[发明专利]一种LTCC材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种LTCC材料及其制备方法，主要成分由氧化物、氧化物添加剂和碱金属碳酸盐组成，形成了单纯体系玻璃，是一种经典的玻璃陶瓷，在生坯状态下均为玻璃相，在850℃成瓷后主要组分转化为结晶相。该低温共烧陶瓷材料属于CBS体系，LTCC材料具有析晶程度较高，介质损耗低的特点。通过控制LTCC材料中的CaCOsubgt;3/subgt;，Hsubgt;3/subgt;BOsubgt;3/subgt;与SiOsubgt;2/subgt;的质量百分比，可调节玻璃陶瓷的介电常数；然后通过控制氧化物添加剂的种类及比例，可以控制其与金银共烧的匹配；控制碱金属碳酸盐的添加量，可以调整玻璃熔融温度。

技术领域

本发明属于LTCC基板技术领域，具体涉及一种LTCC材料及其制备方法。

背景技术

LTCC（低温共烧陶瓷）技术出现于20世纪80年代中期，由于其相对于传统的HTCC（高温共烧陶瓷）和厚膜工艺具有不可比拟优越性，是实现电子元器件小型化、高频、集成化的一种理想技术，目前在电子通信领域已经获得了广泛的应用。

LTCC是实现军用电子元器件小型化、高频、集成化的一种理想技术，它不但可以集成无源元件R、L、C，还可以将微波传输线、逻辑控制线和电源线的混合信号设计整合在同一个LTCC三维微波传输结构中，最大限度的减少组件的体积和重量。同时由于其材料本身的介电常数适中(4ε8)，材料的损耗角正切（tgδ）在24GHz频率以下约为0.002，采用了Au、Ag等良导体，因此其高频介质损耗和传输线导体损耗比在硅、砷化镓和其它陶瓷的更低。正是基于LTCC技术高密度多层互连、埋置无源元件和气密性陶瓷封装于一体，而且其微波性能优良，适合高低频混合和数模混合设计的优势，LTCC技术在雷达、航天、航空、通讯、巨型计算机等军事电子领域具有独特的技术优势和广泛的应用前景。LTCC基系统集成技术是实现电子元器件小型化、集成化目标的主要手段，已经成为向小型化和更高频段发展的首选。

现阶段在毫米波低损耗LTCC粉体材料和基于该材料的流延技术及批量生产技术方面，缺乏对陶瓷配方组成、流延体系组成、流延带料性能及与金银导体浆料匹配性之间的系统研究，缺乏对陶瓷配方体系的系统化研究，以及流延带料制备工艺参数对产品性能影响规律的系统研究，而且尚未掌握毫米波低损耗材料的制备工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种LTCC材料及其制备方法，以解决现有技术中针对毫米波低损耗LTCC粉体材料，缺乏合适的陶瓷配方体系及对应的制备工艺。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种LTCC材料，以质量分数计，原料包括85~95%的组分A，2~10%的氧化物添加剂，以及3~5%的碱金属碳酸盐；所述组分A为提供氧化物的原料；

所述组分A包括CaCO₃、H₃BO₃和SiO₂；

所述氧化添加剂由TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、MgO、ZnO、P₂O₅和Cr₂O₃中的M个物质组成，所述M≥4；

所述碱金属碳酸盐由Na₂CO₃、K₂CO₃和Li₂CO₃中的N个物质组成，所述N≥2。

本发明的进一步改进在于：

优选的，以质量分数计，所组分A的组成为CaCO₃: 40~60%，H₃BO₃:5~15%，SiO₂: 55~25%。