[发明专利]发光低温共烧陶瓷粉和其制备方法、及发光低温共烧陶瓷

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温共烧陶瓷粉及其制备方法以及发光低温共烧陶瓷，尤其是涉及一种发光低温共烧陶瓷粉及其制备方法。

背景技术

近年来，在半导体技术飞速发展的带动下，电子元器件不断向小型化、集成化和高频化方向发展。选择适当的能与银等导电材料在不超过900℃的温度下低温共烧的陶瓷，从而制作多层元件或把无源器件埋入多层电路基板中，成为上述趋势的必然要求，作为无源集成元件主要介质材料的低温共烧陶瓷也因此成为一种重要的发展趋势。

目前，低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)材料主要是将适量烧结助剂引入介质陶瓷系统后，利用液相烧结机制促进材料的致密化，所述烧结助剂通常为低熔点氧化物或低熔点玻璃。例如，在CaO-B₂O₃体系中加入B₂O₃、Bi₂O₃等可使烧结温度下降至950℃。

另一方面，发光材料广泛应用于各种显示和照明技术上，新型发光材料的研制对于发光器件性能的改善以及新显示技术都有重要意义。

然而，LTCC技术应用的主要领域是半导体照明技术，但是当目前尚无既满足LTCC工艺要求又能够发光的材料。

而Sol-Gel法是金属有机或无机化合物经过溶液到溶胶再变为凝胶而固化，此后经热处理而成氧化物或其他化合物的方法。它与传统的高温固相反应相比，具有起始反应活性高、各组份相互混合时均匀性好、合成温度低、节省能源等明显优点，是合成高纯度、高熔点的优良碱土金属硅酸盐发光材料的必要条件。

但目前为止，还没有关于Sol-Gel法制备LTCC发光陶瓷方面的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温共烧陶瓷粉及其制备方法，以及由所述低温共烧陶瓷粉烧结所得的低温共烧陶瓷，所述低温共烧陶瓷的烧结温度低，介电常数可控，介电损耗低，机械强度高，且同时具有一定的发光强度。

根据本发明的一个方面，提供一种低温共烧陶瓷粉，含有15～20mol％的CaCO₃和60～70mol％的Si(OC₂H₅)₄、10～25mol％的B₂O₃、3～11mol％的光激活剂、0.9～3.2mol％的敏化剂以及电荷补偿剂经煅烧形成，其中，所述敏化剂对于所述光激活剂的发光具有敏化作用，所述电荷补偿剂的含量等于所述光激活剂与所述光敏化剂的总和。

根据本发明的另一个方面，提供一种低温共烧陶瓷粉，其中，上述光激活剂为Eu₂O₃或EuNO₃，所述敏化剂为Bi₂O₃或BiNO₃，所述电荷补偿剂为LiCO₃或LiNO₃。

根据本发明的另一个方面，提供一种低温共烧陶瓷，其由上述任意一种发光低温共烧陶瓷粉经烧结形成。

根据本发明的另一个方面，还提供一种发光低温共烧陶瓷粉的制备方法，其包括以下步骤：

1)制备凝胶的步骤，

首先，将原料CaCO₃、光激活剂、对所述光激活剂所发的光具有敏化作用的敏化剂、电荷补偿剂以及烧结助剂粉末放入大烧杯中并加入HNO₃使其溶解至澄清，再加入溶于热水的H₃BO₃制备无机溶液，

其后，把乙醇倒入Si(OC₂H₅)₄中制备有机溶液，并加入相当于有机溶液体积的10％适量CH₃COOH做稳定剂，其中Si(OC₂H₅)₄与乙醇的体积比为1∶1，

然后，把所述无机溶液缓慢倒入所述有机溶液中，采用硝酸做催化剂并用硝酸调整溶液pH值使其为2.左右，在75℃的水浴中搅拌90min制备凝胶，