当前位置: 首页 > 专利查询>费罗公司专利>正文

用于高频应用的M7LTCC-银系统和相关介电组合物技术方案

技术编号:30347695 阅读:20 留言:0更新日期:2021-10-12 23:38
LTCC装置由介电组合物制成,所述介电组合物包含前体材料的混合物,所述前体材料在烧制时形成具有镁

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高频应用的M7 LTCC

银系统和相关介电组合物


[0001]本专利技术涉及介电组合物,并且更具体地涉及基于镁



钙氧化物的介电组合物,其表现出K=4

12,或者高达50的介电常数,在GHz高频下具有非常高的Q值,并且可用于使用贵金属金属化的低温共烧陶瓷(LTCC)应用中。
[0002]本专利技术人试图开发一种环境友好的(无铅、无镉、无邻苯二甲酸酯和无邻苯二甲酸盐)LTCC

银可共烧系统,该系统在<900℃,例如825

850℃下烧制,用于5G无线应用和其它高频应用(5G频率范围:3

6GHz和20

100GHz)。

技术介绍

[0003]用于无线应用的LTCC系统中的现有技术材料包括在1MHz的测量频率下介电常数K=4

8和Q值为约500

1000的电介质。这通常通过使用与高浓度的BaO

CaO

B2O3低软化温度玻璃混合的陶瓷粉末来实现,该低软化温度玻璃允许陶瓷的低温(875℃或更低)致密化。这种大体积的玻璃会具有降低所述陶瓷Q值的不希望有的效果。
[0004]市场上存在可共烧的LTCC/Ag系统,包括费罗公司(Ferro)的A6M、A6ME和L8,以及杜邦公司(DuPontTM)的9K7和951,但这些系统具有较低的强度、较低的热导率和较高的介电损耗。另外,在宽频率范围内,损耗不如本专利技术的系统稳定。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及介电组合物和相关的Ag导体,更特别地涉及基于镁

硅酸盐

钙的介电组合物体系,其表现出K=5

10的介电常数,在GHz高频下具有高Q值,其可用于使用贵金属金属化的低温共烧陶瓷(LTCC)应用中。Q值是介电损耗角正切(Df)的倒数。Qf值是用于描述通常在GHz范围内的频率的电介质的品质的参数。Qf可以表示为Qf=Q
×
f,其中测量频率f(以GHz为单位)乘以该频率下的Q值。对于高频应用,对于在大于10GHz的频率下具有大于500甚至1000的非常高的Q值的介电材料的需求日益增长。
[0006]广义地说,本专利技术的陶瓷材料包括主体(host),该主体通过混合适量的MgO和SiO2(或前述前体)、在含水介质中将这些材料一起研磨至粒径D
50
在约0.2

5.0微米来制备。干燥该浆料并在约800

1250℃下煅烧以形成包括MgO和SiO2的主体材料。然后将所得主体材料机械粉碎,并与助熔剂混合,再在含水介质中研磨至粒径D
50
为约0.5

1.0μm。将研磨的陶瓷粉末干燥并粉碎以产生细碎的粉末。所得粉末可被压制成圆柱形粒料,并在约750至约900℃,优选约775至约875℃,更优选约825至约850℃的温度下烧制。
[0007]烧制进行约1至约50分钟,优选约5至约30分钟,更优选约10至约50分钟的时间。
[0008]本专利技术的一个实施方案是一种包含前体材料的混合物的组合物,所述前体材料的混合物在烧制时形成镁



氧化物主体材料,所述主体材料不含任何或所有以下物质,优选不含所有以下物质:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞。主体本身或与其它含金属化合物(例如氧化物或氟化物,例如Ca和/或Li的氧化物或氟化物)结合,可形成介电材料。
[0009]本专利技术的所有组合物不含任何化学或物理形式的以下物质中的至少一种:铅、镉、
锌、锰、铋、钛、砷。在优选的实施方案中,组合物不含多于一种的前述物质,并且在最优选的实施方案中不含所有前述物质。有机部分不含邻苯二甲酸酯和邻苯二甲酸盐。
[0010]本专利技术的一个实施方案可以包括在共同拥有的WO 2020

014035中公开的多于一种主体或可选的主体,其经此引用全文并入本文。
[0011]本专利技术的介电材料由本文公开的85

95wt%的主体材料与(a)H3BO3或B2O3;(b)至少一种碱金属氟化物;(c)至少一种碱土金属氟化物和(d)CuO混合并烧制得到。可以将含F盐与各种含Li或含Ca盐或氧化物的各种组合结合以在本专利技术的最终产品中达到所需的Li、Ca和F水平。本文公开的所有创造性的组合物和它们的中间体不含任何形式的以下物质:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷。
[0012]导体
[0013]表4

6中列出了性能如上表所示的Ag导体糊剂(表面、埋入和通孔)的配方。Ag导体是通过将Ag粉与填料(陶瓷和/或玻璃)、有机载体、分散剂和溶剂混合在一起,然后3辊研磨形成厚膜糊剂,将该厚膜糊剂丝网印刷到陶瓷生带上,然后在125℃下干燥而制成的。多层部件是通过将印刷Ag的生带层堆叠和等静压层压,然后在空气中在825

