一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料及其制备方法和应用。所述低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料包括：Sr

【技术实现步骤摘要】
一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种低温烧结材料，具体涉及一种具有近零温度系数、低介电常数、低介电损耗、高强度的低温烧结材料及其制备方法和应用，特别涉及一种Sr
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Al2B2O7/片状云母低温烧结材料及其制备方法和应用，属于低温烧结材料领域。

技术介绍

[0002]低温烧结陶瓷技术低温烧结，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在850℃烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。
[0003]近年来，低温烧结材料已被广泛应用于航空航天、军事、无线通讯、电子设备、无线通讯、汽车电子、化工生物医疗和环境能源等领域，随着军用电子整机，通讯类电子产品及消费类电子产品迅速向短、小、轻、薄方向发展，微波多芯片组件(MMCM)技术因具有重量轻、体积小、成本低和可靠性高的技术特点而被广泛应用。多层片式元件是实现这一技术的有效途径，从经济和环保角度考虑，微波元器件的片式化，需要微波介质材料能与熔点较低，电导率高的贱价金属Cu或Ag的电极烧结，这就要求微波介质陶瓷材料能与Cu或Ag低温烧结，为此人们开发出新型的低温烧结陶瓷技术，广泛应用与航空航天、5G基站、汽车雷达等通讯领域，作为其中的基础、共性以及关键性材料。纵观近几年国内外低温烧结陶瓷材料的研究现状，可将低温烧结材料体系分为三大类：(1)微晶玻璃基低温烧结陶瓷；(2)微波介质陶瓷基低温烧结陶瓷；(3)新型低温烧结温度微波介质陶瓷。
[0004]在大多数的低温烧结的研究中，用于微波多芯片组件(MMCM)的低温烧结材料需要合适的介电常数以满足电路设计，其次所需较高的抗弯强度以调高材料的可靠性，近零温度系数以保证微波器件随工作环境温度变化的稳定性，目前很多材料体系都难以做到介电常数低，近零温度系数，抗弯强度也一般较小，无法满足越来越高要求的基板应用。

技术实现思路

[0005]针对低温烧结介电常数较高和膨胀系数过高等缺点，本专利技术的目的在于提供一种由流延制备、等静压成型制备的低介、低损耗、高强度低温烧结材料及其制备方法。一种介电常数在5～7，介电损耗低于5
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‑3(10GHz)，成本低，且易于大批量生产的Sr
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Al2B2O7/片状云母低温烧结材料及其制备方法，以及一种由该复合材料制得的基板材料。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，包括：Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体、以及分散在Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体中的片状云母相，其中0≤x≤0.4；所述片状云母相的质量为低温烧结材料总质量的0～30％，优选为0～25％，更优选为0～20％。较佳的，所述Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体的质量为低温烧结材料总质量的
60～100％，优选为80～100％。
[0007]较佳的，所述片状云母相的直径为5～50μm，厚度为0.1～2μm。
[0008]较佳的，所述低温烧结材料的介电常数为5～7，介电损耗低于5
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‑3(10GHz)；所述低温烧结材料的抗弯强度为250～350MPa；所述低温烧结材料的温度系数为0
±
30ppm/℃。
[0009]另一方面，本专利技术提供了一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，包括：(1)将片状云母粉体、Sr
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Al2B2O7粉体、溶剂和粘结剂混合，再经流延成型，得到Sr
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Al2B2O7/片状云母膜带；(2)将多个Sr
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Al2B2O7/片状云母膜带叠层后热等静压成型，然后在800～950℃下烧结，得到Sr
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Al2B2O7陶瓷/片状云母低温烧结材料。
[0010]较佳的，优选采用改性剂溶液改性片状云母粉体，得到改性后的片状云母粉体；优选地，将片状云母粉体置于改性剂溶液中，经磁力搅拌、抽滤和烘干，得到改性后的片状云母粉体；所述改性剂溶液中改性剂选自聚硅氮烷、丙烯酸酯、乙烯基硅氧烷、甲基丙烯酸、顺酐、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈中的至少一种；所述改性剂溶液的浓度为10～20wt％，优选为5wt％；所述改性剂的总量为片状云母粉体质量的0～5wt％。
[0011]较佳的，采用改性剂溶液改性Sr
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Al2B2O7粉体，得到改性后的Sr
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Al2B2O7粉体；优选地，将Sr
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Al2B2O7粉体置于改性剂溶液中，经磁力搅拌、抽滤和烘干，得到改性后的Sr
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Al2B2O7粉体；所述改性剂溶液中改性剂选自聚硅氮烷、丙烯酸酯、乙烯基硅氧烷、甲基丙烯酸、顺酐、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈中的至少一种，优选聚硅氮烷或乙烯基硅氧烷等；所述改性剂溶液的浓度为10～20wt％，优选为5wt％；所述改性剂的总量为Sr
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AlB2O7粉体质量的0～5wt％，优选为0～1wt％。
[0012]较佳的，所述磁力搅拌的转速为200～400转/分钟，时间为2～10小时、优选5小时；所述烘干的温度为70～130℃、优选为120℃，时间为2～10小时。
[0013]较佳的，所述流延成型的温度为50～70℃，所用刮刀厚度为100～600μm；所述热压成型的热压温度为50～85℃，热压压力为30～70MPa；所述烧结的时间为1～4小时。
[0014]本专利技术还提供了一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料在移动通讯中应用。
[0015]有益效果：本专利技术中，制得的Sr
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Al2B2O7/片状云母低温烧结材料的介电常数低且可调节(5～7)，介电损耗低于5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，其特征在于，包括：Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体、以及分散在Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体中的片状云母相，其中0≤x≤0.4；所述片状云母相的质量为低温烧结材料总质量的0～30％，优选为0～20％。2.根据权利要求1所述的低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，其特征在于，所述片状云母相的直径为5～50μm，厚度为0.1～2μm。3.根据权利要求1或2所述的低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，其特征在于，所述Sr
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Al2B2O7陶瓷相基体的质量为低温烧结材料总质量的60～100％，优选为80～100％。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，其特征在于，所述低温烧结材料的介电常数为5～7，介电损耗低于5
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‑3(10GHz)；所述低温烧结材料的抗弯强度为250～350MPa；所述低温烧结材料的温度系数为0
±
30ppm/℃。5.一种如权利要求1
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4中任一项所述的低介电常数低损耗高强度的低温烧结材料，其特征在于，包括：(1)将片状云母粉体、Sr
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Al2B2O7粉体、溶剂和粘结剂混合，再经流延成型，得到Sr
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Al2B2O7/片状云母膜带；(2)将多个Sr
(1
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x)
K
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Al2B2O7/片状云母膜带叠层后热等静压成型，然后在800～950℃下烧结，得到Sr
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Al2B2O7陶瓷/片状云母低温烧结材...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢天翼，林慧兴，王怀志，姜少虎，赵相毓，张奕，何飞，刘静怡，张楠，贺振鑫，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：