CN117510185A - 一种低温烧结的ltcc材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温烧结的LTCC材料，包括制备原料：BaCO3、CuO和GeO2，所述BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：2：2配制，所述LTCC材料构成的分子结构表达式为BaCu2Ge2O7，本发明通过BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：2：2混合配制，再利用不同的传导材料介质及或电阻体组合而成，使单层膜片将会叠压在一起进行烧结固化，并且采用固相反应法制备的低温烧结LTCC微波介质陶瓷，并且不需要加烧结助剂，同时可使烧结温度低于930℃，在低温下保持LTCC材料粉末，可与Ag电极进行共烧，可使材料性能比较稳定，运用于LTCC材料及毫米波通讯应用的介质谐振器，微波天线，滤波器等器件。
Description
技术领域
本发明涉及LTCC材料技术领域，具体是一种低温烧结的LTCC材料。
背景技术
移动电话作为无线终端设备主要用来传输文本和图像数据，为减小电路尺寸需要将高频和无源器件至于基板内部，因此需要使用LTCC材料将不同特性的材料进行结合，实现元件和集成和不同特性的元件至于陶瓷内部，可将低损耗金属埋入低温共烧陶瓷中作为导体，由于陶瓷高频热膨胀系数低，使LTCC材料在高频应用中不可缺少的材料，传统的LTCC材料在加工制作过程中不便于进行低温烧结，从而导致LTCC材料不能黏合的现象，并且容易出现介电常数和温度系数较高的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温烧结的LTCC材料，以解决传统技术中LTCC材料在加工制作过程中不便于进行低温烧结，从而导致LTCC材料不能黏合的现象，并且容易出现介电常数和温度系数较高的现象问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温烧结的LTCC材料，包括制备原料：BaCO3、CuO和GeO2，所述BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：2：2配制，所述BaCO3的质量百分比为10%-20%，所述CuO的质量百分比为40%-45%，所述GeO2的质量百分比为40%-45%。
所述BaCO3、CuO和GeO2的烧结温度在830℃—980℃范围，其微波性能优异Q×f值为53000—67000，所述LTCC材料介电常数低为8—10，谐振频率温度系数为—30≤—5。
所述LTCC材料的制备步骤：
①、准备进行烧结的BaCO3、CuO和GeO2原料放在承烧钵匣上，先预设烧温曲线，升温一般较慢每分钟2-5°C，并通过水加热法进行制备所需的LTCC材料。
②、当升温至450°C时需要设定定保温一至二小时，使模块中的有机物和黏合剂我以排放，然后烧温继续至850或875°C，固化时间为10至15分钟后可始自然降温。
③、通常烧结的整个过程需时3至8小时，视乎个别材料，模块的尺寸及厚薄程度和黏合剂特性，将生瓷基板加热烧结成熟瓷，使其瓷材硬化、内部浆料固化、结构稳定，对LTCC基板，加热温度一般低于900℃，LTCC低温共烧陶瓷科技可以说是由多种不同的单层膜片加工叠膜后形成需求的线路。
④、将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，再在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需电路图形，然后将多层加工过的生瓷带叠压在一起，在900℃以下烧结，制成片式器件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：2：2混合配制，再利用不同的传导材料介质及或电阻体组合而成，使单层膜片将会叠压在一起进行烧结固化，由于烧结的温度可降低至850℃，可提高LTCC材料的品质因数，同时降低材料的高频损耗，并且本发明采用固相反应法制备的低温烧结LTCC微波介质陶瓷，并且不需要加烧结助剂，同时可使烧结温度低于930℃，在低温下保持LTCC材料粉末，可与Ag电极进行共烧，可使材料性能比较稳定，运用于LTCC材料及毫米波通讯应用的介质谐振器，微波天线，滤波器等器件，因此本发明具有较低的介电常数、温度系数以及较高的电阻率和化学温度性。
实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1中，一种低温烧结的LTCC材料，包括制备原料：BaCO3、CuO和GeO2，所述BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：3：3配制，所述BaCO3的质量百分比为10%-20%，所述CuO的质量百分比为45%-50%，所述GeO2的质量百分比为45%-50%。
所述BaCO3、CuO和GeO2的烧结温度在970℃范围，其微波性能优异Q×f值为53000—67000，所述LTCC材料介电常数低为8—10，谐振频率温度系数为—30≤—5。
所述LTCC材料的制备步骤：
