发明名称 具有中间介电常数之低介电损失,低温共烧成陶瓷用介电玻璃
摘要 可用于产生具有中度介电常数(6r15至100)之玻璃陶瓷之介电玻璃组成物,并且形成自:(a)一种玻璃组成物之主要部份,含有14至30重量% SiO2,5至11重量%Al2O3,20至35重量%SrO,和8至25重量%TiO2;和(b)一或多种添加物之次要部份,选自包括0至7重量%MgO,0至20重量%La2O3,0至20重量%PbO,0至20重量%Nb2O5,0至8重量%CdO,和0至5重量%B2O3,之组合。并且提供主体玻璃粉与实质上组成相同之局部晶化玻璃粉之混合物,局部晶化玻璃具有在5:95和95:5间之结晶相与非晶相容积比,并且结晶于T1和T2间之温度,其中T1为以不低于40℃玻璃在微分热分析曲线上第一放热峰值之温度,而T2之温度为至少以20℃低于造成玻璃完全结晶之温度。局部晶化玻璃对从如此之混合物所形成之烧结玻璃陶瓷提供改良文尺寸稳定性,以及裁量玻璃陶瓷之性质以所需之要求或应用。产生局部晶化玻璃粉之方法,以及形成密实玻璃陶瓷体之方法,不论用或不用局部晶化玻璃,均予提供。
申请公布号 TW367507 申请公布日期 1999.08.21
申请号 TW086116952 申请日期 1997.11.11
申请人 威士腾股份有限公司 发明人 格林那克尼贾
分类号 H01B3/12 主分类号 H01B3/12
代理机构 代理人 郑自添 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种介电玻璃,包含:(a)一种玻璃组成物之主要部份,包含14至30重量%之SiO2,5至11重量%之A12O3,20至35重量%之SrO,和8至25重量%之TiO2;以及(b)一或多种添加物之次要部份,选自包括0至7重量%之NgO,0至20重量%之La2O3,0至20重量%之PbO,0至20重量%之Nb2O5,0至8重量%之CdO,和0至5重量%之B2O3之组合。2.如申请专利范围第1项之介电玻璃,其中成份(a)是于总量中以70与80重量%被纳入而成份(b)在总量中以20至30重量%被纳入。3.如申请专利范围第1项之介电玻璃,具有以重量%计之组成:SiO222-29;Al2O37-10;SrO20-30;La2O310-18;TiO210-19;PbO0-6;HgO0-7,其系被烧结于850与950℃之间以形成玻璃陶瓷,于1MHz具有15至19之介电常数。4.如申请专利范围第3项之介电玻璃,具有以重量%计之组成:SiO218-27;Al2O37-10;SrO20-30;La2O33-15;TiO28-20;PbO0-20;MgO2-7,其系被烧结于850与950℃之间以形成玻璃陶瓷,于1MHz具有20至30之介电常数。5.如申请专利范围第3项之介电玻璃,具有以重量%计之组成:SiO215-23;Al2O35-10;SrO24-31;La2O30-7;TiO217-21;PbO3-10;MgO0-5;Nb2O50-15;CdO0-6,其系被烧结于850与950℃之间以形成玻璃陶瓷,于1MHz具有31至50之分电常数。6.如申请专利范围第3项之介电玻璃,具有以重量%计之组成为:SiO214-22;Al2O35-10;SrO25-35;La2O30-10;TiO215-25;PbO7-20;MgO0-5,Nb2O50-20;CdO0-6;B2O30-5,其系被烧结于850与950℃之间以形成玻璃陶瓷,于1MHz具有51至100之介电常数。7.如申请专利范围第1项之介电玻璃为玻璃粉之形状而具有1-10微米之平均粒度。8.如申请专利范围第1项之介电玻璃为玻璃粉之形状而具有2-4微米之平均粒度。9.如申请专利范围第8项之介电玻璃,另含一或多种低热膨胀系数之陶瓷填料,其用量少于10重量%。10.如申请专利范围第9项之介电玻璃,其中之陶瓷填料选自包括钛酸铅,菫青石,锆石,和钛酸锶之组合,其条件为假如陶瓷填料为钛酸锶,被含于其中之量少于2重量%。11.如申请专利范围第1或10项之介电玻璃,包含少于2重量%之其他添加物或杂质。12.如申请专利范围第1或10项之介电玻璃,含有少于约0.5重量%之氧化钙或硷金属氧化物,少于1重量%之氧化钡,氧化铈和氧化锆中之任一种,以及少于0.3重量%之氧化铋。13.一种产生密实介电玻璃陶瓷体之方法,包括:(a)产生一种玻璃料或玻璃小片;具有之组成包含:(i)一种玻璃组成之主要部份,包含14至30重量%SiO2,5至11重量%Al2O3,20至35重量%SrO,和8至25重量%TiO2之组合;和(ii)一或多种添加物之次要部份,选自包括0至7重量%MgO,0至20重量%La2O3,0至20重量%PbO,0至20重量%Nb2O5,0至8重量%CdO,和0至5重量%B2O3;(b)研磨玻璃料或小片以产生细分的玻璃粉;(c)混合于步骤(b)形成之玻璃粉于一种有机系统;(d)用步骤(c)之混合物形成生坯;并(e)于不高于950℃之温度烧结生坯以产生密实之介电玻璃材料。