一種低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑，按質量百分比，包括：40%~55%的二氧化硅、5%~16%的氧化硼、12%~17%的氧化鋅、5%~15%的氧化鋁、3%~10%氧化鋰、0~5%的氧化銅、0~5%的四氧化三鈷及3%~8%的通式為R2O3的氧化物；其中，R為鑭、釹、釤及鏑中的至少一種。上述低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑能夠使低溫共燒介質陶瓷材料在830℃~950℃的溫度下進行燒結，并有效地提高低溫共燒介質陶瓷的介電性能。此外，還要提供一種低溫共燒介質陶瓷材料及低溫共燒介質陶瓷的制備方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及介質陶瓷材料領域，特別涉及一種低溫共燒介質陶瓷材料及其燒結助劑和采用上述低溫共燒介質陶瓷材料制備低溫共燒介質陶瓷的制備方法。
技術介紹
近年來，隨著現代信息產業的飛速發展，電子線路的微型化、輕量化、集成化和高頻化對電子組件提出了小尺寸、高頻率、高可靠性和高集成度的要求，在眾 多微電子集成和組件整合技術中，低溫共燒陶瓷已經成為目前電子組件集成化的主流方式。低溫共燒陶瓷(Low-temperature cofired ceramic,簡稱LTCC)技術就是將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶，作為電路基板材料，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，并將多個無源元件埋入其中，然后疊壓在一起，在900°C燒結，制成三維電路網絡的無源集成組件，也可制成內置無源元件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊。LTCC最先由美國的休斯公司于1982年研制成功，其將陶瓷介質材料經流延獲得的生瓷帶疊壓在一起而制成的多層電路，內有印制互連導體、無源元件和電路，并將該結構燒結成一個集成式陶瓷多層材料。LTCC的生瓷帶利用常規的流延方法制備，把生瓷帶切成大小合適的尺寸，打出對準孔和內腔，互連通孔采用激光打孔或機械鉆孔形成。將導體連同所需要的電阻器、電容器和電感器網印或光刻到各層陶瓷片上。然后各層瓷片對準、疊層、靜壓并在850°C左右共燒。制成三維電路網絡的無源集成組件，也可制成內置無源組件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊。利用現有的厚膜電路生產技術裝配基板和進行表面安裝。由于燒結溫度低，可以采用銀、銅等高電導率的材料作為互連材料，特別適合高頻電路使用。LTCC產品的應用領域很廣泛，如各種制式的手機、藍牙模塊、CPS、PDA、數碼相機、WLAN、汽車電子、光驅等。目前，LTCC技術最常被應用于手機的射頻系統上，射頻器件的基本單元——諧振器的長度與材料的介電常數的平方根成反比，所以當器件的工作頻率較低時(如數百兆赫茲)，如果用介電常數低的材料，器件尺寸將大得無法使用。由此可見，介電常數是LTCC材料較關鍵的性能，最好能使介電常數系列化以適用于不同工作頻率的需要。目前，國內外制備低溫燒結陶瓷介質材料一般采用的方法有1.在陶瓷粉料中添加玻璃混合物來作為燒結助劑，此方法生產工藝簡單，容易控制，但要把燒結溫度降到850°C左右，必須加入較大比例的該種燒結助劑，由于燒結助劑太多而容易引起材料電性能劣化，難以獲得性能良好的低溫燒結陶瓷介質材料；2、通過高溫溶融的方法來獲得具有良好助溶效果的玻璃粉，在陶瓷粉料中添加這種玻璃粉作為燒結助劑，容易實現低溫燒結的目的，同時也能保證陶瓷介質材料的良好介電性能，但該方法能耗較高，且生產工藝復雜，對生產設備及過程控制要求較高
技術實現思路
基于此，有必要提供一種能夠提高低溫共燒介質陶瓷的介電性能的燒結助劑及低溫共燒介質陶瓷材料及低溫共燒介質陶瓷制備方法。—種低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑，按質量百分比，包括409Γ55%的二氧化硅、5% 16%的氧化硼、12°/Γ17%的氧化鋅、5°/Γ 5%的氧化鋁、3% 10%氧化鋰、0 5%的氧化銅、(Γ5%的四氧化三鈷及3°/Γ8%的通式為R2O3的氧化物；其中，R為鑭、釹、釤及鏑中的至少一種。在其中一個實施例中，所述低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑包括47°/Γ55%的二氧化硅、5°/Γ 6%的氧化硼、129Γ16. 