①、准备进行烧结的BaCO3、CuO和GeO2原料放在承烧钵匣上，先预设烧温曲线，升温一般较慢每分钟2-5°C，并通过水加热法进行制备所需的LTCC材料。
②、当升温至450°C时需要设定定保温一至二小时，使模块中的有机物和黏合剂我以排放，然后烧温继续至850或875°C，固化时间为10至15分钟后可始自然降温。
③、通常烧结的整个过程需时3至8小时，视乎个别材料，模块的尺寸及厚薄程度和黏合剂特性，将生瓷基板加热烧结成熟瓷，使其瓷材硬化、内部浆料固化、结构稳定，对LTCC基板，加热温度一般低于900℃，LTCC低温共烧陶瓷科技可以说是由多种不同的单层膜片加工叠膜后形成需求的线路。
④、将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，再在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需电路图形，然后将多层加工过的生瓷带叠压在一起，在900℃以下烧结，制成片式器件。
表1：LTCC粉末状性能：
本发明实施例2中，一种低温烧结的LTCC材料，包括制备原料：BaCO3、CuO和GeO2，所述BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：1：1配制，所述BaCO3的质量百分比为30%-35%，所述CuO的质量百分比为30%-35%，所述GeO2的质量百分比为30%-35%。
所述BaCO3、CuO和GeO2的烧结温度在830℃范围，其微波性能优异Q×f值为53000—67000，所述LTCC材料介电常数低为8—10，谐振频率温度系数为—30≤—5。
所述LTCC材料的制备步骤：
①、准备进行烧结的BaCO3、CuO和GeO2原料放在承烧钵匣上，先预设烧温曲线，升温一般较慢每分钟2-5°C，并通过水加热法进行制备所需的LTCC材料。
②、当升温至450°C时需要设定定保温一至二小时，使模块中的有机物和黏合剂我以排放，然后烧温继续至850或875°C，固化时间为10至15分钟后可始自然降温。
③、通常烧结的整个过程需时3至8小时，视乎个别材料，模块的尺寸及厚薄程度和黏合剂特性，将生瓷基板加热烧结成熟瓷，使其瓷材硬化、内部浆料固化、结构稳定，对LTCC基板，加热温度一般低于900℃，LTCC低温共烧陶瓷科技可以说是由多种不同的单层膜片加工叠膜后形成需求的线路。
④、将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，再在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需电路图形，然后将多层加工过的生瓷带叠压在一起，在900℃以下烧结，制成片式器件。
表2：LTCC粉末状性能：
实验案例：
实验对象：利用相同的步骤采用上述发明内容以及对比例1-2的步骤进行BaCO3、CuO和GeO2材料加工，采用同样的相同的设备加工，将加工的果粉分为3组：对照组一、对照组二和实验组。
实验方法：照组一采用对比例1中的方式（提高材料含量），对照组二采用对比例2中的方式（降低材料含量），实验组则采用发明内容中的方式。
果粉判断标准：介电常数高低情况，温度系数高低情况，电阻率高低情况，化学温度稳定范围。
表3：LTCC材料数据比较：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低温烧结的LTCC材料，包括制备原料：BaCO3、CuO和GeO2，所述BaCO3、CuO和GeO2按照摩尔比1：2：2配制，所述BaCO3的质量百分比为10%-20%，所述CuO的质量百分比为40%-45%，所述GeO2的质量百分比为40%-45%。
2.根据权利要求1所述的一种低温烧结的LTCC材料，其特征在于：所述BaCO3、CuO和GeO2的烧结温度在830℃—980℃范围，其微波性能优异Q×f值为53000—67000，所述LTCC材料介电常数低为8—10，谐振频率温度系数为—30≤—5。
3.根据权利要求1所述的一种低温烧结的LTCC材料，其特征在于：所述LTCC材料的制备步骤：
①、准备进行烧结的BaCO3、CuO和GeO2原料放在承烧钵匣上，先预设烧温曲线，升温一般较慢每分钟2-5°C，并通过水加热法进行制备所需的LTCC材料。
4.②、当升温至450°C时需要设定定保温一至二小时，使模块中的有机物和黏合剂我以排放，然后烧温继续至850或875°C，固化时间为10至15分钟后可始自然降温。
5.③、通常烧结的整个过程需时3至8小时，视乎个别材料，模块的尺寸及厚薄程度和黏合剂特性，将生瓷基板加热烧结成熟瓷，使其瓷材硬化、内部浆料固化、结构稳定，对LTCC基板，加热温度一般低于900℃，LTCC低温共烧陶瓷科技可以说是由多种不同的单层膜片加工叠膜后形成需求的线路。
6.④、将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，再在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需电路图形，然后将多层加工过的生瓷带叠压在一起，在900℃以下烧结，制成片式器件。
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