14.如申请专利范围第13项之方法,其中成份(i)占总量之70与80重量%之间,而成份(ii)占总量之20至30重量%之间。15.如申请专利范围第14项之方法,其中玻璃料或玻璃小片具有以重量%之组成为:SiO222-29;Al2O37-10;SrO20-30;La2O310-18;TiO210-19;PbO0-6;MgO0-7,并于850与950℃间烧结而形成在1MHz时具有15至19之介电常数之玻璃陶瓷材料。16.如申请专利范围第14项之方法,其中之玻璃料或玻璃小片具有以重量%计之组成为:SiO218-27;Al2O37-10;SrO20-30;La2O33-15;TiO28-20;PbO0-20;MgO2-7,且其中于850与950℃之间烧结形成于1MHz时具有20至30之介电常数之玻璃陶瓷材料。17.如申请专利范围第14项之方法,其中之玻璃料或玻璃小片具有以重量%之组成为:SiO215-23;Al2O35-10;SrO24-31;La2O30-7;TiO217-21;PbO3-10;MgO0-5,Nb2O50-15;CdO0-6,且其中于850与950℃之间烧结形成于1MHz时具有31至50之介电常数之玻璃陶瓷材料。18.如申请专利范围第14项之方法,其中之玻璃料或玻璃片具有以重量%计之组成为:SiO214-22;Al2O35-10;SrO25-35;La2O30-10;TiO215-25;PbO7-20;MgO0-5;Nb2O50-20;CdO0-6;B2O30-5,且其中于850与950℃之间烧结形成于1MHz时具有51至1005之介电常数之玻璃陶瓷材料。19.如申请专利范围第13项之方法,其中之玻璃粉具有1-10微米之平均粒度。20.如申请专利范围第13项之方法,其中之玻璃粉具有2-4微米之平均粒度。21.如申请专利范围第20项之方法,在步骤(b)之后,另含加入一或多种低热膨胀系数之陶瓷填料至玻璃粉中,其用量为少于约10重量%。22.如申请专利范围第21项之方法,其中之陶瓷填料选自钛酸铅,菫青石,锆石,和钛酸锶等之组合,其条件为如以钛酸锶作为陶瓷填料,以少于2重量%之量含于其中。23.如申请专利范围第13或22项之方法,其中玻璃料或玻璃小片含有少于约2重量%之其他添加物或杂质。24.如申请专利范围第13或22项之方法,其中玻璃料或玻璃小片含有少于约0.5重量%之氧化钙或硷金属氧化物,少于1重量%之氧化钡,氧化铈,和氧化锆中之任一种,在少于0.3重量%之氧化铋。25.一种产生局部晶化玻璃之方法,包括:(a)产生具有如下组成之玻璃料或玻璃小片,包含:(i)玻璃组成之主要部份包含14至30重量%SiO2,5至11重量%Al2O3,20至35重量%SrO,8至25重量%TiO2;和(ii)一或多种添加物之次要部份,选自包括0至7重量%MgO,0至20重量%La2O3,0至20重量%PbO,0至20重量%Nb2O5,0至8重量%CdO,和0至5重量%B2O3之组合;(b)以T1和T2间之温度加热于玻璃料或玻璃小片,其中T1为以不低多于40℃玻璃的微分热分析曲线上第一放热峰値之温度,且T2至少以20℃而低于使玻璃料或玻璃小片完全结晶之温度,所经时间须足以产生结晶与非晶两相容积比在5:95与95:5之间之局部晶化之玻璃料或玻璃小片;及(c)研磨局部晶化之玻璃料或玻璃小片以产生细分之局部晶化玻璃粉。26.如申请专利范围第25项之方法,其中步骤(b)之结晶温度为以不低多于30℃玻璃的微分热分析曲线上第一放热峰値,且至少低于使玻璃料或玻璃小片完全结晶之温度至少50℃。27.如申请专利范围第25项之方法,其中步骤(b)之结晶温度在850与1100℃之间,并保持0.5至5小时。28.如申请专利范围第27项之方法,其中成份(i)在总量中所含在70与80重量%之间,而成份(ii)以20至30重量%之间而含于总量之中。29.如申请专利范围第28项之方法,其中之玻璃料或玻璃小片具有以重量%计之组成为:SiO222-29;Al2O37-10;SrO20-30;La2O310-18;TiO210-19;PbO0-6;HgO0-7。30.如申请专利范围第28项之方法,其中玻璃料或玻璃小片具有以重量%计之组成为:SiO218-27;Al2O37-10;SrO20-30;La2O33-15;TiO28-20;PbO0-20;MgO2-7。31.如申请专利范围第28项之方法,其中玻璃料或玻璃小片具有以重量%计之组成为:SiO215-23;Al2O35-10;SrO24-31;La2O30-7;TiO217-21;PbO3-10;MgO0-5;Nb2O50-15;CdO0-6。