一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料、LTCC基板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料、LTCC基板及其制备方法，LTCC生料带材料为LTCC流延浆料流延成型而成的；以其质量百分比计，LTCC流延浆料包括45～55wt％的无机材料和45～55wt％的有机材料；以无机材料的质量百分比计，包括：30～70wt％的BaZrO3陶瓷、0～25wt％的ZnZrO3陶瓷；1～5wt％的硅酸盐陶瓷、5～40wt％的微晶玻璃粉；有机材料包括醇

【技术实现步骤摘要】
一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料、LTCC基板及其制备方法


[0001]本专利技术属于低温共烧陶瓷材料及其制备领域领域，具体涉及一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料、LTCC基板及其制备方法。

技术介绍

[0002]在5G高频通信时代，电子产品向微小型化和多功能化方向发展，对电子元器件的集成和封装提出了更高的要求，同时也带动了与之密切相关的电子封装技术的发展。电子封装技术直接影响着电子器件和集成电路的高速传输、功耗、复杂性、可靠性和成本等，因此成为电子领域的关键技术。低温共烧陶瓷(LTCC)技术作为无源元器件集成的关键技术，在开发高频、高性能、高集成度的电子元器件方面具有显著优势，对我国高频通信的发展有着举足轻重的作用。
[0003]中低介电常数(10
‑
30)的LTCC材料可以实现三大基础元器件(电阻、电容、电感)及其各种无源器件(如滤波器、变压器等)封装于多层布线基板中，并与有源器件(如晶体管、IC模块、功率MOS等)共同集成为完整的电路系统。
[0004]电子元器件的使用环境较为复杂，环境温度变化大，因此所需要LTCC材料的弯曲强度要高一些，要求谐振频率温度系数τf尽量接近0。这样的材料在复杂的环境使用中，抗冲击性能好，可以保证器件不会轻易受到损伤；稳定的谐振频率，不会导致载波信号随温度波动而漂移，不会影响设备的使用性能。
[0005]而BaZrO3陶瓷为钙钛矿结构，具有较为优异的微波介电性能，优良的热稳定性，在25～1080℃之间具有较低的热膨胀系数8.70*10r/>‑6/℃，介电常数为38.4左右，谐振频率温度系数为正。但是BaZrO3陶瓷的烧结致密温度超过1700℃，而银电极的熔点在961℃左右，单纯的BaZrO3陶瓷无法与银电极浆料共烧，因此，需要提供一种低烧结温度、谐振频率温度系数近0的锆酸钡陶瓷基低温共烧陶瓷材料，使其能够在880～920℃与银电极浆料共同烧结。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料、LTCC基板及其制备方法，用于解决现有技术中锆酸钡陶瓷的烧结致密温度过高，无法在低温下与银电极浆料共烧的问题，以及现有技术中锆酸钡陶瓷的谐振频率温度系数高，影响设备使用稳定性的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料，所述LTCC生料带材料为LTCC流延浆料流延成型而成的；
[0008]以所述LTCC流延浆料的质量百分比计，所述LTCC流延浆料包括45～55wt％的无机材料成分，以及45～55wt％的有机材料成分；
[0009]以所述无机材料的质量百分比计，所述无机材料包括：30～70wt％的BaZrO3陶瓷、0～25wt％的ZnZrO3陶瓷；1～5wt％的硅酸盐陶瓷、5～40wt％的微晶玻璃粉；
[0010]所述有机材料包括溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，所述溶剂为醇
‑
酮混合溶剂。
[0011]优选地，所述硅酸盐陶瓷选自CaSiO3陶瓷粉体、Zn2SiO4陶瓷粉体、Mg2SiO4陶瓷粉体、Li2MgSiO4陶瓷粉体中的一种或多种。
[0012]优选地，所述微晶玻璃粉选自BaBSiAl微晶玻璃粉、CBAlSi微晶玻璃粉中的一种或两种。
[0013]优选地，以所述BaBSiAl微晶玻璃粉的质量百分比计，所述BaBSiAl微晶玻璃粉包括：20～40wt％的BaO、20～40wt％的B2O3、10～20wt％的Al2O3和20～50wt％的SiO2。
[0014]优选地，以所述CBAlSi微晶玻璃粉的质量百分比计，所述CBAlSi微晶玻璃粉包括：20～50wt％的CaO、10～40wt％的B2O3、10～40wt％的Al2O3和25～50wt％的SiO2。
[0015]优选地，所述BaBSiAl微晶玻璃粉的制备方法为：按照原料的质量百分比称取碳酸钡、硼酸、氧化铝和硅微粉，混合后，在1500～1550℃下熔制2～4h，然后淬冷成玻璃块，通过砂磨机砂磨、烘干，并采用40目筛网过筛，得到BaBSiAl微晶玻璃粉。
[0016]优选地，所述CBAlSi微晶玻璃粉的制备方法为：按照原料的质量百分比称取碳酸钙、硼酸、氧化铝和硅微粉，混合后，在1400～1550℃下熔制2～4h，然后淬冷成玻璃块，通过砂磨机砂磨、烘干，并采用40目筛网过筛，得到CBAlSi微晶玻璃粉。
