[发明专利]一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，所述低温共烧陶瓷材料的化学组成为x ABZSL玻璃‑(1‑x)Zn₂SiO₄，其中5.0 wt％≤x≤60.0 wt％；ABZSL玻璃的组分包括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玻璃中各组分摩尔百分比之和为100mol%。

技术领域

本发明涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，属于电子陶瓷材料及其制造使用领域。

背景技术

低温共烧陶瓷是近四十年来开发的新型材料技术，他汇集了高温共烧陶瓷技术和厚膜技术的优点，是实现高集成度、高性能电子封装的主流技术，与传统的印制电路板相比，低温共烧基板具有高度的化学稳定性和热稳定性，较高的机械强度和热导率，低温共烧基板的介电常数低，具有更好的高频性能，陶瓷能与高电导金属在空气中共烧，减少了电路损耗，导线可以做的更细，更有利于高密度、高集成布线，有利于器件的小型化，集成化，所以对高性能低温共烧陶瓷材料的需求越来越迫切。

另外现有的低温共烧材料难以系列化，介电损耗和温度系数过大导致了难以批量生产和发展。

综上所说，低介电常数，低损耗，性能稳定的低温共烧材料及其制备方法是我们研究的重中之重。

发明内容

本发明的目的是通过将低熔点的微晶玻璃与具有良好微波介电性能的微波介质陶瓷复合，使得到的复合材料满足900℃以下烧结的同时，具有可调的介电常数及损耗低于4×10^-4的低温共烧陶瓷材料。

一方面，本发明提供了一种低温共烧陶瓷材料，所述低温共烧陶瓷材料的化学组成为x ABZSL玻璃-(1-x)Zn₂SiO₄，其中5.0wt％≤x≤60.0wt％；ABZSL玻璃的组分包括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玻璃中各组分摩尔百分比之和为100mol％；优选地，所述ABZSL玻璃的组分为20.0mol％Al₂O₃、35.0mol％B₂O₃、30.0mol％ZnO、9.0mol％SiO₂、6.0mol％La₂O₃。

本发明中通过调节复合材料中ABZSL玻璃的质量百分比来实现调控复合材料的烧结温度和介电常数，最终获得烧结温度低，介电常数可调的低温共烧材料，其主要机理是ABZSl玻璃的转变温度低于700℃，导致了复合材料可以在900℃烧结，同时ABZSL玻璃冷却过程中析出少量的析晶相是LaAlO₃，其品质因数Q×f＝68000GHz，提高了复合材料的品质因数。此外，ABZSL玻璃的介电常数是3，根据混合法则可以把复合材料的介电常数降低。

较佳地，所述低温共烧陶瓷材料在室温(25℃)下测试介电常数为4.3～6.3，介电损耗正切角＜4×10^-4，品质因数为10000～44000gHz，谐振频率温度系数为-35.5～-10.2ppm/℃。

另一方面，本发明还提供了一种如上所述的低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括：