[发明专利]铝硅酸镁盐玻璃陶瓷

说明书

玻璃陶瓷包含：SiO₂的范围是40摩尔％至80摩尔％；Al₂O₃的范围是5摩尔％至20摩尔％；MgO的范围是5摩尔％至20摩尔％；以及B₂O₃、ZnO和TiO₂中的至少一种，每个的范围是0摩尔％至10摩尔％；从而使得玻璃陶瓷还包括铝硅酸镁盐晶相，其浓度是玻璃陶瓷的5重量％至80重量％。

背景

本申请根据35U.S.C.§119，要求2018年7月23日提交的美国临时申请系列第62/701,913号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

1.技术领域

本公开内容涉及玻璃陶瓷组合物和制品，更具体地，涉及具有低介电损耗特性的铝硅酸镁盐玻璃陶瓷组合物和制品。

2.背景技术

随着数字技术持续扩张，数据连接和处理速率会经历从约1Gbit(吉比特)/秒到数十Gbit/秒的发展。实现这些数据速率所需的对应的电子装置技术可能会导致从约1吉赫兹(GHz)扩展到数十GHz的信号传输和接收频率。

由于电性质和机械性质，目前装配可用的材料对于处理这些带宽增长是不够的。例如，聚合物(例如特氟龙)在高温下发生劣化并且难以与电子装置的天线、半导体电路和信号传输结构中的金属膜粘结。其他那些(例如，陶瓷(例如氧化铝)或者玻璃(例如铝硅酸盐))要么不具有损耗角正切与介电常数特性的适当组合，或者要么包含可能不合乎希望地扩散进入到后续沉积的薄膜中的碱性组分。

本公开内容揭示的铝硅酸镁盐玻璃陶瓷组合物和制品具有改进的介电损耗特性。

发明内容

在一些实施方式中，玻璃陶瓷包含：SiO₂的范围是40摩尔％至80摩尔％；Al₂O₃的范围是5摩尔％至20摩尔％；MgO的范围是5摩尔％至20摩尔％；以及B₂O₃、ZnO和TiO₂中的至少一种，每个的范围是0摩尔％至10摩尔％；其中，玻璃陶瓷还包括铝硅酸镁盐晶相，其浓度是玻璃陶瓷的5重量％至80重量％。

在能够与任意其他方面或实施方式相结合的一个方面中，玻璃陶瓷包含：SiO₂的范围是55摩尔％至75摩尔％；Al₂O₃的范围是9摩尔％至15摩尔％；以及MgO的范围是7摩尔％至15摩尔％。

在能够与任意其他方面或实施方式相结合的一个方面中，玻璃陶瓷包含：B₂O₃、ZnO和TiO₂中的至少两种，每个的范围是0摩尔％至10摩尔％。

在能够与任意其他方面或实施方式相结合的一个方面中，铝硅酸镁盐晶相包含以下至少一种：MgAl₂O₄/ZnAl₂O₄、MgTiO₅、TiO₂、MgSiO₃、ZrO₂、Mg₂Al₄Si₅O₁₈、Mg-填充的β-石英、或者SiO₂。

在能够与任意其他方面或实施方式相结合的一个方面中，铝硅酸镁盐晶相包含以下至少两种：MgAl₂O₄/ZnAl₂O₄、MgTiO₅、TiO₂、MgSiO₃、ZrO₂、Mg₂Al₄Si₅O₁₈、Mg-填充的β-石英、或者SiO₂。