本发明专利技术公开了一种氧化铋‑氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3‑Nb2O5陶瓷粉料95.4‑99.1份，ZnO‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃0.01‑1.5份，以及CuO‑V2O5烧结助剂1‑3.5份。该LTCC基板材料的制备原料中通过采用添加微量玻璃及低熔点氧化物烧结助剂，以及调整材料粒径的方法，解决了高介电常数介质陶瓷材料烧结温度高、烧结时间长而导致贵金属浆料挥发或扩散问题以及低温共烧时收缩特性差异导致LTCC基板产生翘曲等问题，制备出满足要求的LTCC基板材料。
Bismuth oxide-niobium oxide LTCC substrate material and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法
本专利技术涉及LTCC基板材料
，且特别涉及一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法。
技术介绍
LTCC基板材料是LTCC技术中低温共烧陶瓷作为基板的材料统称，LTCC基板材料的介电常数可以在很大范围内变动，增加了电路设计的灵活性LTCC基板材料经历了从简单到复合、从低介电常数到高介电常数和使用频段不断增加等发展过程。从技术成熟程度、产业化程度及应用广泛程度等角度来评价，目前LTCC技术是无源集成的主流技术。LTCC属于高新科技的前沿产品，广泛应用于微电子工业的各个领域，具有十分广阔的应用市场和发展前景。同时LTCC技术也将面临来自不同技术的竞争与挑战，必须继续强化自身技术发展和大力降低制造成本，不断完善或亟待开发相关技术。目前，LTCC基板材料在日本、美国等发达国家已进入产业化、系列化和可进行材料设计的阶段。如美国(ITRI)正积极主导开发可埋入电阻、电容的PCB技术，并预计2-3年后达到成熟阶段，届时将以MCM-L形式与LTCC/MLC技术在高频通信模块领域成为强有力竞争对手。至于以微电子技术为核心开发的MCM-D技术来制作高频通信模块，也正在美、日、欧各大公司内积极展开。如何继续保持LTCC技术在无线通讯组件领域的主流地位，还必须继续强化自身技术发展和大力降低制造成本，不断完善或亟待开发相关技术，如解决与器件集成化制备工艺中异质材料的匹配共烧，化学兼容性及机电性能与界面行为等问题。对于LTCC技术难点在于陶瓷基板与金、银等贵金属导体浆料匹配共烧，保证其介电性能基础上，不出现开裂，分层、翘曲等现象。因此，850℃-930℃下保温30min获得与贵金属浆料匹配良好，且介电性能满足要求的陶瓷粉体是解决LTCC基板的主要方向。现有的陶瓷材料虽然在介电性能上均可满足要求，但是在烧结特性上存在烧结温度过高或烧结时间过长，导致贵金属浆料大量扩散或挥发，严重影响器件的微波性能。同时匹配共烧效果不好，基板出现分层、翘曲等现象，对加工器件有很多约束。特此，急需制备得出一种满足要求的LTCC基板材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法，改善了高介电常数介质陶瓷材料烧结温度高、烧结时间长导致贵金属浆料挥发或扩散问题以及低温共烧时收缩特性差异导致LTCC基板产生翘曲等问题，具备可加工性。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料95.4-99.1份，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃0.01-1.5份，以及CuO-V2O5烧结助剂1-3.5份。本专利技术还提供一种上述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的制备方法，包括如下步骤：将Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料、ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃以及CuO-V2O5烧结助剂按比例混合，经流延、叠层热压和烧结处理，制得Bi2O3-Nb2O5基LTCC基板材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法，通过配方各原料的优化设计，特别是通过添加微晶玻璃和烧结助剂，能够在有效降低生坯的烧结温度，缩短烧结时长的同时有效的调节主晶相的收缩特性，保证其收缩特性与贵金属导体浆料大致相同，实现与金的浆料具有很好的共烧匹配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1本专利技术实施例1中LTCC基板材料制备的工艺流程图；图2本专利技术实施例1中LTCC基板材料的与金匹配共烧效果图；图3本专利技术对比例1中LTCC基板材料的与金匹配共烧效果图；图4本专利技术对比例2中LTCC基板材料的与金匹配共烧效果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料95.4-99.1份，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃0.01-1.5份，以及CuO-V2O5烧结助剂1-3.5份。本专利技术实施例提供一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料95.4-99.1份，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃0.01-1.5份，以及CuO-V2O5烧结助剂1-3.5份，通过在Bi2O3-Nb2O5陶瓷主晶相中添加ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃和CuO-V2O5烧结助剂进行配方优化设计，能够在有效降低生坯的烧结温度和烧结时长，及防止贵金属导体浆料在高温长时间烧结时出现挥发和在陶瓷基板中扩散，同时有效调节LTCC基板的收缩特性，使陶瓷基板在致密化过程中陶瓷开始收缩时间，收缩速率与收缩率与金属导体浆料基本相同，使两者之间实现匹配共烧。