SU676096A1

SU676096A1 - Ceramic material

Info

Publication number: SU676096A1
Application number: SU752166274A
Authority: SU
Inventors: З.В. Корякова; А.Г. Кондратов; В.Г. Хрящева; Л.А. Подзорова; М.В. Ильинов; В.А. Краснов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5769
Priority date: 1975-08-22
Filing date: 1975-08-22
Publication date: 1987-10-23

Abstract

КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе тетратитаната бари , содержащийминерализатор.отличающии-с тем, что, с целью снижени диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне и повьшени стабильности диэлектрических характеристик в диапазоне рабочих температур, он дополнительно содержит окись хрома в качестве стабилизатора, а в качестве минерализатора - окись алюмини при следующем соотношении компонентов, мас.%:Окись алюмини 0,5 - 1,5Окись хрома 0,05 - 0,2Тетратитанатбари ОстальноеCERAMIC MATERIAL based on barium tetratitanate, containing a mineralizer. Distinguishing from the fact that, in order to reduce dielectric losses in the microwave range and increase the stability of the dielectric characteristics in the operating temperature range, it additionally contains chromium oxide as a stabilizer, and as a mineralizer - oxide aluminum in the following ratio, wt.%: Aluminum oxide 0.5 - 1.5 Oxide of chromium 0.05 - 0.2 Tetratitanatbari Else

Description

Изобретение относитс к области изготовлени изделий из керамических материалов, примен ющихс в радио- и электронной техникеJ в частности, дл изготовлени диэлектрических подложек -интегральных схемрThe invention relates to the manufacture of products from ceramic materials used in radio and electronic equipment, in particular, for the manufacture of dielectric substrates - integrated circuits

Известны керамические матерИсШЫэ содержащие титанаты окислов шелочноземельных металловj преимущественно тетратитанат бари , включающий добавки окиси цинкаэ окиси циркони ,, окиси кадми 5 двуокиси берилли Ceramic materials containing titanates of oxides of silk-earth metals, mainly barium tetratitanate, are known, including the addition of zirconium oxide zirconium oxide, cadmium oxide 5, beryllium dioxide.

Эти керамические материалы имеют значительные диэлектрические потери в области сверхвысоких частот, не позвол ют получить высокий класс чистоты обработки поверхности при изготовлении диэлектрической подложки.These ceramic materials have significant dielectric losses in the ultrahigh frequency range and do not allow obtaining a high class of surface finish in the manufacture of a dielectric substrate.

Известен керамический материгип,, содержащий тетратитанат бари и в качестве минерализатора - триосновно , фосфат кальци в количестве 2%. обеспечивает расширение днапазо;н:а температуры спекани керамическо;го материала, так как тетратитанат |бари имеет очень узкий диапазЪн тем |пературы спекани , что прИЕЮр тт к плавлению керамики и невозможности получени издели е Применение флюса - триосновнс)го фосфата кальци не позвол ет полу чить материал, отвечающий техническим требовани м по чистоте поверхности диэлектрической подложки, низким значением диэлектрических хгфактеристик и стабильным значением их диапазоне рабочих температур. Цель изобретени - диэлектрических потерь в СВЧ - диапазо не и повышение стабильности диэлектрических характеристик в рд5апазоне рабочих температур - достигаетс тем что керамический материал на основе тетратитаната бари , содержащий минера .лизатор, он дополнительно содержит окись хрома в качестве стабилиза тора, а в качестве минерализатора окись алюмини при следующем соотно шении ко шонентов, масе%: Окись алюмини 0,05 Окись хрома Тетратитанат Остальное Введение окиси алюминрш в количе стве от 0,5 до 1,5 масД, преимущес венно 1,0 мас,%, позвол ет расширит диапазон температуры спекани от 13The ceramic material containing the barium tetratitanate is known, and as a mineralizer it is tribasic, calcium phosphate in an amount of 2%. provides for the expansion of the bottom; n: and the sintering temperature of the ceramic material, since the tetratitanate / barium has a very narrow range of the sintering temperature, which prevents the melting of ceramics and the impossibility of obtaining the product. The use of flux - calcium phosphate does not allow to obtain a material that meets the technical requirements for the purity of the surface of the dielectric substrate, a low value of dielectric x-factors and a stable value of their operating temperature range. The purpose of the invention — dielectric loss in the microwave range — and increasing the stability of the dielectric characteristics in the range of operating temperatures — is achieved by the fact that a ceramic material based on barium tetratitanate containing a mineralizer, it additionally contains chromium oxide as a stabilizer of the torus, and as a mineralizer oxide aluminum in the following ratio of components, wt%: Alumina 0.05 Chromium oxide Tetratanate Re-introduction of alumina oxide in the amount of 0.5 to 1.5 masD, preferentially 1.0 wt.% This will extend the sintering temperature range from 13

до оптимальна температура спекани 13АО°С„Введение окиси хрома в количествеoptimum sintering temperature 13AO ° С „Introduction of chromium oxide in the amount of

от OjOS до 0,2 мас.% (оптимально 0516 мас,%) позвол ет снизить рост кристаллов, т„е, получить мелкокристагшическую структуру материала, обладающего малым разбросом диэлектрических характеристик в разных точках одного образца и на разных образцах , таким образом окиси хрома в данном материале вл етс стабилизатором .from OjOS to 0.2 wt.% (optimally 0516 wt.%) allows to reduce the growth of crystals, i.e., to obtain a fine-crispy structure of a material with a small variation of dielectric characteristics at different points of the same sample and on different samples, thus chromium oxide in this material is a stabilizer.

