[发明专利]一种高频低损耗LTCC材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高频低损耗LTCC材料及其制备方法，该材料由La₂O₃‑B₂O₃系微晶玻璃和LaBO₃陶瓷组成；所述La₂O₃‑B₂O₃系微晶玻璃和LaBO₃陶瓷的质量百分比为(45～55wt％):(55～45wt％)；该制备方法包括通过熔炼和水淬的方法制备La₂O₃‑B₂O₃系微晶玻璃，通过固相合成法制备LaBO₃陶瓷，然后通过球磨、压滤和烘干制备玻璃粉和陶瓷粉，将玻璃粉和陶瓷粉按质量百分比混合制备原料粉体，然后将原料粉体造粒、压制成生坯，最后将生坯连续进行两次加热‑保温得到LTCC材料。本发明提供的LTCC材料具有烧结温度低和高频损耗小等突出优点；本发明提供的制备方法工艺简单，制备周期短，成本低，制备得到的LTCC材料性能优异。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷材料技术领域，尤其是一种高频低损耗LTCC材料及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC)技术是一种新型集成封装技术。采用LTCC技术制得的成品具有封装密度高、高频性能好、可靠性高等特点，使该技术成为了电子元器件集成化、模块化和小型化的首选方式，在航空航天、5G通信、物联网等领域具有广泛的应用前景。

LTCC材料是LTCC技术的基础。为满足高封装密度、高频传输、低损耗和高可靠性等性能要求，并实现低温下的致密烧结，要求LTCC材料具有较低的烧结温度(低于1000℃)、适宜的介电常数和较高的品质因数(Q×f≥5000GHz)。

目前，LTCC材料按照材料组成可分为三大体系：微晶玻璃体系、玻璃/陶瓷体系和单相陶瓷体系。微晶玻璃体系材料以玻璃相为前驱体，在烧结过程中控制玻璃中晶体相的析出，得到由非晶态的残余玻璃相和析出的晶体相共同组成的复相材料。玻璃/陶瓷体系材料以低熔点玻璃作为陶瓷相的烧结助剂，通过玻璃在较低温度下形成液相促进体系的烧结致密化。单相陶瓷体系材料则是直接使用固有烧结温度较低的材料，或是使用表面活性高的粉体作为原始材料，从而实现材料的低温烧结。综合来看，玻璃/陶瓷体系材料是目前最常用的LTCC基板材料，具有良好的可设计性、烧结过程可控度高的特点。

目前，常规的玻璃/陶瓷体系LTCC材料通常采用氧化铝等作为陶瓷填充相，由于低熔点玻璃与陶瓷填充相材料体系的差异，往往存在烧结致密度低和高频性能不佳等缺点。

发明内容

本发明提供一种高频低损耗LTCC材料及其制备方法，用于克服现有技术中烧结致密度低和高频损耗过大等缺陷，实现提供的LTCC材料具有高的致密度和高频低损耗的特点。

为实现上述目的，本发明提出一种高频低损耗LTCC材料，所述LTCC材料由La₂O₃-B₂O₃系微晶玻璃和LaBO₃陶瓷组成；所述La₂O₃-B₂O₃系微晶玻璃和LaBO₃陶瓷的质量百分比为(45～55wt％):(55～45wt％)。

为实现上述目的，本发明还提出一种高频低损耗LTCC材料制备方法，包括：

S1：按质量百分比称取La₂O₃，B₂O₃，XO，P₂O₅，MgO，Li₂O，Na₂O与K₂O，混匀、熔炼，然后倒入去离子水中，得到玻璃渣；X＝Al、Ca或Zn；