[发明专利]低温快速烧成高频低损耗玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温快速烧成高频低损耗玻璃陶瓷及其制备方法，属于陶瓷 材料领域。

背景技术

低温快速烧成技术是各类陶瓷制品制备技术的发展趋势。低温快速烧成技术 能够大大减少能量消耗、提高生产效率、降低成本、扩大原料来源等诸多优点。 在全球范围内，不论是日用陶瓷，还是用于高新技术领域的陶瓷制品，研究人员 都在努力降低其烧成温度，缩短烧成周期，而所得制品的性能却与传统方法相近， 甚至优于传统制品。低温共烧陶瓷(Low Temperature co-fired Ceramics，LTCC) 技术是低温快速烧成技术的重要应用之一。LTCC最初是由休斯公司于1982年开 发的新材料技术，用于实现高集成度、高性能电子制品的封装。LTCC采用低熔 点高电导率的银、铜等金属布线，不仅改变了高温共烧陶瓷不得不采用低电导率 高熔点的钨、钼、锰等金属的无奈局面，而且可以通过调整LTCC基片组成获得 不同物理与电气性能的材料，使之成为备受关注的热点课题之一。

在全球范围内，只有美国等少数国家对LTCC材料进行了深入的研究，并在 高频微电子领域的实际生产中得到广泛应用。但他们制备玻璃料的温度较高，对 熔制设备的材质有较高的要求，且其制品的烧成温度也相对较高。我国虽然在 LTCC方面的研究起步较晚，但逐渐受到重视并取得明显进展。目前，国内外在 制备LTCC材料时，都采用慢速升降温的烧成制度，大大延长了生产周期。而没 有在高温直接保温、室温快速冷却方面的研究。

发明内容

本发明的目的在于降低玻璃料的熔制温度，进一步降低制品的烧成温度，通 过高温直接保温、室温快速冷却实现低温烧成和快速烧成的结合，提供一种低温 快速烧成高频低损耗的玻璃。本发明的另一个目的是提供上述玻璃的制备方法。

本发明的技术方案为：一种低温快速烧成高频低损耗玻璃陶瓷，其特征在于 其原料组份和各组份占原料总量的重量百分比分别为：玻璃料85～95％，粘结剂 5～15％。

其中上述的玻璃料由硼硅酸盐系玻璃、钙硅硼系玻璃和成核剂组成；其中硼 硅酸盐系玻璃占玻璃料总重量的50～90％，钙硅硼系玻璃占玻璃料总重量的5～ 45％，成核剂占玻璃料总量的0.5～10％。

所述的硼硅酸盐系玻璃料化学组份和各组份占硼硅酸盐系玻璃总量的重量 百分比分别为：CaO 30～50％，SiO₂ 10～30％，B₂O₃ 20～55％，ZnO 0.5～10％，MgO 0.5～10％；所述的钙硅硼系玻璃料化学组份和各组份占钙硅硼系玻璃总量的重量 百分比分别为：SiO₂ 50～60％，B₂O₃ 10～30％，CaO 5～25％，Na₂O 0.5～2％，Li₂O 0.5～2％，K₂O 0.5～2％；所述的成核剂至少为TiO₂、ZrO₂或MoO₃中的任意一种。

所述的粘结剂为蒸馏水或聚乙烯醇水溶液(市售)。

本发明还提供了上述的低温快速烧成高频低损耗玻璃的制备方法，其制备的 具体步骤如下：

A.分别按硼硅酸盐系玻璃配方称取CaCO₃、SiO₂、H₃BO₃、ZnO和MgO，按钙 硅硼系玻璃配方称取SiO₂、H₃BO₃、CaCO₃、Na₂O、Li₂O、和K₂O，混合均匀；

B.分别在铂金坩埚内加热保温，使其完全熔化和均匀化，倒入蒸馏水中得 到透明的碎玻璃；

C.分别将得到的碎玻璃经湿法球磨得到硼硅酸盐和钙硅硼玻璃粉末；

D.按硼硅酸盐玻璃占玻璃料总重量的50～90％，钙硅硼系玻璃占玻璃料总 重量的5～45％的比例称取上述步骤C所制得的硼硅酸盐和钙硅硼玻璃粉末，再 加入占玻璃料总量的0.5～10％的成核剂，在球磨罐中混合3～6h得玻璃料；