32.如申请专利范围第31项之方法,其中玻璃料或玻璃小片具有以重量%计之组成为:SiO214-22;Al2O35-10;SrO25-35;La2O30-10;TiO215-25;PbO7-20;MgO0-5;Nb2O50-20;CdO0-6;B2O30-5。33.如申请专利范围第31项之方法,其中局部晶化玻璃粉具有1-10微米之平均粒度。34.如申请专利范围第31项之方法,其中局部晶化玻璃粉具有2-4微米之平均粒度。35.如申请专利范围第25项之方法,其中玻璃料或玻璃小片含有少于2重量%之其他添加物或杂质。36.如申请专利范围第25项之方法,其中玻璃料或玻璃小片含有少于0.5重量%之氧化钙或硷金属氧化物,少于1重量%之氧化钡,氧化铈,和氧化锆三者中之任何一种,和少于0.3重量%之氧化铋。37.一种主体玻璃与局部晶化玻璃之混合物,包含:(a)主体玻璃成细分形状;及(b)以主体玻璃为基础,2至50重量%之细分状局部晶化玻璃,所具组成实质上与主体玻璃相同,该局部晶化玻璃所具结晶相与非晶相之容积比在5:95与95:5之间,且已于T1和T2间之温度被结晶化,其中T1为以不低多于40℃玻璃在微分热分析曲线上之第一放热峰値之温度,而T2为以至少20℃而低于造成玻璃完全结晶之温度。38.如申请专利范围第37项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃具有在烧结主要形成钛基钙钛矿晶相之组成物。39.如申请专利范围第37项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃具有在烧结主要形成一种钛酸锶基的玻璃陶瓷之组成物。40.如申请专利范围第39项之混合物,其中结晶温度为以不低多于30℃玻璃在微分热分析曲线上第一放热峰値,而且至少以50℃低于使玻璃完全结晶之温度。41.如申请专利范围第39项之混合物,其中结晶温度在850与1100℃之间,而且保持0.5至5小时。42.如申请专利范围第41项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃具有之组成物包含:(i)玻璃组成物之主要部份含14至30重量%SiO2,5-11重量%Al2O3,20至35重量%SrO,8-25重量%TiO2;和(ii)一或多种添加物之次要部份,选自0至7重量%HgO,0至20重量%La2O3,0至20重量%PbO,0至20重量%以Nb2O5,0至8重量%CdO和0至5重量%B2O3之组合。43.如申请专利范围第42项之混合物,其中成份(i)含总量之70与80重量%间之量,而成份(ii)含总量之20至30重量%间之量。44.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO222-29;Al2O37-10;SrO20-30;La2O310-18;TiO210-19;PbO0-6;MgO0-7。45.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO218-27;Al2O37-10;SrO20-30;La2O33-15;TiO28-20;PbO0-20;HgO2-7。46.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO215-23;Al2O35-10;SrO24-31;La2O30-7;TiO217-21;PbO3-10;MgO0-5;Nb2O50-15;CdO0-6。47.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO214-22;Al2O35-10;SrO25-35;La2O30-10;TiO215-25;PbO7-20;MgO0-5;Nb2O30-20;CdO0-6;B2O30-5。48.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃粉具有1-10微米之平均粒度。49.如申请专利范围第42项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃粉具有2-4微米之平均粒度。50.如申请专利范围第49项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃包含少于约2重量%之其他添加物或杂质。51.如申请专利范围第49项之混合物,其中主体玻璃和局部晶化玻璃包含少于约0.5重量%之氧化钙或硷金属氧化物,少于1重量%之氧化钡,氧化铈,和氧化锆三者中之任一种,以及少于0.3重量%之氧化铋。