CN110790504A

CN110790504A - 一种低介电常数玻璃配合料

Info

Publication number: CN110790504A
Application number: CN201911123095.5A
Authority: CN
Inventors: 彭寿; 马立云; 王巍巍; 仲召进; 曹欣; 石丽芬; 崔介东; 单传丽; 王萍萍; 高强; 赵凤阳; 李金威; 柯震坤; 韩娜; 倪嘉; 李常青; 周刚
Original assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Current assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Priority date: 2019-11-16
Filing date: 2019-11-16
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2039-11-16
Also published as: CN110790504B

Abstract

本发明公开一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO₂：59~61.9%，Al₂O₃：4~10%，B₂O₃：18~22.9%，Li₂O：0.5~2%，Na₂O：0.1~3%，K₂O：0.5~5%，CaO：0~5%，MgO：1~5%，SrO:0.1~5%，BaO：0.1~5%，澄清剂SnO₂：0.1~3%。本发明的优点：1.低介电常数玻璃配合料的组分简单，成本较低；2.适合浮法成型生产，制备方法简便易行；3.制得的玻璃介电常数和介电损耗较低，在频率为1MHz时介电常数为4.0~4.6，介电正切为5×10^‑4~12×10^‑4。

Description

一种低介电常数玻璃配合料

技术领域

本发明涉及电子玻璃领域，具体涉及一种低介电常数玻璃配合料。

背景技术

材料的介电常数越小则信号的传播速率越快，而材料的介电损耗越小则其在固定传播频率下的传播损失就越小。电子工业技术的发展使得电子设备的小型化、微细化成为趋势，传输过程中使用的电磁波频率已经达到MHz以及GHz水平，这就要求封接玻璃具有较低的介电常数和介电损耗。

低介电常数玻璃就是一种很理想的候选材料，在电子封装中起着如保护电路、隔离绝缘和防止信号失真等作用，其具有较低的介电常数和介电损耗，它们随测试温度和频率基本不变。近年来，集成电路的集成度迅速提高，射频连接器、微波器件等工作频率范围也大幅提高，为了降低由此带来的阻抗延时及功率损耗，除了采用低电阻率金属外，还需要降低介质层的寄生电容。电容Ｃ与介电常数ε成正比，可采用低介电常数材料作互连介质，减小阻抗延迟。

在高频微波条件下使用的低介电常数封接玻璃，主要用于模块、部件的微波信号及控制信号的输入输出，低的介电常数是为了减少信号的弛豫和交叉干扰，而低的介电损耗是为了减少高频和大电阻率下的热耗过多以及更好的散热。目前，提供低介电常数玻璃的厂家主要有美国康宁等少数几家公司。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低介电常数玻璃配合料，适用于浮法成型，制成的低介电常数玻璃具有介电常数低、介电损耗小等特点，满足电子工业使用要求，成本较低，工艺特点适合大规模工业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

SiO₂：59~61.9%，Al₂O₃：4~10%，B₂O₃：18~22.9%，Li₂O：0.5~2%，Na₂O：0.1~3%，K₂O：0.5~5%，CaO：0~5%，MgO：1~5%，SrO:0.1~5%，BaO：0.1~5%，澄清剂SnO₂：0.1~3%。

进一步，所述一种低介电常数玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：

SiO₂：60~61%，Al₂O₃：6~8%，B₂O₃：19.5~21.5%，Li₂O：1~1.5%，Na₂O：1~2%，K₂O：2~3%，CaO：1~2%，MgO：2~3%，SrO:1~2%，BaO：1~2%，澄清剂SnO₂：0.2~0.5%。

进一步，所述一种低介电常数玻璃配合料中SiO₂+Al₂O₃+B₂O₃为86~94%。

进一步，所述一种低介电常数玻璃配合料中Li₂O+Na₂O+K₂O为1.1~5%。

进一步，所述一种低介电常数玻璃配合料中Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）为0.2~0.5。

