低温共烧基板用组合物制造技术

LTCC基板用组合物在维持低电容率k及高Q值的同时，于低温共烧时不会有与电极材料的银的反应性，且银不迁移，因此本发明专利技术提供一种低温共烧基板用组合物，包含：83至91质量百分比的成分中含40.0至45.0质量百分比的CaO、9.0至20.0质量百分比的B2O3及40.0至46.0质量百分比的SiO2的CaO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温共烧基板用组合物


本专利技术涉及一种主要能够用于无线通信用小型积体模块的低温共(同时)烧陶瓷(Low Temperature Co
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fired Ceramics,LTCC)基板组合物。

技术介绍

以移动电话及智能电话为首的平板终端的普及率急速增进。此些终端中安装有众多的电路芯片，特别是于前端模块(Front
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End Modules)广泛使用低温共(同时)烧陶瓷(LTCC)基板。前端(Front
‑
End)指对于用户的显示及接受操作、与其他系统间的输入输出等直接与外部进行交流的元素，前端模块则指将用于移动电话的通讯规格之一的长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)、Wi
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Fi、蓝牙(Bluetooth)及全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等的无线前端电路的各种功能组件予以一体化的超小型积体模块。LTCC基板，为使用于电子材料的一种陶瓷，由于为将陶瓷载体结构、导电性电阻及介电质材料同时于未满1000℃的窑内烧制成而被如此称呼。将多个于单一层内组装有电容及电阻器等之物予以组合而作为电子电路基板使用。近年来，在被称为毫米波的30至300GHz的区域内，盛行高速无线电、车身防撞雷达及危险物品探测器等装置的开发，使用于如此的高频通讯系统的LTCC的需求亦随之高涨。周知毫米波的直线传播性极高，信息传播量亦多，作为能够有效利用此特性的LTCC基板的材料特性而言，追求有电路的信号衰减小及能够进行信号的高速传播。自如此背景来看，使用于LTCC基板的基板材料所要求的需求特性亦高。此处所谓高频区域的信号衰减，虽为导体损耗及介电损耗的和，但在超过1GHz的区域中，以LTCC基板材料的介电耗损所致的信号衰减为主。一般而言介电质的介电损耗以散逸因子tanδ表示，但以要求为Q值(＝1/tanδ)的状况较多而非散逸因子。又已知信号的传播速度V，在使材料的介电率为k时，有V
∝
k
‑
1/2
的关系。因此，为了将毫米波通讯的特征活用到极限(实现信号的高速传播)需要具有高Q值(High Q)且低介电率(Low k)的材料。以毫米波为首的高频区域，作为当作LTCC基板的玻璃材料的介电损耗装置，以玻璃所构成的网格构造借由电场变形，产生偶极位向所致的变形损耗(Deformation Loss)及构成物质的晶格与迭加的频率共鸣而产生的振动损耗(Vibration Loss)占大部分的比率。此些损耗一般与频率呈正比增加。已知变形及振动损耗在构造坚固而不易产生变形及振动的结晶较非晶体的玻璃为小。为了尽可能降低此二种损耗，提出有于以硼硅酸玻璃为首的High Q玻璃成分添加高纯度填料的方法，及借由结晶化玻璃法将具有High Q的结晶材料予以合成的方法。前者的方法如引用文献1中所揭示。其揭示有以指定的摩尔比含有Li2O、Na2O及K2O的低电容率且低介电损耗的碱性硼硅酸玻璃粉末，并且揭示由该玻璃粉末及20至50质量百分比的陶瓷填料粉末所构成的玻璃陶瓷介电质材料及使其烧结而成的烧结体。并且，由于烧结时的软化流动性佳，容易得到致密的烧结体，以经过烧结亦不析出结晶的非晶体玻璃为佳。
后者的方法揭示于引用文献2。引用文献2中记述有提供一种非结晶化玻璃的非结晶玻璃/玻璃陶瓷，包含有由约18至32重量百分比的B2O3、约42至47重量百分比的CaO及约28至40重量百分比的SiO2的CaO
‑
B2O3‑
SiO2系统所组成的结晶化玻璃，以及至少约60重量百分比的SiO2、约10至35重量百分比的B2O3及约6重量百分比的碱性金属氧化物所组成的非结晶化玻璃。引用文献3揭示有于烧结前包含有含二氧化硅粉末及多成分系的硼硅酸玻璃成分的固体部的烧结介电质材料，并揭示有进一步包含选自含硅灰石及硼酸钙等的群体的一种结晶性化合物的烧结介电质材料。此些引用文献所揭示的专利技术的目的，皆是欲提供一种共烧用组合物，该共烧用组合物能够于1100℃或1000℃以下的低温烧成，且于1GHz以上的高频区域具有低电容率k及高Q值(低散逸因子tanδ)。〔现有技术文献〕〔专利文献〕〔专利文献1〕日本特开2004
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269269号公报〔专利文献2〕日本特开平5
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238813号公报〔专利文献3〕日本特开2019
‑
108263号公报

