[发明专利]一种低温共烧陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷介质材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种低温共烧陶瓷 介质材料及其制备方法。

背景技术

信息技术的发展要求高速数据和高电流密度传输，电子线路日益向微型化、集成化 和高频化的方向发展，这对电子元件提出了尺寸微小、高频、高可靠性、价格低廉和高 集成度的要求。近年来，低温共烧陶瓷(LTCC)技术为多层线路和电子元器件的设计带 来了巨大的灵活性，成为研究的热点。

由于该技术需要将不同的电介质材料(如电容、基板等)、磁介质材料(如电感等) 或导电材料(主要是银电极)等以叠层的形式一次性烧成多层独石结构，前提必须是以 先进的流延技术和共烧技术为依托，其中共烧技术是“瓶颈”。为了降低商业化产品面 世的难度和成本，在保证合适的介电性能前提下，不仅需要降低LTCC材料的烧结温度 (尽可能低于900℃)，以便和优良导体的银、金电极能够共烧，而且需要灵活控制LTCC 材料的烧结收缩率，避免共烧体内产生应力，从而弯曲变形甚至开裂。

目前报道较多的低温烧结陶瓷材料有BaTi₄O₉系、Li₂O-Nb₂O₅-TiO₂系、ZnNb₂O₆系 和ZnTiO₃系等介质陶瓷材料，但这些低温烧结陶瓷材料存在介电常数偏低，损耗偏高和 可调烧结收缩率范围窄等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种烧结温度低、介电常数高、介电 损耗低、同时具有可调烧结收缩率、并能与高电导率的银金属内电极共烧的介质陶瓷及 其制备方法。

本发明的一种低温共烧陶瓷介质材料，由重量百分比1-16％的玻璃粉和重量百分比 84-99％的Ba_6-3x(Nd_0.4Bi_0.6)_8+2xTi₁₈O₅₄组成，其中x为0.5-1.5；所述玻璃粉为以下两种 玻璃粉的至少一种：按照质量百分比由30-50％的Li₂CO₃、5-20％的SiO₂和 40-60％H₃BO₃组成的玻璃粉B、按照质量百分比由15-40％的LiF和60-85％的BaF₂组成的玻璃粉C。

所述玻璃粉B和玻璃粉C的质量比为(10∶1)-(15∶1)。

本发明的一种制备低温共烧陶瓷介质材料的方法，按照下述步骤进行：

(1)将原料BaTiO₃、Bi₂O₃、Nd₂O₃和TiO₂按通式Ba_6-3x(Nd_0.4Bi_0.6)_8+2xTi₁₈O₅₄，其中 x＝0.5-1.5，进行配料球磨，过120-250孔/cm²分样筛，升温至950℃-1000℃，保温2-4 小时，制得熔块A；

(2)按照质量百分比按照质量百分比将30-50％的Li₂CO₃、5-20％的SiO₂和 40-60％H₃BO₃熔融水冷，研磨过筛制得玻璃粉B，并按照质量百分比将15-40％的LiF 和60-85％的BaF₂熔融水冷，研磨过筛制得玻璃粉C，

(3)将步骤(2)制备两种玻璃粉的至少一种，按照质量百分比将1-16％的玻璃粉 和84-99％的熔块A进行二次配料，获得配料D；

(4)将配料D球磨过120-250孔/cm²分样筛，加入配料D质量百分比5-8％的黏 合剂造粒，压制成生坯，升温至400-500℃再升温至840-860℃保温15分钟，冷却后 制得陶瓷介质。