850℃下烧制而制成的。
[0014]银导体糊剂可包括银薄片、银粉、玻璃料组合物,其可以包含本文所公开的介电制剂和有机组分。有机组分包括载体、溶剂和乳化剂。
[0015]有用的银成分可在下表1中找到。
[0016][0017]在上表中,D
50
或平均粒径(Ave.PS)的测量不应被理解为以列形成本专利技术的实施方案;每个颗粒(薄片或粉末)将被分别地获取,并且本专利技术的各种实施例可以包括使用在表中记录的薄片或粉末中的一个或多个的银导体。
[0018]对于以零重量百分比为界的每个组成范围,该范围被认为还教导了具有0.01wt%或0.1wt%的下限的范围。例如60

90wt%的Ag+Pd+Pt+Au的教导是指任何或所有指定组分可以存在于组合物中以达到所述范围。
[0019]在另一个实施方案中,本专利技术涉及一种形成电子元件的方法,包括:将本文公开的任何介电糊剂施加到基底;以及在足以烧结介电材料的温度下烧制基底。
[0020]在另一个实施方案中,本专利技术涉及形成电子元件的方法,包括将本文公开的任何介电材料的颗粒施加到基底上,并在足以烧结介电材料的温度下烧制基底。
[0021]在另一个实施方案中,本专利技术的方法包括形成电子元件,该方法包括:
[0022](a1)将本文公开的任何介电组合物施加到基底上,或
[0023](a2)将包含本文所公开的任何介电组合物的带材施加到基底上,或
[0024](a3)压实本文公开的任何介电组合物的多个颗粒以形成整体复合基底;以及
[0025](b)在足以烧结所述介电材料的温度下烧制所述基底。
[0026]根据本专利技术的方法是共烧至少一层本文所公开的任何介电材料的方法,所述介电材料具有大于7的介电常数,所述介电材料与至少一层交替的单独的带材或糊剂层结合以形成本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物,所述组合物包含:(a)85

95wt%的煅烧主体,所述煅烧主体包含:1.49

65wt%的MgO,2.35

51wt%的SiO2,以及3.不含以下中至少任何一个的任何形式:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞,以及(b)添加剂,所述添加剂包含:1.2.5

6wt%的H3BO3,2.0.01

0.1wt%的CuO3.0.5

3wt%的至少一种碱金属氟化物,和4.3

7wt%的至少一种碱土金属氟化物,以及(c)不含以下中至少任何一个的任何形式:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞,以及(d)其中(a)和(b)的总和为100wt%。2.根据权利要求1所述的组合物,其中(a)所述煅烧主体包含1.53

61wt%的MgO,2.39

47wt%的SiO2,以及3.不含以下中至少任何一个的任何形式::铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞,以及(b)添加剂包括1.3

5wt%的H3BO3,2.0.05

0.5wt%的CuO3.0.8

1.9wt%的至少一种碱金属氟化物,和4.3.8

5.4wt%的至少一种碱土金属氟化物。3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中(a)所述煅烧主体包含1.56

59wt%的MgO,2.41

44wt%的SiO2,以及3.不含以下中至少任何一个的任何形式:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞,以及(b)添加剂包括1.3.3

4.5wt%的H3BO3,2.0.1

0.3wt%的CuO3.1

1.6wt%的至少一种碱金属氟化物,和4.4

5.1wt%的至少一种碱土金属氟化物。4.根据权利要求1

3中任一项所述的组合物,其中,所述组合物包含87

92wt%的所述煅烧主体。5.根据权利要求1

3中任一项所述的组合物,其中,所述组合物包含88

91wt%的所述煅烧主体。6.根据权利要求1

5中任一项所述的组合物,其中,所述至少一种碱金属氟化物包括氟化锂,并且所述至少一种碱土金属氟化物包括氟化钙。7.权利要求1

6中任一项所述的组合物,其中,所述组合物不含任何形式的所有以下物
质:铅、镉、锌、锰、铋、钛、砷和汞。8.一种用于形成电介质带或糊剂的涂料,所述涂料包括:(a)49.13

56.87wt%的包含权利要求1

7中任一项所述的组合物的介电粉末,(b)2.62

3.61wt%的包含三亚甲基二醇双(2

乙基己酸酯)的增塑剂,和(c)33.46

38.12wt%的至少一种选自包括乙醇、二甲苯和甲乙酮的组的溶剂,和(d)6.45

8.85wt%的含有聚乙烯醇缩丁醛的树脂,以及(e)其中(a)

(d)的总和为100wt%。9.根据权利要求8所述的涂料,其中所述至少一种溶剂包括乙醇、二甲苯和甲乙酮中的全部。10.一种银糊剂,所述银糊剂包含:(a)11.5

13.2wt%的第一银薄片,所述第一银薄片的粒径D
50
在0.6

0.8μm范围内,(b)11.5

13.2wt%的第一银粉,所述第一银粉的D
50

【专利技术属性】
技术研发人员:E
申请(专利权)人:费罗公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1