[发明专利]一种防静电低温共烧陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电子材料领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法和应用。一种防静电低温共烧陶瓷材料，该陶瓷材料按重量百分比计由以下组分构成：陶瓷基体材料89～99.49％；防静电添加剂0.01％～3％；改性添加剂0.5％～8％；所述防静电添加剂为Fe的氧化物，所述改性添加剂为Cu的氧化物、Cr的氧化物、Mn的氧化物、Co的氧化物或Ni的氧化物中的一种或几种。本发明提供的防静电低温共烧陶瓷材料在800～900^℃时烧结致密、具有优良的防静电性能、较好的抗弯强度、较小的热导率。将该材料应用于静电放电敏感器件，通过降低材料的体积电阻率，解决了封装过程中静电放电的危害，同时其具有优良的机械性能、较好的热导率、较小的翘曲率和较小的粗糙度。

技术领域

本发明涉及电子材料领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

电子元器件按其种类不同，受静电破坏的程度也不一样。标准电子产品的敏感度范围介于1～1999V的，属于I级ESDS器件，这类电子产品极易受到静电放电或静电感应场作用而损坏；介于2000～3999V的，属于II级ESDS器件；介于4000～15999V的，属于III级ESDS器件；16000V及以上的元器件、组件和设备被认为是非静电敏感产品(参考标准文件《QJ2711-95静电放电敏感器件安装工艺技术要求》)。对于ESDS器件，静电放电的危害是不可忽视的。

在一些具体应用领域，如声表面波(SAW)(属于I级ESDS器件)，它是由铁电材料(例如铌酸锂、钽酸锂等)制成的晶体基片表面形成一对由AlCu金属薄膜制备的梳型电极。由于铌酸锂、钽酸锂等具有热释电效应，因此在SAW滤波器等元件的制造过程中，容易因温度差异而极化，正负电荷相互分离并迁移到陶瓷基板的两端。一般地，钽酸锂等晶片体积电阻率很高(约10¹³Ω.m以上)，极化电荷一旦累积难以再中和，形成所谓的静电。静电累积到一定程度则可能引起放电，放电的火花会破坏上述晶体基片上的梳型结构，并使晶体基片产生内裂纹。

普通的低温共烧陶瓷材料具有较高的体积电阻率(10¹⁰Ω.cm以上)，如果将晶体基片进一步封装到陶瓷基板，热释电效应产生的电荷会扩散并累积到陶瓷基板上，因此会进一步增加了静电放电的风险。

授权公告号为CN 103663986的专利文件提到：当材料的体积电阻率超过10¹⁰Ωm时，材料耗散电荷的能力明显降低，容易产生静电危害。从消除静电的角度考虑，材料的体积电阻率应低于10¹⁰Ωm，便能使累积的电荷尽快释放，达到防静电的效果。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种防静电低温共烧陶瓷材料，该陶瓷材料在800℃～900℃时烧结致密、具有一定的机械强度、良好的防静电性能；本发明的第二个目的是提供上述的陶瓷材料的制备方法，本发明的第三个目的是提供上述的陶瓷材料的应用。

为了实现上述第一个的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种防静电低温共烧陶瓷材料，该陶瓷材料按质量百分比计由包括以下组分的组成：

陶瓷基体材料 89～99.49％；

防静电添加剂 0.01％～3％；

改性添加剂 0.5％～8％；

所述防静电添加剂为Fe的氧化物，所述改性添加剂为Cu、Cr、Mn、Co和Ni的氧化物或碱式碳酸盐中的一种或几种。

本发明的防静电添加剂按0.01％～3％的质量百分比加入到基体材料中使材料烧结体的体积电阻率下降，具备了防静电性能。改性添加剂按照0.5％～8％的比例添加，一方面起到了烧结助剂的作用，提高了材料的烧结密度，并提高了材料烧结后的抗弯强度；另一方面提高了材料烧结后的热传导率，拓展了材料在高散热电子产品应用领域的范围。