[发明专利]一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

现代移动通讯经过30年的发展，逐渐朝着小型化、集成化、高可靠性和低成本方向发展，因此对以微波介质陶瓷为基的微波电路元器件也提出了更高的要求。为满足移动通信终端便携化与微型化的要求，除了减小谐振电路的尺寸，高介电常数、高Q值和近零温度的微波介质材料成为研究的热点。

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。低温共烧陶瓷以其优异的电子、机械、电力特性等已成为多芯片组件集成化、模块化的首选方式，广泛用于基板、封装及微波器件等领域。采用LTCC工艺制造微波元器件，需要微波介质材料能与高电导率的金属电极Au、Cu、Ag等共烧。从经济性和环境角度考虑，使用熔点较低的Ag、Cu等金属作为电极材料最为理想。

为了满足不同中心频率、尺寸大小及电性能要求的微波器件对系列化材料的设计需要，迫切需要开发高介电常数的低温共烧陶瓷材料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高介电常数的低温共烧陶瓷材料。

有鉴于此，本发明提供了一种低温共烧陶瓷材料，由以下组分组成：

67wt%～97wt%的陶瓷，3wt%～33wt%的助烧玻璃；

所述陶瓷由BaO、SrO、Nd₂O₃、Bi₂O₃与TiO₂组成；

所述助烧玻璃为Ba-B-Si玻璃、Bi-B-Si玻璃和Li-B-Si玻璃中的一种或多种。

优选的，所述BaO、SrO、Nd₂O₃、Bi₂O₃与TiO₂的摩尔比按照式（Ⅰ）中各元素的摩尔比确定；

Ba_xSr_(1-x)（Nd_yBi_（1-y））₂Ti₄O₁₂  （^Ⅰ）；

其中，0≤x≤0.3，0.79≤y≤0.92。

优选的，所述Ba-B-Si玻璃由20wt%～50wt%的氧化钡、40wt%～75wt%的三氧化二硼与10wt%～20wt%的二氧化硅组成。

优选的，所述Bi-B-Si玻璃由30wt%～70wt%的三氧化二铋、20wt%～45wt%的三氧化二硼与10wt%～25wt%的二氧化硅组成。

优选的，所述Li-B-Si玻璃由25wt%～45wt%的氧化锂、45wt%～60wt%的三氧化二硼与10wt%～30wt%的二氧化硅组成。

本发明还提供了一种低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

将BaO、SrO、Nd₂O₃、Bi₂O₃与TiO₂混合，球磨后预烧，得到陶瓷烧块，将所述陶瓷烧块粉碎，得到陶瓷粉；

将BaO、Bi₂O₃与SiO₂混合，球磨后预烧，得到烧块，将所述烧块熔化后得到玻璃液滴，将所述玻璃液滴冷淬后粉碎，得到Ba-B-Si助烧玻璃粉；

将Bi₂O₃、B₂O₃与SiO₂混合，球磨后预烧，得到烧块，将所述烧块熔化后得到玻璃液滴，将所述玻璃液滴冷淬后粉碎，得到Bi-B-Si助烧玻璃粉；

将Li₂O、B₂O₃与SiO₂混合，球磨后预烧，得到烧块，将所述烧块熔化后得到玻璃液滴，将所述玻璃液滴冷淬后粉碎，得到Li-B-Si助烧玻璃粉；

将所述Ba-B-Si助烧玻璃粉、Bi-B-Si助烧玻璃粉与Li-B-Si助烧玻璃粉中的一种或多种与所述陶瓷粉混合，得到低温共烧陶瓷材料。