[发明专利]一种钙钡硅铝玻璃基低介低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钡硅铝玻璃基低介低温共烧陶瓷材料及其制备方法，所述的低温共烧陶瓷材料由CaO‑BaO‑SiO₂‑Al₂O₃系统玻璃、二氧化硅和二氧化锆组成，其中CBSA玻璃质量分数为51%~58%，二氧化硅质量分数为28%~32%，氧化锆质量分数13%~17%。与现有材料相比，本发明所采用的原料成本较低，无铅无毒，可在820℃~880℃烧结致密，烧结温区较宽，介电常数为7.8~8.5，介电损耗为2.5*10^‑3~3.5*10^‑3，经流延工艺制成的生瓷带与金、银电极共烧匹配性好，工艺可操作性强，可实现批量化生产。

技术领域

本发明涉及低温共烧陶瓷技术领域，尤其涉及一种钙钡硅铝玻璃基低温共烧陶瓷材料及其制备方法。。

背景技术

现如今，在大规模超高速集成电路中，为了减少信号延迟时间，要求基板材料具有较低的介电常数，进而可以提高信号传输速度。基于这些方面，介电常数低于10的低温共烧陶瓷材料是国内外研究的重点。

钙钡硅铝玻璃介电常数在10左右，其熔点在700℃左右，常见的低温共烧陶瓷材料的烧结温度为800℃-900℃，为了提高烧结温度，可加入一种或几种介电常数较低、熔点较高的陶瓷，与钙钡硅铝玻璃搭配，可制成介电常数低于10 的低温共烧陶瓷材料。

发明内容

本发明的意义在于，从低温共烧陶瓷（LTCC）的实际出发，采用低熔点的CaO-BaO-SiO₂ -Al₂O₃体系玻璃（CBSA玻璃）与二氧化硅、氧化锆复合，制备了一种可在820℃~880℃烧结致密的低温共烧陶瓷材料，并提供了一种钙钡硅铝玻璃基低温共烧陶瓷材料的制备方法。

有鉴于此，本发明提供了一种低温共烧陶瓷材料，由以下组分组成：

低熔点的CaO-BaO-SiO₂-Al₂O₃系统玻璃（CBSA玻璃）质量分数（wt%）为50%~60%，高熔点的陶瓷材料二氧化硅质量分数（wt%）为25~35%，氧化锆质量分数（wt%）为10%~20%。

进一步地，所述CaO-BaO-SiO₂-Al₂O₃系统玻璃由CaO、BaO、SiO₂、Al₂O₃组成。

各个氧化物的质量百分含量分别为：

CaO 32%~36%

SiO₂ 23%~27%

Al₂O₃ 25%~30%

BaO_12%~15%

本发明的钙钡硅铝玻璃基低介低温共烧陶瓷材料，在空气气氛下烧结，制备步骤如下：

按照CBSA玻璃配方中各氧化物的质量百分数，称取原料，酒精球磨混合，烘干，过筛，混合粉体在高温炉中熔融成玻璃液，将所述玻璃液水淬冷却成型，然后将玻璃块酒精球磨粉碎成玻璃粉，即得到CaO-BaO-SiO₂-Al₂O₃系统玻璃粉。

将上述步骤得到的CBSA玻璃粉与二氧化硅陶瓷粉、氧化锆陶瓷粉，酒精球磨混合、烘干，即得到钙钡硅铝玻璃基低介低温共烧陶瓷材料。