[发明专利]中介低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中介低温共烧陶瓷材料及其制备方法，该中介低温共烧陶瓷材料包括40～65质量份的Ba‑Zn‑Ti化合物、35～55质量份的粉料A以及0～5质量份的粉料B；其中粉料A为由0～15质量份的SiO₂、0～65质量份的BaCO₃、15～55质量份的H₃BO₃、0～15质量份的ZnO以及0～70质量份的Bi₂O₃烧制得到的预烧体；而粉料B则为Co₃O₄、MnCO₃、SrTiO₃、La₂O₃、CuO、Cr₂O₃中的一种或多种的组合。该材料不和银反应，可广泛用于多层介质谐振器、微波天线、滤波器等微波器件的制造。且该材料所使用的原料丰富、成本低廉、制备工艺简单、有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种中介低温共烧陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

电子设备小型化、轻量化的快速发展对微电子器件和集成器件提出了更高要求，单一的有源器件集成已经无法满足生产应用。随着5G时代的到来，移动通讯、物联网、汽车电子、医疗电子、航空航天及军事电子等领域必将随之升级换代，无源器件的小型化已经迫在眉睫。

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired ceramic，LTCC)技术能够使器件在具备高集成度的基础上保持优良的高频特性，已经成为了实现当前电子元器件集成化的一种主要方式。LTCC技术采用的是多层布线结构，能够在三维结构上实现无源元件(电阻、电容、电感、滤波器、谐振器、耦合器)与传输线的集成，又可表面贴装IC元件，在提高集成密度和功能化程度，减小功能模块体积方面具有巨大优势。

LTCC技术大多使用具有优异导电特性的金属银作为的互连导体，其熔点较低，约为961℃。这就要求应用于LTCC技术的陶瓷材料必须能够在低于950℃以下实现烧结致密化。此外，当前商业化应用的低温共烧陶瓷材料大都属于玻璃-陶瓷(glass-ceramic)体系，其介电常数偏小，介电损耗偏大，主要应用于介质基板材料。

现今，国内使用的LTCC材料大多依赖进口，如美国Ferro公司的A6M(ε_r＝5.7,tanδ＝0.0012)、Dupont公司的951(ε_r＝7.85,tanδ＝0.0063)，进口材料不仅价格昂贵，而且在生产过程中对材料参数的调整严重受限。而且这类成熟的材料的介电常数较低，不适用于制造多层介质谐振器、微波天线、滤波器等微波器件。从材料介电常数系列化以及减小电子元器件尺寸方面来说，必须研究和开发出能够与银电极材料低温共烧的具有适中介电常数的陶瓷材料。目前，具有适中介电常数的低温共烧陶瓷材料的研究相对较少，尚无成熟的产品。因而研制新型中介低温共烧陶瓷材料已经成为战略性、前沿性和前瞻性的高技术问题，对于促进我国电子元器件产业的发展具有重要意义。

为实现材料的低温烧结，通常采用降低烧结温度的方法，包括添加低熔点玻璃、化合物或氧化物作为助烧剂，引入化学合成方法和制备超细粉体等。但是，化学合成方法及使用超细粉体会导致工艺过程复杂，制造周期和成本急剧上升。相比较而言，添加与材料基体匹配的低熔点玻璃、化合物或氧化物，虽然会导致基体材料微波性能的降低，但是工艺过程简单，易于实现工业化生产。但低熔点玻璃本身的成分较为复杂、生产成本高，需要专业的设备进行玻璃的高温熔制，热处理时间长，耗能大。而且，玻璃的冷淬过程对设备损耗大，淬火后的玻璃渣硬度高，难以进行磨细加工，玻璃的形状差、工艺适应性不好。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种中介低温共烧陶瓷材料，该中介低温共烧陶瓷材料包括40～65质量份的Ba-Zn-Ti化合物、35～55质量份的粉料A以及0～5质量份的粉料B；