一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料及其制备方法，由以下成分组成：钙铝硅玻璃40～60重量份；碳化硅2～5重量份；镁橄榄石10～20重量份；碳纳米管5～10重量份。本发明以钙铝硅玻璃为基础玻璃，其主晶相为链状结构的硅酸盐p-硅灰石，其在玻璃体内以针状形式交叉排列呈网状，使材料具有耐磨、耐腐蚀和抗冲击等特性。本发明通过在钙铝硅玻璃中加入碳化硅、镁橄榄石和碳纳米管，利用相互之间的协同作用，提高了制备的低温共烧陶瓷材料的热导率，并进一步降低钙铝硅玻璃的熔点。实验结果表明，本发明制备的低温共烧陶瓷材料的热膨胀系数为6.0×10-6K-1，介电常数为5.2(1MHz)，热导率为32W/mK。
【专利说明】一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低温共烧陶瓷【技术领域】，尤其涉及一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代信息技术的飞速发展，电子线路的微型化、轻量化=集成化和高频化对 电子器件提出了小尺寸、高频率、高可靠性和高集成度等要求。选择适当的能与银等导电材 料在不超过900°C的温度下低温共烧的陶瓷，从而制备多层元件或把无源器件埋入多层电 路中，成为上述趋势的必然，作为无源集成元件主要介质材料的低温共烧陶瓷也成为一种 重要的发展趋势。
[0003] 低温共烧陶瓷（LTCC)技术是采用多层结构，通常以银或铜等电阻率小的金属作 为互连导体，多层介质结构和良好的金属导体可以有效解决信号之间的串扰，可将不同无 源器件集成起来，实现电子元件的小型化和多功能化。但是，LTCC基板材料的热导率偏低， 限制了其在更大功率、更高封装密度中的应用，从而提高LTCC基板材料的热导率成为低温 共烧领域研宄的重点和难点之一。
[0004] 现有技术对低温共烧陶瓷材料及其制备方法进行了广泛的报道，例如，申请号 为200610022007. 9的中国专利文献报道了一种低温共烧氮化铝陶瓷和堇青石基玻璃复 合材料，通过将粉料加入模具中热压烧结，得到热导率最高为7. 5W/mK的复合材料。美国 J. H. Enloe等人报道了一种环保的基板材料，在900?1400°C下烧结得到AlN-硼硅酸盐玻 璃基板材料，其热导率最高为7W/mK。但是，上述报道的基本材料的制备方法均采用氮化铝 与玻璃材料复合提高材料热导率，制备得到的材料热导率较低，而且不利于大规模工业化 生产。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料及其制备 方法，该方法制备的钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料的热导率较高。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料，由以下成分组 成：
[0007]
【权利要求】
1. 一种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成： 钙铝硅玻璃 40?60重量份; 碳化硅 2?5重量份； 镁橄榄石 10?20重量份； 碳纳米管 5?10重量份。
2. 根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成： 钙铝硅玻璃 50?60重量份; 碳化石圭 4?5重量份； 镁橄榄石 10?15重量份； 碳纳米管 8?10重量份。
3. -种钙铝硅玻璃基低温共烧陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将40?60重量份1?错娃玻璃粉、2?5重量份碳化娃、10?20重量份镁橄榄石和5? 10重量份碳纳米管混合后加入乙醇，球磨处理后烘干，得到低温共烧陶瓷粉料； 向所述低温共烧陶瓷粉料中加入溶剂、粘结剂、增塑剂、分散剂和润湿剂，混合均匀后 流延成型，烘干后烧结，得到低温共烧陶瓷材料。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钙铝硅玻璃由SiO2、A1203和CaO 制备。
5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钙铝硅玻璃粉的粒径为1? 6μm〇
6. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钙铝硅玻璃为50?60重量份， 所述碳化娃为4?5重量份，所述镁橄榄石为10?15重量份，所述碳纳米管为8?10重 量份。
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为三油酸甘油酯。
9. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述湿润剂为聚氧乙烯酯。
10. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤具体为： 升温至400?450°C保温2?3小时，升温至500?550°C保温1?5小时，然后升温 至650?680°C保温1?5小时。
【文档编号】C04B32/00GK104446338SQ201410674962
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】陈帆 申请人:柳州创宇科技有限公司