[发明专利]高抗弯强度玻璃陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种高抗弯强度玻璃陶瓷材料及其制备方法，属于低温共烧陶瓷材料技术领域。由玻璃粉末和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;陶瓷粉末混合并烧结得到，Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;陶瓷粉末的含量为20～80wt％，玻璃粉末的含量为20～80wt％；玻璃粉末中各组分的质量百分比为：15～45％CaO，10～30％MgO，15～45％SiOsubgt;2/subgt;，5～25％Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，1～15％ZrOsubgt;2/subgt;，1～5％SnOsubgt;2/subgt;，1～3％CuO，1～15％CaFsubgt;2/subgt;，1～15％TiOsubgt;2/subgt;。本发明玻璃陶瓷材料在微波频率下的性能为：εsubgt;r/subgt;＝7.5±0.3，介质损耗tanδ为(1.3～2.1)×10supgt;‑4/supgt;，介电常数温度系数τsubgt;ε/subgt;为‑30±5ppm/℃，抗弯强度不小于300MPa。

技术领域

本发明属于低温共烧陶瓷材料技术领域，具体涉及一种高抗弯强度玻璃陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着5G信息技术的飞速发展，对电子产品的小型化、便携化、多功能化、高可靠性和低成本化提出了越来越高的要求。低温共烧陶瓷(LTCC)技术是近年来兴起的一种引人注目的多学科集成元件技术。由于其优异的电子和热机械性能，它已成为未来电子元件集成和模块化的首选方式。考虑到信号延迟、电感串扰和噪声的产生，Q值高、介电常数低的玻璃陶瓷常被作为首选材料。然而，由于器件的小型化，传统的玻璃陶瓷材料难以确保器件的机械可靠性，有可能会在器件组装和跌落的时下发生损坏。为了应对这一挑战，本发明提出了一种具有高抗弯强度和优异介电性能的玻璃陶瓷材料及其制备方法。

CaO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃陶瓷因为其好的烧结特性和微波介电特性而被广泛专注。迄今为止，对CaO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃陶瓷原材料氧化物的比例研究，仅限于得到主晶相由硅、钙、铝、镁两两相互的化合物Ca₃Al₁₀O₁₈、Ca₂SiO₄、Al₂₄Si₈₄O₂₀₄、MgAl₂O₄等组成的玻璃陶瓷。其中，CaO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃陶瓷在＜950℃烧结时得到的抗弯强度大多低于300MPa，即使有抗弯强度大于300MPa的CaO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃陶瓷，它的损耗量级也都在10^-3。为了使玻璃陶瓷具有高抗弯强度的同时又具有优异的介电性能，本发明提供了一种以CaMgSi₂O₆为主晶相的玻璃陶瓷材料与Al₂O₃复合，此前并未有相关的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的问题，提出了一种高抗弯强度玻璃陶瓷材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：