进一步，所述一种低介电常数玻璃配合料中CaO+MgO+SrO+BaO为3.1~6%。

在本发明中SiO₂是玻璃网络生成体，含量升高有利于降低介电常数，但含量太高会出现玻璃液粘度大、熔化困难；CaO能够降低玻璃液的高温粘度，促进玻璃液的熔化和澄清，但用量过多会增加玻璃的析晶倾向，并导致玻璃介电常数的增加，引入适当的MgO来调节；通过提高B₂O₃的含量来达到降低玻璃介电常数的目的，B₂O₃又是良好的助熔剂，能够有效的降低玻璃的高温黏度，但B₂O₃的含量过高，会直接导致玻璃力学性能降低、耐水性变差等问题；选择高温澄清剂SnO₂能够达到将高粘度的低介电玻璃较好的澄清目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.通过控制骨架氧化物SiO₂、Al₂O₃和B₂O₃等多种常规氧化物的种类和含量就获得了低介电常数玻璃，配合料组分简单，成本较低，效果显著；2.适合浮法成型生产，制备方法简便易行；3.制得的玻璃介电常数和介电损耗较低，在频率为1MHz时介电常数为4.0~4.6，介电正切为5×10^-4~12×10^-4。

附图说明

图1是实施例样品的介电常数随着频率的变化情况；

图2 是实施例样品的介电损耗随着频率的变化情况。

具体实施方式

实施例1

一种低介电常数玻璃配合料，由以下重量百分比的原料组成：61.9%的SiO₂、5.5%的Al₂O₃、22.2%的B₂O₃、2.5%的K₂O、4.5%的Li₂O+Na₂O+K₂O、1.5%的CaO、2.5%的MgO、0.3%的SrO、1.5%的BaO、0.15%的SnO₂；Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）的值为0.35。

实施例2

一种低介电常数玻璃配合料，由以下重量百分比的原料组成：61.2%的SiO₂、8.3%的Al₂O₃、21.2%的B₂O₃、2.4%的K₂O、4.1%的Li₂O+Na₂O+K₂O、0.5%的CaO、3%的MgO、1%的SrO、0.5%的BaO、0.2%的SnO₂；Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）的值为0.28。

实施例3

一种低介电常数玻璃配合料，由以下重量百分比的原料组成：59.2%的SiO₂、8.9%的Al₂O₃、21.6%的B₂O₃、3.6%的K₂O、4.5%的Li₂O+Na₂O+K₂O、1.5%的CaO、2.5%的MgO、0.5%的SrO、1%的BaO、0.25%的SnO₂；Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）的值为0.35。

实施例4

一种低介电常数玻璃配合料，由以下重量百分比的原料组成：60.7%的SiO₂、8.7%的Al₂O₃、20.5%的B₂O₃、2.3%的K₂O、3.8%的Li₂O+Na₂O+K₂O、1%的CaO、2.5%的MgO、1%的SrO、1.5%的BaO、0.3%的SnO₂；Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）的值为0.22。

上述各组分按玻璃制备工艺熔融成型退火后即得所述玻璃基板。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

2.根据权利要求1所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO₂：60~61%，Al₂O₃：6~8%，B₂O₃：19.5~21.5%，Li₂O：1~1.5%，Na₂O：1~2%，K₂O：2~3%，CaO：1~2%，MgO：2~3%，SrO:1~2%，BaO：1~2%，澄清剂SnO₂：0.2~0.5%。

3.根据权利要求1所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于：所述一种低介电常数玻璃配合料中SiO₂+Al₂O₃+B₂O₃为86~94%。

4.根据权利要求1所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于：所述一种低介电常数玻璃配合料中Li₂O+Na₂O+K₂O为1.1~5%。

5.根据权利要求1所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于：所述一种低介电常数玻璃配合料中Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）为0.2~0.5。

6.根据权利要求1-5中任一项所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于：所述一种低介电常数玻璃配合料中CaO+MgO+SrO+BaO为3.1~6%。

7.根据权利要求2所述一种低介电常数玻璃配合料，其特征在于：所述一种低介电常数玻璃配合料中SiO₂+Al₂O₃+B₂O₃为86~94%、Li₂O+Na₂O+K₂O为1.1~5%、Li₂O/（Li₂O+Na₂O+ K₂O）为0.2~0.5、CaO+MgO+SrO+BaO为3.1~6%。