[发明专利]一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本申请提供了一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，所述低温共烧陶瓷材料包含质量百分比为80％～40％MgGasubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;和质量百分比为20％～60％的CuMoOsubgt;4/subgt;。由于CuMoOsubgt;4/subgt;具有超低的烧结温度，无需额外添加玻璃或低熔点氧化物即可实现MgGasubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;的低温烧结。此外，通过调节MgGasubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;和CuMoOsubgt;4/subgt;的质量百分比，可使所述低温共烧陶瓷材料的介电常数为5.6～6.9；Q×f值9000～16000GHz；谐振频率温度系数为‑65～‑42ppm/℃。所述低温共烧陶瓷材料有望成为集成电路基板、射频元器件及电子封装设备制造的关键基础材料。

技术领域

本申请涉及电子信息功能材料及集成电路领域，特别是涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着新一代无线通讯技术、万物互联网络、人工智能系统的快速发展，电子元器件的小型化、多功能集成化已成为微电子技术发展的主要驱动力。以低温共烧陶瓷（ LTCC）技术为平台的集成封装技术具有广阔的发展空间。低温共烧陶瓷可实现集成电路基板、微波元器件及高电导率导体（银、铜）的一次烧结，具有烧结温度低、损耗小、热机械性能优异和化学相容性好的优点，是目前电子封装领域的关键支撑材料。

尖晶石结构镓酸镁具有较低的介电常数和较高的品质因数，但其烧结温度较高无法适用于低温共烧陶瓷技术。研究人员通常向镓酸镁陶瓷中加入低软化点玻璃或低熔点氧化物以降低烧结温度，但这会大大提高材料的介电损耗，限制了其在高频中的实际应用。

发明内容

本申请提供一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，旨在降低镓酸镁陶瓷的烧结温度，同时具有高品质因数和低介电常数，以满足低温共烧陶瓷技术应用。

一方面，本申请提供了一种低温共烧陶瓷材料，其特征在于，其制备原料为MgGa₂O₄和 CuMoO₄粉体，所述 MgGa₂O₄和 CuMoO₄粉体的质量比为 8~4:2~6；所述低温共烧陶瓷材料的的介电常数为 5.6~6.9； Q×f 值 9000~16000 GHz；谐振频率温度系数为-65~-42 ppm/℃。

另一方面，本申请提供了一种低温共烧陶瓷材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）按化学计量比称取 MgO、 Ga₂O₃，进行湿法球磨，得到混合料；

（2）对（1）所述混合料进行干燥、研磨、过筛和预烧处理，合成 MgGa₂O₄，预烧温度为1100~1300 ℃，保温 3~5 小时，升温速率为 3~5 ℃/min；

（3）按化学计量比称取 CuO、 MoO₃，进行湿法球磨，得到混合料；

（4）对（3）所述混合料进行干燥、研磨、过筛和预烧处理，合成 CuMoO₄，预烧温度为450~600℃，保温 8~12 小时，升温速率为 3~5 ℃/min；

（5）按质量百分比称取 MgGa₂O₄和 CuMoO₄，进行湿法球磨，得到混合料；

（6）对（5）所述混合料进行干燥、研磨、过筛、造粒和干压成型处理，得到生坯；

（7）对所述生坯进行烧结处理，得到所述低温共烧陶瓷，其中烧结温度为 825~950℃。