【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料的，具体涉及一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、低温共烧陶瓷(ltcc)基板及其射频元器件的制备技术的关键之一，在于要有性能特别优异的可用于制备流延带的瓷粉，一般为陶瓷与玻璃的复合粉体。根据应用场合的不同，要求(ltcc)基板及其对应的瓷粉拥有不同的性能，如有的要求有高强度，有的要求有高或低的热膨胀系数，有的要求有高热导率。(ltcc)基板与其对应的复合瓷粉的发展方向之一是开发拥有高膨胀系数，同时兼具低介电常数和低介电损耗的复合瓷粉。之所以需要高热膨胀系数的(ltcc)基板材料，是因为焊球阵列封装(cbga)技术已被广泛地应用于芯片封装中，而该工艺需要解决(ltcc)基板与印刷电路板(一般为具有高的热膨胀系数的pcb)的热膨胀系数相匹配问题；
2、cn106045323a，公开的一种复合瓷粉，包含35 75wt％的复合氧化物和25 65wt％的石英(陶瓷相)，其中所述复合氧化物的组成为：20 65wt％cao、5 15wt％b2o3、20 55wt％sio2、0 10wt％al2o3、0 10wt％zro2、0 2wt％cr2o3/co2o3。该复合氧化物是通过配料、混合和预烧(在600 800℃下煅烧1 4h)等过程而制得，而非通过玻璃熔炼的方法制得。所述专利技术的复合瓷粉的介电损耗(<0.001)和热膨胀系数((8.5 12.5)×106/℃)比较符合要求，这种复合氧化物制作的材料多数是不耐腐蚀的，并且材料强度不够；
3、cn106
4、cn109928617a，公开了一种新的复合瓷粉，含10 99wt％的非晶态石英玻璃或晶态sio2陶瓷相和1 90wt％硅玻璃相。该复合瓷粉的特点是介电常数一般低(<8@10 30ghz)，介电损耗较低(<0.002@10 30ghz)。当晶态sio2为方石英(具有高热膨胀系数)时，可以获得高的热膨胀系数(12.45ppm/℃)。所述的玻璃相的组成(摩尔百分数)为：50 90mol％sio2、0.135mol％b2o3、0.1 25mol％al2o3、0.1 10mol％k2o、0.1 10mol％na2o、0.1 20mol％li2o、0.130mol％f，且li2o、na2o与k2o之和为0.1 30mol％。但该复合瓷粉的烧结温度高达950℃或1100℃，因而不是理想的ltcc烧结温度，且其硼硅玻璃与sio2(陶瓷相)的组合不同于硼硅玻璃与可微晶化钙硼硅玻璃的组合。
技术实现思路
1、本申请所述一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料及其制备方法和应用，陶瓷复合材料中含有膨胀系数高的camgsi2o6和石英相、以及高致密的新相baal2si2o8，解决目前陶瓷与pcb板之间非线性膨胀差异较大，进而影响芯片结构的问题，解决cbga封装芯片与pcb板之间热膨胀系数的匹配问题，实现现有材料不能同时满足高热膨胀系数、低介电常数和低介电损耗和高强度的要求。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
3、本申请的第一目的，提供一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，所述陶瓷复合材料中含有camgsi2o6晶相、baal2si2o8晶相、方石英晶相；
4、所述陶瓷复合材料的热膨胀系数＞10ppm/℃、介电损耗＜0.001。
5、优选的，所述camgsi2o6晶相为钙铝镁钡钛硅玻璃烧结析晶形成；
6、所述baal2si2o8晶相为钙铝镁钡钛硅玻璃和al2o3反应形成；
7、所述方石英晶相为sio2形成。
8、优选的，所述sio2包括石英、方石英二氧化硅和非晶二氧化硅中的至少一种。
9、优选的，所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，包括以重量百分比计的下述原料：
10、钙铝镁钡钛硅玻璃：35％～70％、al2o3：10～30％、sio2：10％～30％、助烧剂：0～5％。
11、更优选的，所述钙铝镁钡钛硅玻璃，包括以重量百分比计的下述成分：
12、sio2：40～55％，cao：10～20％，al2o3：0～5％，mgo：10～15％，bao：10～20％，tio2：0～5％。
13、更优选的，所述助烧剂为bi2o3、cuo、v2o5中的至少一种。
14、本申请的第二目的，提供高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：
15、按照高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料的重量百分比原料组成，进行备料；将钙铝镁钡钛硅玻璃、al2o3、sio2、助烧剂进行混合，烧结处理，得到高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料。
16、优选的，所述烧结处理包括依次进行第一次烧结、压制成型、第二次烧结；
17、其中，第一次烧结温度为700℃；
18、第二次烧结的温度为900℃。
19、优选的，所述压制成型，为在3t压力下干压成型。
20、优选的，进行混合为在球磨机中进行混合，转速：250rpm/min，时间4小时。
21、本申请的第三目的，提供高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料的应用，将上述陶瓷复合材料，应用于生产ltcc基板和\或射频元器件。
22、本申请的有益效果是：
23、1.本申请所述的陶瓷复合材料，通过钙铝镁钡钛硅玻璃烧结析晶，生成camgsi2o6，且钙铝镁钡钛硅玻璃本身具有比较高的热膨胀系数；添加sio2中有助于析出方石英相，降低材料的介电常数的同时进一步增加材料热膨胀系数；添加al2o3有利于生成baal2si2o8相，降低材料的介电损耗和提高材料抗弯强度。
24、2.本申请所述的陶瓷复合材料，热膨胀系数＞10ppm/℃、介电损耗＜0.001、介电常数6.2-7.3、抗弯强度248-314mpa。
25、3.本申请所述的陶瓷复合材料，具有低损耗、高膨胀、高强度，可低温烧结致密、含可微晶化玻璃的特点。本申请所述的陶瓷复合材料综合性能优良、组成简单、易于烧结，从而更适合与高膨胀基板pcb进行匹配封装，可应用于生产ltcc基板和\或射频元器件。
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1.一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述陶瓷复合材料中含有CaMgSi2O6晶相、BaAl2Si2O8晶相、方石英晶相；
2.根据权利要求1所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述CaMgSi2O6晶相为钙铝镁钡钛硅玻璃烧结析晶形成；
3.根据权利要求2所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述SiO2包括石英、方石英二氧化硅和非晶二氧化硅中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，包括以重量百分比计的下述原料：
5.根据权利要求4所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述钙铝镁钡钛硅玻璃，包括以重量百分比计的下述成分：
6.根据权利要求4所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述助烧剂为Bi2O3、CuO、V2O5中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型，为在3T压力下干压成型。
10.一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料的应用，其特征在于，将权利要求1-6任一项所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料或权利要求7-9任一项所述制备方法制备得到的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，应用于生产LTCC基板和\或射频元器件。
...【技术特征摘要】
1.一种高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述陶瓷复合材料中含有camgsi2o6晶相、baal2si2o8晶相、方石英晶相；
2.根据权利要求1所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述camgsi2o6晶相为钙铝镁钡钛硅玻璃烧结析晶形成；
3.根据权利要求2所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述sio2包括石英、方石英二氧化硅和非晶二氧化硅中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，包括以重量百分比计的下述原料：
5.根据权利要求4所述的高热膨胀系数高强度低温共烧陶瓷复合材料，其特征在于，所述钙铝镁钡钛硅玻璃，包括以重量百分比计的下述成分：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：何森林，郭海，龚兴义，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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