[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

本发明公开了低温共烧陶瓷介质材料及其制备方法，一种低温共烧陶瓷介质材料，材料体系的组成为Al₂O₃‑0.5(0.5K₂O‑0.05Al₂O₃‑0.45B₂O₃‑2SiO₂)‑xCaCO₃，其中，x的取值范围为大于0且小于或等于1。在保持LTCC材料低烧结温度和优良介电性能的同时，在25～200℃的温度范围内，将介电常数随温度变化率从82.2％显著降低至3.1％；介电损耗温度稳定性也大大提升。

技术领域

本发明涉及低温共烧陶瓷封装基板材料领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是上世纪80年代中期出现的一种新型多层基板工艺技术。该技术采用了独特的材料体系，烧结温度低(通常低于900℃)，可与金属导体共烧，有助于电子器件性能的提高；同时，由于采用了独特的多层共烧工艺，从而极大地降低了工艺复杂性，提高了元件的可靠性。

除了低烧结温度的特性之外，LTCC材料还需要具备低介电常数、低介电损耗特性，以满足高频传输应用需求；具备低的热膨胀系数、高力学强度和介电温度稳定性，以满足多层基板的应用可靠性。长期以来，多数研究成果围绕着提高LTCC材料的介电性能展开，忽视了LTCC材料的应用可靠性，尤其是介电温度稳定性的研究。LTCC被动元器件、模组和基板广泛应用于消费、汽车和军工电子领域，使用环境中经常伴随着温度的变化，提高LTCC材料介电性能的温度稳定性非常重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种介电温度稳定性好的低温共烧陶瓷介质材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种低温共烧陶瓷介质材料，材料体系的组成为Al₂O₃-0.5(0.5K₂O-0.05Al₂O₃-0.45B₂O₃-2SiO₂)-xCaCO₃，其中，x的取值范围为大于0且小于或等于1。

为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：一种低温共烧陶瓷介质材料的制备方法，包括如下步骤，

S1，将K₂CO₃、Al₂O₃、H₃BO₃和SiO₂按照按摩尔分数配比0.5:0.05:0.45:2进行混合获得混合原料；对所述混合原料依次进行球磨、烘干、造粒、压制成型、烧结和破碎处理，获得Al-K-B-Si玻璃陶瓷粉体；

S2，将Al₂O₃、CaCO₃和步骤S1获得的Al-K-B-Si玻璃陶瓷粉体按照1:x:0.5的摩尔分数配比均匀混合获得混合料，其中，x的取值范围为大于0且小于或等于1；将所述混合料球磨，出料后烘干，获得烘干料；

S3，对步骤S2所得烘干料依次进行造粒、压制成型、排胶和烧结处理，获得陶瓷成品。

本发明的有益效果在于：本发明的低温共烧陶瓷介质材料在保持LTCC材料低烧结温度和降低介电损耗的同时，在25～200℃的温度范围内，将介电常数随温度变化率从82.2％显著降低至3.1％，介电损耗温度稳定性得到了大大提升。

附图说明

图1为本发明低温共烧陶瓷介质材料的制备方法的流程图；

图2为本发明实施例一至六所得材料的介电常数随温度的变化关系图；

图3为本发明实施例一至六所得材料的介电损耗随温度的变化关系图。