刘 剑，聂 敏



添加BCB对固相合成CBS材料的微观结构及介电性能的影响

刘 剑，聂 敏

（深圳顺络电子股份有限公司，广东 深圳 518110）

采用传统固相合成法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)系玻璃陶瓷材料。借助XRD、SEM和电性能测试手段，系统研究了添加BaCu(B2O5)(BCB)对CBS材料微观结构与介电性能的影响。结果表明，添加BCB未改变CBS主晶相，其液相润湿作用加速CaSiO3的扩散，将CBS的烧结温度从960 ℃降低至875 ℃，同时其致密性得到提高，介电常数与介电损耗略微增加。纯CBS经960 ℃致密烧结时，相对介电常数r为6.17，介电损耗tan为0.0012(14 GHz)，而添加4%~6%(质量分数) BCB的CBS材料，在烧结温度为875 ℃时，致密性优异，r为6.36~6.39，tan为0.0014~0.0015(14 GHz)。

固相合成法；LTCC；BaCu(B2O5)；CaO-B2O3-SiO2；烧结温度；介电性能

以硅灰石（β-CaSiO3，相对介电常数r为5，介电损耗tan为0.0001~0.0003）为主晶相的CaO-B2O3- SiO2(CBS)系LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramics）材料具备优异的介电性能和热性能，并可与贵金属Ag、Au在较低温度（950 ℃以下）下烧结，因此备受关注。目前，该体系材料主要应用于LTCC基板，相关研究主要采用熔制微晶玻璃法来降低烧结温度，微晶玻璃材料虽然可降低烧结温度至850 ℃，但工艺复杂，成本较高，并且均一性也不易控制，不利于普遍使用[1-3]。而传统固相合成法具有工艺简单、不会造成成分偏离、稳定性高、成本低和易量产等优势。

纯硅灰石的烧结温度达1200 ℃以上，烧结后容易形成疏松多孔的结构，陈金敏[4]和汤雨诗等[5]采用固相法合成纯CaSiO3陶瓷的烧结温度高达1340 ℃，且很难烧结致密，通过CaSiO3和Al2O3复合，探讨了CuO、V2O5、Li2CO3等低温烧结助剂对陶瓷烧结性能的影响。其中CaSiO3-1%Al2O3-1.5%Li2CO3-0.2%CuO（质量分数）实现了与Ag电极在900 ℃低温共烧，但存在合成CaSiO3温度高（1200 ℃）、助烧剂掺杂复杂和相对介电常数偏高（7.15）的不足。……