52.一种由主体玻璃与局部晶化玻璃产生密实玻璃陶瓷体之方法,包括:(a)产生一种主体玻璃之玻璃料或玻璃小片;(b)研磨主体玻璃之玻璃料或玻璃小片以产生细分之主体玻璃粉;(c)加热于玻璃料或玻璃小片,其组成实质与主体玻璃相同,加热温度在T1与T2之间,其中T1为以不低多于40℃玻璃在微分热分析曲线上第一放热峰値之温度,而T2之温度为以至少以20℃而低于造成玻璃完全结晶之温度,使于充份时间产生一种玻璃料或玻璃小片而所具有之结晶与残存非晶相之容积比在5:95与95:5之间;(d)研磨局部晶化之玻璃料或玻璃小片使产生细分之局部晶化玻璃粉;(e)混合主体玻璃粉和局部晶化玻璃粉,所含局部晶化玻璃粉,以主体玻璃粉为计算基础,含2至50重量%之量;(f)以步骤(e)之混合物形成生坯;及(g)烧结生坯使产生密实之玻璃陶瓷体。53.如申请专利范围第52项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成在烧结时主要形成一种钛基之钙钛矿晶相。54.如申请专利范围第52项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成在烧结时主要形成钛酸锶基之玻璃陶瓷。55.如申请专利范围第54项之方法,其中步骤(c)之结晶温度为以不低多于30℃玻璃在微分热分析曲线上第一放热峰値而且至少以50℃而低于造成玻璃完全结晶之温度。56.如申请专利范围第54项之方法,其中之结晶温度在850与1100℃之间,并保持1至5小时。57.如申请专利范围第56项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成包含:(i)玻璃组成之主要部份包含14至30重量%SiO2,5至11重量%Al2O3,20至35重量%SrO,和8至25重量%TiO2;及(ii)一或多种添加物之次要部份,选自包括0至7重量%MgO,0至20重量%La2O3,0至20重量%PbO,0至20重量%Nb2O5,0至8重量%CdO,和0至5重量%B2O3之组合。58.如申请专利范围第57项之方法,其中成份(i)含总量之70与80重量%间之量,而成份(ii)含总量之20至30重量%间之量。59.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO222-29;Al2O37-10;SrO20-30;La2O310-18;TiO210-19;PbO0-6;MgO0-7。60.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO218-27;Al2O37-10;SrO20-30;La2O33-15;TiO28-20;PbO0-20;MgO2-7。61.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO215-23;Al2O35-10;SrO24-31;La2O30-7;TiO217-21;PbO3-10;MgO0-5;Nb2O50-15;CdO0-6。62.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃和局部晶化玻璃所具组成以重量%计为:SiO214-22;Al2O35-10;SrO25-35;La2O30-10;TiO215-25;PbO7-20;MgO0-5;Nb2O50-20;CdO0-6;B2O30-5。63.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃粉和局部晶化玻璃粉具有1-10微米之平均粒度,且其中步骤(g)之烧结进行于不高于约950℃之温度。64.如申请专利范围第57项之方法,其中主体玻璃粉和局部晶化玻璃粉具有2-4微米之平均粒度,且其中步骤(g)之烧结进行于不高于约950℃之温度。65.如申请专利范围第64项之方法,其中主体玻璃粉和局部晶化玻璃粉含有少于约2重量%之其他添加物或杂质。66.如申请专利范围第64项之方法,其中主体玻璃粉和局部晶化玻璃粉含有少于约0.5重量%之氧化钙或硷金属氧化物,少于1重量%之氧化钡,氧化铈,和氧化锆三者中之任一种,和少于0.3重量%之氧化铋。图式简单说明:第一图,第二图和第三图为自实施例1分别以玻璃组成1,3和7用40克之粉料(2-4微米)试样,升温速率为4℃/分钟,所得微分热分析(DTA)曲线。各曲线表示各组成之第一放热峰値,从而可以决定部份结晶之玻璃之晶化温度。
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