同时，上述的混合比例不仅直接决定LTCC基板材料介电性能，而且是调控LTCC基板材料收缩起始时间，收缩率与收缩速率是否与金属导体浆料共烧匹配的关键工艺。如果配方比例不适合，基板的介电性能将不能满足LTCC组件设计要求，同时在与导体浆料匹配共烧时基板会产生翘曲，分层，导体浆料扩散等问题。在一些实施方式中，Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料中Bi2O3：Nb2O5的摩尔比为0.8-1.2：1，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃中ZnO：B2O3：SiO2的摩尔比为45-75：20-40：5-15，CuO-V2O5烧结助剂中CuO：V2O5的摩尔比为1.8-2.6：1。在一些实施方式中，氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的介电常数为40≤εr≤49@8GHz，介电损耗tanδ为(3-8)×10-4@8GHz。本专利技术实施例还提供一种上述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的制备方法，包括如下步骤：将Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料、ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃以及CuO-V2O5烧结助剂按比例混合，经流延、叠层热压和烧结处理，制得Bi2O3-Nb2O5基LTCC基板材料。本专利技术实施例还提供一种上述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的制备方法，包括以下步骤：将制得的Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃以及CuO-V2O5烧结助剂混合得到混合物料，特别是通过添加ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃以及低熔点氧化物烧结助剂CuO-V2O5，能够在有效降低生坯的烧结温度的同时有效的调节主晶相的收缩特性，使LTCC材料保证所制备的陶瓷基板具有良好的微波介电性能同时，又与金导体浆料具有很好的共烧匹配性，将混合物料与有机流延体系混合制备出流延料，流延料经流延成型制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氧化铋‑氧化铌基LTCC基板材料，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3‑Nb2O5陶瓷粉料95.4‑99.1份，ZnO‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃0.01‑1.5份，以及CuO‑V2O5烧结助剂1‑3.5份。
【技术特征摘要】
1.一种氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料95.4-99.1份，ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃0.01-1.5份，以及CuO-V2O5烧结助剂1-3.5份。2.根据权利要求1所述的氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其特征在于，所述Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料中Bi2O3：Nb2O5的摩尔比为0.8-1.2：1，所述ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃中ZnO：B2O3：SiO2的摩尔比为45-75：20-40：5-15，所述CuO-V2O5烧结助剂中CuO：V2O5的摩尔比为1.8-2.6：1。3.根据权利要求1或2所述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料，其特征在于，所述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的介电常数为40≤εr≤49@8GHz，介电损耗tanδ为3-8×10-4@8GHz。4.一种根据权利要求1-3中任一项所述氧化铋-氧化铌基LTCC基板材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料、所述ZnO-B2O3-SiO2系微晶玻璃以及所述CuO-V2O5烧结助剂按比例混合，经流延、叠层热压和烧结处理，制得所述Bi2O3-Nb2O5基LTCC基板材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述Bi2O3-Nb2O5陶瓷粉料由以下步骤制备：...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦占明，张二甜，应建，庞锦标，叶萍，杜玉龙，班秀峰，张秀，陈凯，褚涛，
申请(专利权)人：贵州振华电子信息产业技术研究有限公司，中国振华集团云科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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