0wt％≤x≤60.0wt％；ABZSL玻璃的組分包括10.0～30.0mol％Al₂O₃、30.0～45.0mol％B₂O₃、25.0～35.0mol％ZnO、5.0～15.0mol％SiO₂、2.0～10.0mol％La₂O₃，ABZSL玻璃中各組分摩爾百分比之和為100mol％；優(yōu)選地，所述ABZSL玻璃的組分為20.0mol％Al₂O₃、35.0mol％B₂O₃、30.0mol％ZnO、9.0mol％SiO₂、6.0mol％La₂O₃。

本發(fā)明中通過調(diào)節(jié)復(fù)合材料中ABZSL玻璃的質(zhì)量百分比來實(shí)現(xiàn)調(diào)控復(fù)合材料的燒結(jié)溫度和介電常數(shù)，最終獲得燒結(jié)溫度低，介電常數(shù)可調(diào)的低溫共燒材料，其主要機(jī)理是ABZSl玻璃的轉(zhuǎn)變溫度低于700℃，導(dǎo)致了復(fù)合材料可以在900℃燒結(jié)，同時(shí)ABZSL玻璃冷卻過程中析出少量的析晶相是LaAlO₃，其品質(zhì)因數(shù)Q×f＝68000GHz，提高了復(fù)合材料的品質(zhì)因數(shù)。此外，ABZSL玻璃的介電常數(shù)是3，根據(jù)混合法則可以把復(fù)合材料的介電常數(shù)降低。

較佳地，所述低溫共燒陶瓷材料在室溫(25℃)下測試介電常數(shù)為4.3～6.3，介電損耗正切角＜4×10^-4，品質(zhì)因數(shù)為10000～44000gHz，諧振頻率溫度系數(shù)為-35.5～-10.2ppm/℃。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種如上所述的低溫共燒陶瓷材料的制備方法，包括：