技术实现思路

〔专利技术所欲解决的问题〕作为LTCC基板用组合物，如同现有技术所述，一直在探索具有低电容率k及高Q值之物。但是，作为LTCC基板的另一重要特性，可列举于低温共烧时不具有与电极材料的银(Ag)的反应性、银不会迁移及LTCC基板不产生翘曲。引用文献3中记载有关于当不添加二氧化硅粉末而仅将玻璃成分予以烧成，虽然具有高Q值及低k值，但银的迁移大，被认为在LTCC用途中与银导电体的共烧时可能产生问题，而在玻璃成分添加二氧化硅粉末烧成的途中，虽然能够得到调整介电质材料的收缩的能力及抑制介电质材料中银的迁移的能力，但是并未透露关于其组成分及效果。〔解决问题的技术手段〕本专利技术为了解决上述已知问题，目的在于提供一种低温共烧基板用组合物，包含：(A)玻璃粉末，含量为83至91质量百分比，基本成分为CaO
‑
B2O3‑
SiO2；(B)二氧化硅粉末，含量为7.5至14质量百分比；以及(C)β
‑
硅灰石粉末，含量为1.5至3质量百分比，其中，该玻璃粉末的粒径D
50
为2.0至3.0μm，成分中包含40.0至45.0质量百分比的CaO、9.0至20.0质量百分比的B2O3及40.0至46.0质量百分比的SiO2，该二氧化硅粉末为填料，由以下所述的任一组合所构成：(1)10至30质量百分比的粒径D
50
为10至100nm的粉末及70至90质量百分比的粒径D
50
为400至3000nm的粉末；(2)60质量百分比以上的粒径D
50
为100至400nm的粉末及未满40质量百分比的粒径D
50
为400至3000nm的粉末；(3)4至20质量百分比的粒径D
50
为10至100nm的粉末、60至95质量百分比的粒径D
50
为100至400nm的粉末及0至36质量百分比的粒径D
50
为400至3000nm的粉末；该β
‑
硅灰石粉末为填料，粒径D
50
为2.0至3.0μm，于共烧前的该低温共烧基板用组合物及有机黏合剂所构成的生胚薄板的表面涂布作为电极的银胶而予以共烧时，共烧后的低温共烧基板于2.5GHz的电容率k为6.0以下，且散逸因子之倒数1/tanδ的Q值为500以上，且于波长420nm的反射率R
420
与于波长800nm的反射率R
800
的比值的R
420
/R
800
为85％以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种低温共烧基板用组合物，包含：(A)玻璃粉末，含量为83至91质量百分比，基本成分为CaO
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B2O3‑
SiO2；(B)二氧化硅粉末，含量为7.5至14质量百分比；以及(C)β
‑
硅灰石粉末，含量为1.5至3质量百分比，其中，该玻璃粉末的粒径D
50
为2.0至3.0μm，成分中包含40.0至45.0质量百分比的CaO、9.0至20.0质量百分比的B2O3及40.0至46.0质量百分比的SiO2，该二氧化硅粉末为填料，由以下所述的任一组合所构成：(1)10至30质量百分比的粒径D
50
为10至100nm的二氧化硅粉末及70至90质量百分比的粒径D
50
为400至3000nm的二氧化硅粉末；(2)60质量百分比以上的粒径D
50
为100至400nm的二氧化硅粉末及未满40质量百分比的粒径D
50<...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤惠斗，武岛延仁，
申请(专利权)人：冈本硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：