【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子陶瓷材料，具体涉及一种用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着集成电路技术的发展，通过三维封装实现了不同功能模块之间的高密度互联和低延迟数据传输，在实现集成电路系统的低功耗、小型化和集成度方面展现出巨大潜力。目前所使用的基板不能和其他基板进行热匹配，或者其热膨胀系数太高，限制了集成电路的发展。
2、铝酸盐玻璃基板的热膨胀系数和硅比较接近，介电常数和介电损耗比较低，能够有效的降低功率损耗，提高集成电路的高频性能，被认为是集成无源器件的理想基板材料。然而目前常用的玻璃基板材料中为了保障优异的介电性能，一般会加入氧化锂、氧化钠、氧化钾等碱性金属氧化物，导致玻璃材料的热膨胀系数上升，不适用于与ltcc基板耦合，一种用于ltcc的低膨胀系数、高介电性能的微晶玻璃材料亟待开发。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料及其制备方法，以解决现有用于ltcc的玻璃基板材料由于存在碱性金属氧化物，热膨胀系数高，与ltcc基板耦合效果差的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)先将原料粉末混合，制成玻璃粉体，其中，所述原料粉末由以下重量百分数的组分组成：50-70％ sio2、8-25％b2o3、1-8％al2o3和1-20％的碱土金属氧化物；
5、
6、(3)将步骤(2)所得玻璃块体进行抛光处理，制得。
7、本专利技术的有益效果为：本专利技术将传统玻璃熔制法和浇筑成型法相结合制备了膨胀系数可调、低介电常数和介电损耗的玻璃基板，通过将二氧化硅与氧化硼和氧化铝结合，铝硼硅玻璃体系的热膨胀系数和介电损耗取决于玻璃种[bo3]和[bo4]在玻璃中的占比，而[alo4]在玻璃中作为网络改性剂会破坏网络结构，增加非桥氧数量的占比，从而降低玻璃的熔点，同时也可以起到电荷补偿作用，使玻璃中[bo3]向[bo4]转变，提高玻璃的聚合度，同时通过加入碱土金属氧化物，有效降低玻璃的介电损耗。本专利技术制得的微晶玻璃材料热膨胀系数为5.57×10-6/℃，玻璃转变温度为483℃，介电常数为6.44-7.19，介电损耗为0.93×10-3至15.60×10-3，性能优异。
8、进一步地，步骤(1)中碱土金属氧化物为cao、bao和sro中的至少一种。
9、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本申请通过加入碱土金属氧化物有效降低了玻璃的极化率，降低了玻璃的介电损耗。
10、进一步地，步骤(1)中玻璃粉体的制备条件为：先采用100-200目筛网进行一次过筛，然后进行球磨，最后烘干后采用60-90目筛网进行再次过筛，制得；其中，球磨的条件为：原料粉末、玛瑙球和去离子水的质量比为1：1-3：2-3，球磨的时间为18-32h；烘干的温度为90-95℃，时间为5-12h。
11、优选地，步骤(1)中玻璃粉体的制备条件为：先采用150目筛网进行一次过筛，然后进行球磨，最后烘干后采用70目筛网进行再次过筛，制得；其中，球磨的条件为：原料粉末、玛瑙球和去离子水的质量比为1：2：2.5，球磨的时间为25h；烘干的温度为92℃，时间为8h。
12、进一步地，步骤(2)中熔制的温度为1500-1700℃，时间为3-5h；一次冷却至1100-1300℃；冷却成型的时间为30-120s；退火的条件为：于450-500℃开始进行退火，退火速率为0.05-0.1℃/min，退火至340-360℃后，以0.1-0.2℃/min的退火速率退火至室温。
13、优选地，步骤(2)中熔制的温度为1600℃，时间为4h；一次冷却至1200℃；冷却成型的时间为75s；退火的条件为：于480℃开始进行退火，退火速率为0.08℃/min，退火至350℃后，以0.15℃/min的退火速率退火至室温。
14、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本专利技术将传统玻璃熔制法和浇筑成型法相结合，工艺简单，稳定性好，成本低，适合批量生产，具有工业意义。
15、进一步地，步骤(3)中使用氧化铈溶液作为抛光溶剂进行抛光处理，氧化铈溶液中氧化铈与水的质量比为1：7-10。
16、优选的，步骤(3)中使用氧化铈溶液作为抛光溶剂进行抛光处理，氧化铈溶液中氧化铈与水的质量比为1：8.5。
17、一种用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料，采用上述制备方法制得。
18、一种用于ltcc的铝硼硅玻璃助烧剂材料的制备方法，包括以下步骤：
19、(a)将步骤(2)中熔制后所得产物倒入去离子水中进行淬火，得到玻璃渣；
20、(b)将步骤(a)所得玻璃渣先进行球磨，然后进行烘干，最后过筛，制得。