5%的氧化鋅、59Γ12. 2%的氧化鋁、3°/Γ 9%的氧化鋰、O. 5 5%的氧化銅、(Γ5%的四氧化三鈷及39Γ7. 5%的通式為R2O3的氧化物。一種低溫共燒介質陶瓷材料，按質量百分比，包括55°/Γ75%的鈦酸鹽、22°/Γ42%的上述燒結助劑及2°/Γ Ο%的改性劑； 其中，按質量百分比，所述鈦酸鹽包括72% 90%的ZrvxMgxTiO3和10% 28%的Ba2Ti9O11,其中，O. 03 ^ X ^ O. 3 ;所述改性劑為二氧化鈦、二氧化錳、二氧化鋯、三氧化二鉍及五氧化二鈮中的至少一種。 在其中一個實施例中，包括58°/Γ75%的鈦酸鹽、22°/Γ38%的燒結助劑及2%飛％的改性劑。一種低溫共燒介質陶瓷的制備方法，包括如下步驟制備鈦酸鹽，按質量百分比，所述鈦酸鹽包括72°/Γ90%的ZrvxMgxTiO3和10°/Γ28%的 Ba2Ti9O11,其中，O. 03 ^ X ^ O. 3 ；按照質量百分比為55% 75%的所述鈦酸鹽、22°/Γ42%的上述燒結助劑及2% 10%的改性劑稱取各組分，加入水混合得到混合物料，經球磨、干燥后，得到低溫共燒介質陶瓷材料；其中，所述改性劑為二氧化鈦、二氧化錳、二氧化鋯、三氧化二鉍及五氧化二鈮中的至少一種；及將所述低溫共燒介質陶瓷材料成型，并在溫度為830°C 95(TC中保溫30分鐘 120分鐘進行燒結，得到低溫共燒介質陶瓷。在其中一個實施例中，制備所述鈦酸鹽的方法為固相合成法；其中，制備所述鈦酸鹽包括如下步驟以亞微米級的氧化鋅、氧化鎂、碳酸鋇及二氧化鈦為原材料，按照所述鈦酸鹽中ZrvxMgxTiO3和Ba2Ti9O11的質量百分比分別為72°/Γ90%和10°/Γ28%進行配料；及按照所述原材料的總質量與去離子水的質量比為1:1. 6^1. 8進行混合，經球磨混合后，在溫度為900°C 1050°C中煅燒I小時I小時，得到所述鈦酸鹽。在其中一個實施例中，制備所述燒結助劑包括如下步驟以氯化鋁、氯化銅、氯化鈷及R的氯化物為原材料，分別配制成水溶液，并按照所述燒結助劑中所述氧化鋁、氧化銅、四氧化三鈷及通式為R2O3的氧化物的質量百分比進行混合得到混合溶液，然后加入沉淀劑，采用化學共沉淀法生成前軀體沉淀物，經過濾、洗滌后，以二氧化硅、氧化鋅、碳酸鋰、硼酸為原料，按照所述燒結助劑中所述二氧化硅、氧化鋅、氧化鋰、氧化硼的質量百分比將所述二氧化硅、氧化鋅、碳酸鋰、硼酸與所述前驅體沉淀物混合，攪拌均勻，經干燥、煅燒后，得到所述燒結助劑。在其中一個實施例中，所述沉淀劑為碳酸氫銨、碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉及碳酸氫鈉中的一種。上述低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑用于低溫共燒介質陶瓷材料能夠降低低溫共燒介質陶瓷材料的燒結溫度，使低溫共燒介質陶瓷材料能在830°C、50°C的溫度下進行燒結；由于R2O3是一類具有高表面活性的氧化物，利用R2O3具有提高玻璃的斷裂韌性、導熱性、耐酸性的特點，并且對降低玻璃的介電損耗值、調整玻璃的介電-溫度特性具有明顯效果，上述配方的燒結助劑能促進鈦酸鹽陶瓷在燒結過程中晶粒的細化，增加晶界數量，提高燒結致密度，從而改善低溫共燒介質陶瓷的絕緣、耐壓、介電損耗等性能，并具有高可靠性，且使得使用上述燒結助劑的低溫共燒介質陶瓷能匹配銀等低熔點金屬導體，滿足低溫共燒介質陶瓷多層線路基板等LTCC器件的應用需求。附圖說明圖I為一實施方式的低溫共燒介質陶瓷的制備方法的流程圖。具體實施方式 下面主要結合附圖及具體實施例對低溫共燒介質陶瓷材料及其燒結助劑和低溫共燒介質陶瓷的制備方法作進一步詳細的說明。一實施方式的低溫共燒介質陶瓷材料，按質量百分本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低溫共燒介質陶瓷材料用燒結助劑，其特征在于，按質量百分比，包括：40%~55%的二氧化硅、5%~16%的氧化硼、12%~17%的氧化鋅、5%~15%的氧化鋁、3%~10%氧化鋰、0~5%的氧化銅、0~5%的四氧化三鈷及3%~8%的通式為R2O3的氧化物；其中，R為鑭、釹、釤及鏑中的至少一種。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張火光，肖澤棉，唐浩，宋永生，吳海斌，莫方策，張彩云，葉向紅，
申請(專利權)人：廣東風華高新科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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