[发明专利]一种用低温玻璃钎料封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法

说明书

一种用低温玻璃钎料封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法，涉及一种封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法。本发明是要解决现有的封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法中母材之间始终存在较为明显的共烧过渡区，影响铁氧体共振线宽的技术问题。本发明采用Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑Bsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑ZnO玻璃钎料在650℃～800℃实现了铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的连接，焊缝中央形成以玻璃相为主的微观结构。玻璃钎料与微波介质陶瓷母材界面反应生成了白色相钛酸铋，铁氧体陶瓷母材一侧则少量溶解到液态玻璃中形成直接界面结合结构，且形成的钎缝致密无气孔和裂纹等缺陷，避免了缺陷对封装表面后续镀金工艺的影响。

技术领域

本发明涉及一种封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法。

背景技术

铁氧体是一种功能陶瓷材料，其应用广泛，如微波通信技术，遥感遥测技术，电子计算机技术等。传统的微波铁氧体器件常采用单一铁氧体作为基板，然后通过表面的电路拓展带宽，实现信号的转换。随着电子通信系统的升级换代，对小型化、超倍频的铁氧体器件需求日益明显，将铁氧体与介质陶瓷复合，利用铁氧体的铁磁性能和不同介质陶瓷的差异化介电性能，实现不同频率的电磁信号转化，同时将器件小型化，获得性能更加优异的微波铁氧体器件，这是微波铁氧体器件发展的重要方向。因此，对铁氧体与微波介质陶瓷进行封接，实现铁氧体与微波介质陶瓷的异质集成，对制备新一代高性能、小型化的微波铁氧体器件具有重要意义。

近年来，铁氧体复合基板得到了较多研究，一种采用磁-介质共烧的方式制成，通过高温烧结将复合基板成型，如杨菲等报道出介质陶瓷能与多晶YIG材料通过高温共烧方式进行复合，但是两者之间始终存在较为明显的共烧过渡区，影响铁氧体共振线宽(杨菲等，高温共烧多晶YIG-介质陶瓷复合基片的制备与特性，磁性材料及器件,2018，49(3):44-46.)。传统的胶接方式虽然容易实现，但有机胶本身的耐高温性和抗老化性较差，难以满足器件长寿命周期服役需求。

发明内容

本发明是要解决现有的封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法中母材之间始终存在较为明显的共烧过渡区，影响铁氧体共振线宽的技术问题，而提供一种用低温玻璃钎料封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法。

本发明的用低温玻璃钎料封装铁氧体陶瓷与微波介质陶瓷的方法是按以下步骤进行的：

一、铁氧体陶瓷母材和微波介质陶瓷母材的制备：所用的铁氧体陶瓷母材和微波介质陶瓷母材均为热压烧结、气压烧结、无压烧结或反应烧结得到的致密陶瓷材料；对两个陶瓷母材待连接面进行打磨抛光处理，然后采用1μm金刚石研磨膏进行表面打磨抛光处理，随后将两者置于酒精中超声清洗15min～20min，吹干待用；

二、玻璃钎料的制备：将Bi₂O₃粉末、B₂O₃粉末和ZnO粉末混合均匀，得到混合氧化物粉体，然后将混合氧化物粉体低能球磨，然后将混合氧化物粉体进行高温熔融，得到成分均匀的玻璃熔液；将玻璃熔液快速倒入去离子水中进行水淬，得到破碎的玻璃渣；将玻璃渣进行球磨处理获得精细的玻璃粉体，对玻璃粉进行过筛处理，干燥处理，得到玻璃钎料粉体；

所述的混合氧化物粉体按质量分数是由60％～65％Bi₂O₃粉末、30％B₂O₃粉末和5％～10％ZnO粉末组成；

三、焊件装配：

对于平板焊件：将步骤二制备的玻璃钎料粉体采用压片或流延成型的玻璃钎料连接层置于被连接的两个陶瓷母材之间；

对于曲面焊接面：将步骤二制备的玻璃钎料粉体制成膏状玻璃钎料填充至连接的两个陶瓷母材之间，采用超声震荡使填充更均匀；