Полученный керамический материал обладает стабильным значением диэлектрических характеристик в диапазоне те1чператур от О С до 250°С, низкими диэлектрическими потер г-ш в СВЧ диапазоне и способностью к механической обработке выше 12 класса чистоты позерхностиоThe obtained ceramic material has a stable value of dielectric characteristics in the range of temperatures from 0 ° C to 250 ° C, low dielectric loss of g-sh in the microwave range and the ability to machining above grade 12 surface area

В табл. приведены сравнительные характеристики известного и предлоенпого керамического материала у соержащего в следующих трех вариантах казанные компоненты, Окись алюмини Окись хрома Тетратитанат Остальное бари 100 Окись алюмини 1,0 0,1 Окись хрома Тетратитанат бари Остальное до Окись алюмини Окись хрома Тетратитанат бари Остальное до 100 Пример изготовлени предлагаемого керамического материала. Берут тетратитанат бари , измельченный .до удельной поверхности, ран- ной 5000 - 6000 , тонко измельченные добавки AlgOj5 CrjO и тщательно перемешивают в шаровой мельнице в течение 10 - 12 ч до полного 10000 отв./см, прохождени через сито Образцы (например, пластины размером 60x48, 30x24) изготавливают методом прессовани массы, пластифицированной поливиниловым спиртом 6%ной концентрации, введенном в количестве 8% от.массы сухого порошка. Удельное давление прессовани 800 1000 кг/см , Процесс спекани прово- 367 дитс в интервале температур 1320 1370°С . Оптимальной температурой обжига , при которой образцы имеют максимальный объемный вес, минимальное водопоглощение (0,01%) - 1340°С. Керамический материал, изготовлен ный этим методом и имеющий состав, мае . %: - . 99,45 - 98,3 0,5 - 1,5 0,05 - 0,2 отличаетс сравнительно высокой диэлектрической проницаемостью, практически нулевым ТКЕ (что обычно имеК5Т материалы с 17 - 19), малыми П:;тер ми по частоте f Ю Гц, Благодар высокой плотности, равномерной мелкозернистой структуре, поверхность подложки может быть обработана до чистоты не ниже v 12. Керамика может оказатьс дешевле при массовом производстве благодар , относительной легкости обработки (по сравнению с примен емыми в насто щее врем подложками из корундовых материалов), Предлагаемый керамический материал на основе тетратитаната бари позвол ет повысить добротность СВЧэлементов радио- и электронной аппаратуры , снизить ее габариты и вес, повыбить тактико-технические данные, а также снизить технологическ|1е затраты на изготовление диэлектрических подложек интегральных схем.In tab. The comparative characteristics of the known and proposed ceramic material for the following components in the following three variants are given: Aluminum oxide Chromium oxide Tetratitanate Barium rest 100 Alumina 1.0 0.1 Chromium oxide Tetratean barium Eliminated to Alumina Chromium oxide Barium tetratitanate Elastic to 100 Production example proposed ceramic material. They take barium tetratitanate, ground to a specific surface, early 5000 to 6000, finely ground additives of AlgOj5 CrjO, and mix thoroughly in a ball mill for 10 to 12 hours until a full 10,000 spores / cm pass through a sieve. Samples (for example, plates 60x48, 30x24) are made by pressing the mass plasticized with polyvinyl alcohol of 6% concentration, introduced in the amount of 8% by weight of dry powder. The specific pressing pressure is 800–1000 kg / cm. The process of sintering wires is 367 days in the temperature range 1320– 1370 ° C. The optimal burning temperature at which the samples have the maximum bulk weight, the minimum water absorption (0.01%) is 1340 ° C. Ceramic material made by this method and having a composition, May. %: -. 99.45 - 98.3 0.5 - 1.5 0.05 - 0.2 is distinguished by a relatively high dielectric constant, almost zero TKE (which is usually iC5T materials with 17-19), small P:; U Hz, Due to its high density, uniform fine-grained structure, the surface of the substrate can be processed to a purity not lower than v 12. Ceramics can be cheaper in mass production due to the relative ease of processing (compared to currently used corundum substrates) The proposed ceramic material L on the basis of barium tetratitanate allows to increase the quality factor of the microwave elements of radio and electronic equipment, reduce its size and weight, improve tactical and technical data, and also reduce the technological cost of manufacturing dielectric substrates of integrated circuits.

Claims

CERAMIC MATERIAL based on barium tetratitanate, containing a mineralizer, characterized in that, in order to reduce dielectric losses in the microwave range and increase the stability of dielectric characteristics in the operating temperature range, it additionally contains chromium oxide as a stabilizer, and as a mineralizer aluminum oxide in the following ratio, May 7:

Alumina 0.5 - 1.5 Chromium oxide 0.05 - 0.2 Tetratitanate barium Rest

oh co

ABOUT)