[0017]优选地，所述BaZrO3陶瓷、所述ZnZrO3陶瓷、所述硅酸盐陶瓷的D50粒径均为0.7～1.0μm。
[0018]优选地，所述微晶玻璃粉的D50粒径为1.0～2.0μm。
[0019]本专利技术提供一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0020]S1、按照配比称取所述无机材料、溶剂和分散剂，放入装有氧化锆的球磨机中球磨混合2～4h，然后加入粘结剂、增塑剂，再球磨混合2～4h，得到LTCC流延浆料；
[0021]S2、所述LTCC流延浆料经真空脱泡后流延成型，得到LTCC生料带材料。
[0022]本专利技术提供一种LTCC基板，所述LTCC基板包括上述的锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料。
[0023]一种LTCC基板的制备方法，所述LTCC基板的制备方法包括以下步骤：
[0024]提供上述的锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料；
[0025]将所述LTCC生料带材料进行叠压多层制成素坯，于880～920℃下烧结150～210min，制备出LTCC基板。
[0026]优选地，得到的所述LTCC基板在5GHz的测试频率下，所述LTCC基板的介电常数为10～15，介电损耗为0.0007～0.0015，谐振频率温度系数为
±
10ppm/℃。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术中LTCC生料带材料为LTCC流延浆料流延成型而成的，形成的LTCC生料带材料的表面光洁、厚度均匀，通过流延成型的LTCC生料带材料与银电极浆料共烧贴合紧密，银电极周围无气泡、无孔洞。
[0029]本专利技术中ZnZrO3陶瓷中的Zn
2+
可有效降低烧结温度，又能保证整体介电性能不下降；硅酸盐陶瓷的介电损耗较低，可作为小料，促使BaZrO3陶瓷与BaBaSiAl微晶玻璃粉、CBAlSi微晶玻璃粉在烧结过程中充分析晶，以及优化补充BaZrO3陶瓷介电性能的不足，进一步降低复合材料的介电损耗，但硅酸盐陶瓷的添加量不能过多，过多会极大降低复合材料的介电常数；并且，BaBSiAl微晶玻璃粉、CBAlSi微晶玻璃粉的玻璃谐振频率温度系数为
负，介电常数在6～9之间，可以与BaZrO3陶瓷复合为谐振频率温度系数近零，介电常数为10～15的LTCC生料带材料；微晶玻璃粉的玻璃化温度为700～800℃，采用BaZrO3陶瓷与低熔点的微晶玻璃粉复合，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料，其特征在于，所述LTCC生料带材料为LTCC流延浆料流延成型而成的；以所述LTCC流延浆料的质量百分比计，所述LTCC流延浆料包括45～55wt％的无机材料成分，以及45～55wt％的有机材料成分；以所述无机材料的质量百分比计，所述无机材料包括：30～70wt％的BaZrO3陶瓷、0～25wt％的ZnZrO3陶瓷；1～5wt％的硅酸盐陶瓷、5～40wt％的微晶玻璃粉；所述有机材料包括溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，所述溶剂为醇
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酮混合溶剂。2.如权利要求1所述的锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料，其特征在于，包括以下条件中的一项或组合：所述硅酸盐陶瓷选自CaSiO3陶瓷粉体、Zn2SiO4陶瓷粉体、Mg2SiO4陶瓷粉体、Li2MgSiO4陶瓷粉体中的一种或多种；所述微晶玻璃粉选自BaBSiAl微晶玻璃粉、CBAlSi微晶玻璃粉中的一种或两种。3.如权利要求2所述的锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料，其特征在于，包括以下条件中的一项或组合：以所述BaBSiAl微晶玻璃粉的质量百分比计，所述BaBSiAl微晶玻璃粉包括：20～40wt％的BaO、20～40wt％的B2O3、10～20wt％的Al2O3和20～50wt％的SiO2；以所述CBAlSi微晶玻璃粉的质量百分比计，所述CBAlSi微晶玻璃粉包括：20～50wt％的CaO、10～40wt％的B2O3、10～40wt％的Al2O3和25～50wt％的SiO2。4.如权利要求3所述的锆酸钡陶瓷基LTCC生料带材料，其特征在于，所述BaBSiAl微晶玻璃粉的制备方法为：按照原料的质量百分比称取碳酸钡、硼酸、氧化铝和硅微粉，混合后，在1500～1550℃下熔制2～4h，然后淬冷成玻璃块，通过砂磨机砂磨、烘干，并采用40目筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自豪，兰开东，上官端丹，
申请(专利权)人：上海晶材新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：