[发明专利]一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，其中低温共烧陶瓷材料由CaO、B₂O₃、SiO₂、纳米Al₂O₃、MgO、纳米ZrO₂组成，其中各个成分的质量百分比分别为：CaO为35％～50％、B₂O₃为5％～15％、SiO₂为40％～55％、纳米Al₂O₃为1％～5％、MgO为1％～5％、纳米ZrO₂为1％～5％；制备方法包括按照上述配方进行球磨混合后高温烧结，然后淬入去离子水后粉碎，再进行湿式球磨，烘干后研磨，最后造粒制成生坯，再排胶后烧结得到低温共烧陶瓷材料。本发明提出的低温共烧陶瓷材料及其制备方法，制得的低温共烧陶瓷材料具有低介电常数、低损耗和综合性能良好等优点。

技术领域

本发明涉及电子器件及LTCC(低温共烧陶瓷)基板的材料，尤其涉及一种CBS(CaO-B₂O₃-SiO₂系)微晶玻璃陶瓷系LTCC材料及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)是一种先进的无源集成及混合电路封装技术，已成为未来电子元件集成化的首选方式。在这种背景下，主要介质材料的低温共烧也成为一种重要的发展趋势。作为最有前途的LTCC材料之一，CBS系可析晶玻璃以硅灰石(β-CaSiO₃)为主晶相，具备优异的介电性能与热性能，并同贵金属Ag、Au可在较低温度(＜900℃)下烧结。

目前，国内主要在CBS体系基础上进行掺杂，但该体系的掺杂研究也仅处于起步阶段，到目前仍未研究出具有低介电常数(6.0±0.3范围内)、低损耗(小于0.001)且综合性能良好(抗弯强度＞170MPa)的CBS系LTCC材料。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种低介电常数、低损耗和综合性能良好的低温共烧陶瓷材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种低温共烧陶瓷材料，由CaO、B₂O₃、SiO₂、纳米Al₂O₃、MgO、纳米ZrO₂组成，其中各个成分的质量百分比分别为：CaO为35％～50％、B₂O₃为5％～15％、SiO₂为40％～55％、纳米Al₂O₃为1％～5％、MgO为1％～5％、纳米ZrO₂为1％～5％。

本发明还公开了一种低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将原料CaCO₃、B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO、ZrO₂按照上述配方称得化学纯的CaO、B₂O₃、SiO₂、纳米Al₂O₃、MgO、纳米ZrO₂，将混合粉料经球磨混合，球磨介质为锆球，混合均匀后，过60目筛；

S2：将步骤S1中过筛后得到的混合粉料进行高温烧结，保温预定时间后，使混合粉料完全熔融和均匀化得到熔融物；