21、本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种用于ltcc的铝硼硅玻璃助烧剂的制备方法，通过[alo4]在玻璃中作为网络改性剂破坏网络结构，增加非桥氧数量的占比，从而降低玻璃的熔点，能够有效的降低制备ltcc陶瓷材料时的烧结温度和制得ltcc陶瓷材料的介电损耗。
22、进一步地，步骤(b)中球磨的条件为：玻璃渣、玛瑙球和去离子水的质量比为1：1-3：2-3，球磨的时间为2-4h；烘干的温度为90-95℃，时间为5-12h；采用30-50目筛网进行过筛。
23、优选地，步骤(b)中球磨的条件为：玻璃渣、玛瑙球和去离子水的质量比为1：2：2.5，球磨的时间为3h；烘干的温度为92℃，时间为8h；采用40目筛网进行过筛。
24、一种用于ltcc的铝硼硅玻璃助烧剂材料，采用上述制备方法制得。
25、上述用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料或用于ltcc的铝硼硅玻璃助烧剂材料在制备ltcc陶瓷器件中的应用。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术将传统玻璃熔制法和浇筑成型法相结合制备了膨胀系数可调、低介电常数和介电损耗的微晶玻璃材料，制备方法具备工艺简单、稳定性好、成本低等特点，适合批量生产，具有工业意义。制得的微晶玻璃材料热膨胀系数为5.57×10-6/℃，玻璃转变温度为483℃，介电常数为6.44-7.19，介电损耗为0.93×10-3至15.60×10-3，性能优异。
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1.一种用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱土金属氧化物为CaO、BaO和SrO中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中玻璃粉体的制备条件为：先采用100-200目筛网进行一次过筛，然后进行球磨，最后烘干后采用60-90目筛网进行再次过筛，制得；其中，球磨的条件为：原料粉末、玛瑙球和去离子水的质量比为1：1-3：2-3，球磨的时间为18-32h；烘干的温度为90-95℃，时间为5-12h。
4.根据权利要求1所述的用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中熔制的温度为1500-1700℃，时间为3-5h；冷却成型的时间为30-120s；退火的条件为：于450-500℃开始进行退火，退火速率为0.05-0.1℃/min，退火至340-360℃后，以0.1-0.2℃/min的退火速率退火至室温。
5.根据
6.一种用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制得。
7.一种用于LTCC的铝硼硅玻璃助烧剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述用于LTCC的铝硼硅玻璃助烧剂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中球磨的条件为：玻璃渣、玛瑙球和去离子水的质量比为1：1-3：2-3，球磨的时间为2-4h；烘干的温度为90-95℃，时间为5-12h；采用30-50目筛网进行过筛。
9.一种用于LTCC的铝硼硅玻璃助烧剂材料，其特征在于，采用权利要求7或8所述的制备方法制得。
10.权利要求6所述的用于LTCC的铝硼硅微晶玻璃材料或权利要求9所述的用于LTCC的铝硼硅玻璃助烧剂材料在制备LTCC陶瓷器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱土金属氧化物为cao、bao和sro中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中玻璃粉体的制备条件为：先采用100-200目筛网进行一次过筛，然后进行球磨，最后烘干后采用60-90目筛网进行再次过筛，制得；其中，球磨的条件为：原料粉末、玛瑙球和去离子水的质量比为1：1-3：2-3，球磨的时间为18-32h；烘干的温度为90-95℃，时间为5-12h。
4.根据权利要求1所述的用于ltcc的铝硼硅微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中熔制的温度为1500-1700℃，时间为3-5h；冷却成型的时间为30-120s；退火的条件为：于450-500℃开始进行退火，退火速率为0.05-0.1℃/min，退火至340-360℃后，以0.1-0.2℃/min的退...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄乃川，王世豪，梁天鹏，王洪洋，钱可伟，
申请(专利权)人：江苏飞特尔通信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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