[发明专利]一种低温烧结低介电常数陶瓷基板材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种低温烧结低介电常数陶瓷基板材料及制备方法，其中，按照质量占比，所述陶瓷基板材料组分包括：10～18％的LBS玻璃，82～90％的Li₂SiO₃；按照质量占比，所述LBS玻璃的组分构成为：20～26％的Li₂CO₃，36～45％的B₂O₃，10～18％的SiO₂，1～10％的CaCO₃，0～5％的Na₂CO₃，以及0～5％的Al₂O₃，所述的Li₂SiO₃陶瓷粉各组分摩尔之比为Li₂O：SiO₂＝0.9～1.1：1。本发明所提供的陶瓷基板材料具有低介电常数高强度的特性，同时其烧结制备温度较低，能够很好的满足电子封装基板材料的性能要求。

技术领域

本发明属于电子信息功能材料领域，特别的涉及一种低温烧结且具有极低介电常数以及高的抗弯强度的陶瓷基板材料及制备方法。

背景技术

近几年半导体产业的飞速发展对电子封装的要求越来越高，多层基板技术应运而生。低介电常数的低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板的应用，提高了信号的传输速度和布线密度，可以满足VLSI高密度封装的要求，是现代通信技术的关键基础材料，在便携式移动电话、电视卫星接收器、军事雷达方面有着十分重要的应用，在现代通信工具的小型化、集成化过程中正发挥着无法比拟的重要作用。低温共烧陶瓷材料体系的开发已经成为当今电子封装领域研究的热点。

电子装置中元器件的复杂化、密集化和功能化对封装基板材料及布线工程提出越来越高的要求标准，主要表现在以下几个方面：(1)信号传输的高速化迫切要求降低介电常数和介电损耗，减小引线距离；(2)为减小体积，许多电子元件，如电阻、电容、甚至电感都要内藏于基板之中；(3)为减小封装体积，减少封装环节，裸芯片实装最为典型。封装的许多功能，如电气连接，物理保护，缓和应力，防潮散热，尺寸过渡，规格化、标准化等要求都可以由基板来达到；(4)良好的化学稳定性和机械性能。众所周知的传统陶瓷Al₂O₃具有较低的介电常数(εr＝9-10)，高机械强度(σ400MPa)和优异的化学稳定性,是一种良好的基板材料。但是，纯的Al₂O₃陶瓷烧结温度却较高(1400℃-1500℃)，不能直接与Ag、Cu等常用的低熔点金属共烧。因此为了降低烧结温度，采用传统方法掺入低熔点氧化物B₂O₃和V₂O₅，然而游离的B₂O₃和V₂O₅在后期的流延过程中易导致浆料粘度过大而不稳定，限制其实际应用：另一种方法是Al₂O₃-晶化玻璃，即在晶化玻璃中掺入少量陶瓷作为成核剂，产品的最终性能决定于样品的晶化程度。但这种方法由于需要的晶化玻璃量很大，造成成本较高，极大限制了玻璃陶瓷复合基板材料的发展。

发明内容

针对存在的上述问题，本发明将提供一种可在低温下烧结成瓷(800-900℃)，具有低介电常数(εr6.5)，高强度(σ250MPa)陶瓷基板材料及其制备方法。可应用于电视卫星接收器、军事雷达等民用及国防工业中，工艺简单易于工业化生产，材料性能稳定且成本低廉。

本发明提供一种低温烧结低介电常数陶瓷基板材料，按照质量占比，其组分包括：10～18％的LBS玻璃，82～90％的Li₂SiO₃；