[发明专利]一种LTCC陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种LTCC陶瓷材料，由包括复合氧化物玻璃和Al₂O₃的混合物制备而成；所述复合氧化物玻璃包括以下组分：二氧化硅55wt％～60wt％；三氧化二硼30wt％～35wt％；三氧化二铝5wt％～10wt％；余量的氧化钙。与现有技术相比，本发明提供的LTCC陶瓷材料以上述特定组成的复合氧化物玻璃与Al₂O₃为主要成分，实现较好的相互作用，产品的介电常数为7.5左右，QF值高，电性能优异；并且具备零收缩特性，从而解决LTCC收缩率过大导致LTCC器件不良的现象。实验结果表明，本发明提供的LTCC陶瓷材料的介电常数介于6.7～7.9，Qf介于700GHz～2000GHz，X和Y方向的收缩率小于0.5％，Z方向的收缩率小于18％；具备零收缩特性，且电性能优异，具有十分广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及LTCC技术领域，更具体地说，是涉及一种LTCC陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术是于1982年休斯公司开发的新型材料技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。

目前，介电常数低于8的低介电常数的高性能LTCC陶瓷材料一直被日美企业垄断，国内需求长期被卡脖子。并且常规的LTCC陶瓷材料的收缩率在10～15％之间，且X、Y和Z方向的收缩率不一致，在制备过程中需要保证金属电极浆料和陶瓷生坯一起收缩，但是实际过程中很难保证一致，造成烧结后的电极断裂；而LTCC陶瓷材料的收缩率较大，收缩率的偏差非常容易导致产品一致性很差。因此，低介电常数的LTCC陶瓷材料是国内一直寻求突破的技术，同时零收缩陶瓷也一直是陶瓷技术界最高的追求之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LTCC陶瓷材料及其制备方法，本发明提供的LTCC陶瓷材料的介电常数在7.5左右，QF值高，并且具备零收缩特性。

本发明提供了一种LTCC陶瓷材料，由包括复合氧化物玻璃和Al₂O₃的混合物制备而成；

所述复合氧化物玻璃包括以下组分：

二氧化硅55wt％～60wt％；

三氧化二硼30wt％～35wt％；

三氧化二铝5wt％～10wt％；

余量的氧化钙。

优选的，所述LTCC陶瓷材料中复合氧化物玻璃的质量百分含量为45％～55％。

优选的，所述复合氧化物玻璃的制备方法具体为：

将二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化钙混合后，进行球磨，再依次经干燥、熔融，得到玻璃液体；然后将所述玻璃液体进行淬火、粉碎，得到复合氧化物玻璃。

优选的，所述球磨的过程具体为：

在混合原料中加入原料总质量70％～90％的无水乙醇，在行星球磨机中搅拌10h～15h。

优选的，所述熔融的方式为煅烧；所述煅烧的温度为1400℃～1800℃，时间为5min～15min。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的LTCC陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：