[发明专利]一种低损耗低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法

说明书

本发明涉及电子陶瓷材料低温共烧陶瓷技术领域，具体地说，涉及一种低损耗低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法。本发明提供了一种低损耗低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法，采用两种不同软化温度的硼酸盐晶化玻璃(玻璃A和玻璃B)以及一种或两种亚价的金属氧化混合形成。其中晶化玻璃A为低软化温度的硼酸盐晶化玻璃，A的组成为：CaO‑B2O3‑SiO2‑M′xOy。其中M′xOy为P、Zr、Zn、Nb、Na、K中的一种或多种金属氧化混合物。晶化玻璃B为高软化温度的硼酸盐晶化玻璃，B的组成为：CaO‑B2O3‑SiO2‑M″xOy。其中M″xOy为Al、Mg、Zr中的一种或多种金属氧化混合物。生瓷带的组成为50‑70晶化玻璃粉0.1‑2亚价的金属氧化物，30‑50有机粘合。该生瓷带介电常数5.5‑6.5，介电损耗低于0.002(40GHz)。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷材料低温共烧陶瓷技术领域，具体地说，涉及一种低损耗低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法。

背景技术

随着微波/毫米波应用需求的快速增长，特别是应用频率越来越高，要求材料和导体在应用频率范围内具有低的损耗，低温共烧陶瓷因具有低的导体损耗(金、银)和高的可靠性介质层，是高密度封装、微波/毫米波封装最佳选择之一。

通常采用硼硅酸盐玻璃加陶瓷填充相(例如Al₂O₃)，LTCC材料具有较高的强度，但由于玻璃中含有较大量的如Pb、Ba等重金属元素，在高频使用下介质损耗较大。

CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃体系具有较低的介质损耗，目前的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃体系LTCC材料大多采用单一的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃或CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃加CaB₂O₄或CaSiO₃陶瓷填充相组成。由于CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃在烧结过程中800℃-850℃析晶，LTCC基板中玻璃量迅速减少，LTCC基板的烧结范围变窄，LTCC材料与烧导体结匹配性不好，LTCC基板平整度难以控制。

通常高硼含量的玻璃，烧结温度控制不好，Ag导体边缘会出现发黄现象。主要是由于Ag+硼酸盐玻璃结构扩散造成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低损耗低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明采用两种不同软化温度的CaO-B₂O₃-SiO₂晶化玻璃，晶化玻璃A和晶化玻璃B，同时加入亚价的金属氧化物抑制了银扩散。其中玻璃A为低软化温度玻璃，软化温度为630℃-680℃，析晶温度为800℃-820℃。玻璃B为高软化温度玻璃，软化温度为760℃-800℃，析晶温度为840℃-860℃。

LTCC基板在烧结过程中650℃以上，基板开始烧结，玻璃A开始熔化，LTCC基板处于液相传质烧结过程，800℃左右玻璃A开始晶化，玻璃B开始熔化，基板还同样处于液相传质烧结状态，使得LTCC基板烧结温度范围更宽，LTCC基板与导体的匹配性更好，在835℃-900℃都可以烧结出平整度良好的LTCC基板。

本发明在LTCC材料中加入一种或两种亚价的金属氧化物(如Cu₂0、FeO)在烧结过程中抑制了银扩散，对LTCC材料的损耗没有影响。银在高温烧结过程中与硼酸盐反应形成Ag+，会沿着硼酸盐结构扩散，亚价的金属氧化物将Ag+还原成银原子，从而抑制了银扩散。

本发明的技术方案如下：