[發(fā)明專利]一種低損耗低溫共燒陶瓷生瓷帶及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110267524.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113045204B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李超;柳小燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽華封電子科技有限公司
• 主分類號(hào): C03C10/00
• 分類號(hào): C03C10/00;C03B19/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及電子陶瓷材料低溫共燒陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種低損耗低溫共燒陶瓷生瓷帶及其制備方法。本發(fā)明提供了一種低損耗低溫共燒陶瓷生瓷帶及其制備方法，采用兩種不同軟化溫度的硼酸鹽晶化玻璃(玻璃A和玻璃B)以及一種或兩種亞價(jià)的金屬氧化混合形成。其中晶化玻璃A為低軟化溫度的硼酸鹽晶化玻璃，A的組成為：CaO?B2O3?SiO2?M′xOy。其中M′xOy為P、Zr、Zn、Nb、Na、K中的一種或多種金屬氧化混合物。晶化玻璃B為高軟化溫度的硼酸鹽晶化玻璃，B的組成為：CaO?B2O3?SiO2?M″xOy。其中M″xOy為Al、Mg、Zr中的一種或多種金屬氧化混合物。生瓷帶的組成為50?70晶化玻璃粉0.1?2亞價(jià)的金屬氧化物，30?50有機(jī)粘合。該生瓷帶介電常數(shù)5.5?6.5，介電損耗低于0.002(40GHz)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子陶瓷材料低溫共燒陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種低損耗低溫共燒陶瓷生瓷帶及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著微波/毫米波應(yīng)用需求的快速增長(zhǎng)，特別是應(yīng)用頻率越來(lái)越高，要求材料和導(dǎo)體在應(yīng)用頻率范圍內(nèi)具有低的損耗，低溫共燒陶瓷因具有低的導(dǎo)體損耗(金、銀)和高的可靠性介質(zhì)層，是高密度封裝、微波/毫米波封裝最佳選擇之一。

通常采用硼硅酸鹽玻璃加陶瓷填充相(例如Al₂O₃)，LTCC材料具有較高的強(qiáng)度，但由于玻璃中含有較大量的如Pb、Ba等重金屬元素，在高頻使用下介質(zhì)損耗較大。

CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃體系具有較低的介質(zhì)損耗，目前的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃體系LTCC材料大多采用單一的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃或CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃加CaB₂O₄或CaSiO₃陶瓷填充相組成。由于CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃在燒結(jié)過(guò)程中800℃-850℃析晶，LTCC基板中玻璃量迅速減少，LTCC基板的燒結(jié)范圍變窄，LTCC材料與燒導(dǎo)體結(jié)匹配性不好，LTCC基板平整度難以控制。

通常高硼含量的玻璃，燒結(jié)溫度控制不好，Ag導(dǎo)體邊緣會(huì)出現(xiàn)發(fā)黃現(xiàn)象。主要是由于Ag+硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)擴(kuò)散造成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低損耗低溫共燒陶瓷生瓷帶及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

本發(fā)明采用兩種不同軟化溫度的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃，晶化玻璃A和晶化玻璃B，同時(shí)加入亞價(jià)的金屬氧化物抑制了銀擴(kuò)散。其中玻璃A為低軟化溫度玻璃，軟化溫度為630℃-680℃，析晶溫度為800℃-820℃。玻璃B為高軟化溫度玻璃，軟化溫度為760℃-800℃，析晶溫度為840℃-860℃。

LTCC基板在燒結(jié)過(guò)程中650℃以上，基板開(kāi)始燒結(jié)，玻璃A開(kāi)始熔化，LTCC基板處于液相傳質(zhì)燒結(jié)過(guò)程，800℃左右玻璃A開(kāi)始晶化，玻璃B開(kāi)始熔化，基板還同樣處于液相傳質(zhì)燒結(jié)狀態(tài)，使得LTCC基板燒結(jié)溫度范圍更寬，LTCC基板與導(dǎo)體的匹配性更好，在835℃-900℃都可以燒結(jié)出平整度良好的LTCC基板。

本發(fā)明在LTCC材料中加入一種或兩種亞價(jià)的金屬氧化物(如Cu₂0、FeO)在燒結(jié)過(guò)程中抑制了銀擴(kuò)散，對(duì)LTCC材料的損耗沒(méi)有影響。銀在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中與硼酸鹽反應(yīng)形成Ag+，會(huì)沿著硼酸鹽結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，亞價(jià)的金屬氧化物將Ag+還原成銀原子，從而抑制了銀擴(kuò)散。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：