一种硼硅酸盐玻璃及球形氧化铝低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硼硅酸盐玻璃及球形氧化铝低温共烧陶瓷生瓷带及其制备方法，该生瓷带由玻璃-陶瓷复合材料和流延介质组成，其中玻璃-陶瓷复合材料是由硼硅酸盐玻璃、球形氧化铝组成；流延介质是由混合溶剂、单体粘结剂、塑性剂和分散剂组成。本发明制备的低温共烧陶瓷生带表面平整、光滑，生带固含量可达88~92wt%，烧成收缩率为9~11%，各个方向烧结收缩率差异小，能在850℃实现与Au、Ag等低熔点金属布线共烧。本发明提供的生料带烧结瓷体具有优良的介电性能：10GHz下，介电常数（ε_r）为7~8，介质损耗（tanδ）小于2×10^-3，并有效解决了传统LTCC生瓷带烧结收缩的各向异性问题。

主权项

一种硼硅酸盐玻璃及球形氧化铝低温共烧陶瓷生瓷带的制备方法，采用以下重量份数的原料：硼硅酸盐玻璃30~70，球形氧化铝占40~60，流延介质8~12；所述的硼硅酸盐玻璃由以下重量份数比的原料制成：B₂O₃ 15~25、SiO₂ 50~70、Al₂O₃ 10~15、MgO 5~10、K₂O 2~3、Na₂O 2~3，硼硅酸盐玻璃的平均粒径为1~3μm，球形氧化铝的平均粒径为3~6μm；所述的流延介质是由混合溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂组成，各组分占流延媒介总量的重量百分比为：混合溶剂75~85%，粘结剂3~8%，增塑剂2~6%，分散剂2~6%；所述的混合溶剂为乙醇、二甲苯、丙酮混合物；粘结剂为甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸混合物；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；分散剂为蓖麻油；其中混合溶剂中各成分占溶剂总量的重量百分比分别为：乙醇30~60%、二甲苯30~60%、丙酮10~30% ；粘结剂中各单体占粘结剂重量百分比为：甲基丙烯酸乙酯80~90%，甲基丙烯酸5~15%；其特征在于包括以下步骤：a、按硼硅酸盐玻璃配方称取原料B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O，混合后保存12~24h ；b、将上述按硼硅酸盐玻璃配方混合后的混合原料置于铂金坩埚中，在1500~1600℃下保温2~4h 后，倒入去离子水中，得到透明、均一的玻璃碎片；c、采用刚玉对辊将所制玻璃碎片碾碎，得到平均粒径为0.5~1mm 的玻璃粗粉，将玻璃粗粉与去离子水混合，氧化锆球作为球磨介质，按玻璃粗粉：球：水=1:3:0.8 的比例球磨5~10h，然后置于120℃烘箱中烘4~6h，得到平均粒径为1~3μm 的硼硅酸盐玻璃粉；d、将重量份数比为（30~70）：（40~60）的硼硅酸盐玻璃粉与球形氧化铝粉组成混合料，加入乙醇介质，按照混合料：锆球：乙醇=1:2.5:1 的比例混合球磨2~4h，然后置于120℃烘箱中烘4~6h，得到低温共烧陶瓷粉料；e、向所述的低温共烧陶瓷粉料中加入混合溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂，密闭环境下球磨混合均匀8~12h，真空脱泡，采用刮刀法流延成型，干燥后得到生瓷带，其中：干燥温度为25℃，干燥时间为6~12h。