[发明专利]莫来石基陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明属于陶瓷。

八十年代以来，高纯超细组成可控为特点的新型莫来石陶瓷，尤其用于高密度封装，多层电路基片等电子学应用的莫来石陶瓷，如莫来石-石英、莫来石-堇青石等复合陶瓷，以及添加Al₂O₃、CaO、Nb₂O₅、MnO₂、Y₂O₃、SiO₂、MgO等氧化物的莫来石陶瓷已有报导，但这些材料的tgδ报导很少，有的介电常数为7.3偏大，有的tgδ15～35×10^-4较大，[日本专利，昭-63-60153；日本专利，昭63-277559；美国专利，4,458,216；MICHIO HORIVCHI等，“New Mullite Cermic Packages and Substrates”,IEEE,Vol.11,No.4,pp439-446,1988]。

本发明的目的在于克服已有技术不足之处，提供一种用于高密度封装和电路基板的莫来石基陶瓷组成和工艺方法，制备出低介电常数和介质损耗的新型莫来石陶瓷材料。

本发明陶瓷材料是按下述配料组成和工艺制备的。配料组成为：

莫来石：70～95％(重量)

BaCO₃:O.5～5％(重量)

Al₂O₃:1.40～7.67％(重量)

Pb₃O₄:O.5～3％(重量)

SiO₂:2.05～11.30％(重量)

MgO:0.55～3.03％(重量)

工艺流程为：

配料中莫来石粉料是采用高纯、超细的α-Al₂O₃和无定形SiO₂粉为原料，按莫来石化学计量制备的。将莫来石粉与其它加入物按配料称量，以去离子水为介质，球磨48小时，然后经干燥，过120目筛，加入15％聚乙烯醇水溶液(浓度为8％)造粒，250～300Mpa干压成Φ20×1.5mm²圆片，于空气气氛下升温至1500～1600℃，保温2～4小时烧成。试片涂覆银浆料，于800℃烧制成电极，测其电性能。

本发明与原有技术相比，工艺简便，适于规模生产，原料纯度高，粒度细，介质常数为67,tgδ为15×10^-4。介质损耗较小。

例：

按下配方组成称取500g料：

莫来石：446.78g

BaCO₃:24.75g

Al₂O₃:8.20g

Pb₃O₄:4.95g

SiO₂:12.08g

MgO:3.24g

将上述配料球磨48小时，其中料∶球∶水=1∶2∶2，球磨后经120℃烘干，过120目筛，然后加入15％PVA水溶液(浓度为8％)造粒，经300Mpa干压成型，再经500℃排胶，在1570℃下烧成3小时。

烧成后的试样经涂覆银浆料，经800℃烧渗成有银电极试样，经测试，在1MHz下，试样介电系数为67,tgδ为15×10^-4。