[发明专利]一种低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉及其制备方法，涉及玻璃粉加工技术领域。本发明玻璃粉中含有以下质量百分数的组分：SiO₂：58％；Al₂O₃：10％；B₂O₃：20％；CaO：2％；MgO：8％；稀土氧化物：2％。本发明将稀土元素作为网络修饰剂引入玻璃相中，从而改变了玻璃结构的成键情况，影响玻璃网格的结构和性能，改善其介电性能、化学稳定性等。本发明所制备的玻璃粉介电常数最低可达到2.31，介电损耗tanθ最低为0.0021。

技术领域

本发明涉及玻璃粉加工领域，特别是涉及一种低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉及其制备方法。

背景技术

随着第五代无线通信系统的普及和迅猛发展，对电子器件和元器件的高集成密度、高传输速率、多功能性、高可靠性以及低成本的要求也越来越高，电子封装是电子制造业飞速发展非常重要的一环。在众多封装工艺中，低温共烧陶瓷技术结合了厚膜印刷和高温共烧陶瓷技术的优点，达到多层布线和封装一体化，提高了组装密度，制备出具有高频性、热稳定性和无源元件集成三大特性的低温共烧陶瓷，可以广泛应用于5G移动通讯以及汽车电子等众多领域中。

低温共烧陶瓷是通过向陶瓷材料中添加玻璃相以达到与导电金属在低温下共烧制备得到的，因此玻璃相对LTCC材料的性能有着极其重要的影响和作用。在电子封装领域中，具有良好的介电性能并且介电常数低、介电损耗低，化学稳定性好，热学等综合性能优异的玻璃相对封装材料有着决定性的影响和作用，是制备高频基板的主要材料。Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂系玻璃具有介电常数低、耐腐蚀性能好和较强的溶解能力的优势，常用于封装材料之中。

在申请号为CN202011589890.6的发明专利中公开了一种介电常数系列可调的低介电常数LTCC材料用玻璃粉体的制备方法，其是通过调整低软化点硼硅酸盐玻璃粉体、高软化点钙硼硅玻璃粉体与陶瓷填料三者的掺杂比例，获得一种玻璃粉体，该玻璃粉相对介电常数在5.40-9.85，但介电常数在高频高速领域而言仍旧偏高，仍有待进一步改善。

在申请号为CN201810855645.1的发明专利中公开了一种低热膨胀系数无碱高铝硼硅酸盐玻璃的制备方法，该方法所制备的玻璃粉体介电常数在6.32-6.60之间，仍旧难以满足高速传播的需求。

在申请号为CN201911299207.2的发明专利中公开了一种稀土掺杂的强化玻璃陶瓷及其制备方法与应用，该玻璃陶粒是通过热处理和离子交换制得所述稀土掺杂的强化玻璃陶瓷。该发明专利是通过掺杂稀土元素，使得玻璃陶瓷的晶体尺寸小、晶体比例高，可以有效地提高玻璃陶瓷的机械性能及可见光透过率，并有效控制玻璃均匀析晶，适用于电子器件的盖板。但此方案未涉及介电性能相关研究。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉。本发明所制备的玻璃粉的介电常数最低可达到2.31，介电损耗最低可达到0.0021。

本发明所述低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉中含有以下质量百分数的组分：

SiO₂：58％；Al₂O₃：10％；B₂O₃：20％；CaO：2％；MgO：8％；稀土氧化物：2％。

其中优选的，所述稀土氧化物为La₂O₃、Dy₂O₃、Eu₂O₃中的至少一种。

本发明的另一目的是提供了所述低介电稀土掺杂铝硼硅酸盐玻璃粉的制备方法，具体包括以下步骤：