[发明专利]介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体的制备方法，包括低软化点硼硅酸盐玻璃粉体、高软化点钙硼硅玻璃粉体与陶瓷填料。与现有技术相比，本发明通过调节低软化点硼硅酸盐玻璃粉体、高软化点钙硼硅玻璃粉体与陶瓷填料三者的掺杂比例，可以得到烧成温度在630℃～950℃、相对介电常数εr可在5.40～9.85调节的微晶玻璃材料烧成样品，其在1MHz频率下测得试样的介电损耗值Tanδ＜6.0×10^‑4，可以满足不同种类的低介电常数LTCC器件制造的要求，因此具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于微波介质材料技术领域，尤其涉及一种介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体及其制备方法。

背景技术

微波介质材料在无线通讯及高集成度的电子系统里非常重要，通常被用于制作滤波器、双工器、巴仑、RF前端等无源器件或者IC封装基板材料等。随着电子产品的快速发展，元器件及电路趋于向小型化、多层化、高性能、高可靠性发展；电子封装趋于高集成度、多功能、小型化发展。低温共烧陶瓷材料(LTCC陶瓷材料)是微波介质材料的一种，它最大的特点是烧结温度在900℃以下。利用LTCC叠层技术，通过与电阻率小的金属银、金及其合金的三维叠层共烧，实现器件的小型化、低损耗、高集成度、高可靠性、低成本等优点，广泛应用于5G通讯以及汽车电子等众多领域。

目前，LTCC器件已经广泛应用于移动设备和终端、通讯基站、卫星等对小型化及高可靠性等要求高的场合。LTCC材料是制作LTCC器件和电路的基础，但目前高性能LTCC材料主要依赖国外进口(如美国、日本)，经常被国外卡脖子，因此，开发拥有自主知识产权的高性能LTCC微波材料、研发和生产拥有完全自主知识产权的高性能LTCC微波器件就显得日益重要。

CBS系列微晶玻璃在0～100GHz的频率范围使用环境下都有着极为良好的介电性能，并且介电常数低，介电损耗低、热胀系数适当、谐振频率温度系数近于零、与金属浆料匹配性好、强度较高、色泽能满足绝大多数应用的要求，是制造高频基板的最主要的材料。因此对它的研究在国内外都方兴未艾，其中以美国Ferro公司依据其自己申报的US5258335等美国专利生产的产品Ferro A6M最为著名，在0～100GHz的频率范围，它的介电常数为5.7±0.2，介电损耗小于1×10^-3。但总的来说，使用该方法制得的微晶玻璃的介电常数较为单一不能做到系列化，无法满足日益增长的市场对高频环境不同介电常数的要求。虽然申请号为CN201810328512.9的中国专利也寻求解决这一问题，但其调整介电常数的能力有些偏窄，只能在6.0～7.7之间，因此，寻找得到一种在更大范围里比如介电常数范围在5.4～9.8实现系列化的低介电常数、低介电损耗的CBS微晶玻璃材料制作方法就显得非常必要；申请号为CN202010221314.X的中国专利虽然采取措施使介电常数在7～12的范围实现了系列化，但其介电常数都在7以上，这对于高频基板这方面的应用其介电常数有点偏高(导致信号延迟时间增加)。

尽管有不少研究者对低温共烧陶瓷材料用CBS微晶玻璃做了一些研究和探索，但由于介电损耗和烧成温度的多重制约，从而使整个材料系统无法实现介电常数可系列调控。而在低温共烧陶瓷材料的集成模块中常同时需要使用不同介电常数的材料，如果这些材料都是基于不同的材料体系，那么在共烧时由于它们之间烧结特性的不同，往往会引发层裂、翘曲等缺陷。但如果能基于同一材料体系开发出介电常数系列可调的配方，则可以有效地避免这类问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种介电损耗低且介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体及其制备方法。

本发明提供了一种介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体，包括低软化点硼硅酸盐玻璃粉体、高软化点钙硼硅玻璃粉体与陶瓷填料；

所述低软化点硼硅酸盐玻璃粉体在低介电常数LTCC材料用玻璃粉体中的质量比例大于0小于等于20％；