Низкотемпературный стеклокерамический материал для электронной техники

Низкотемпературный стеклокерамический материал для электронной техники может быть использован в радио- и электронной технике для изготовления диэлектрических слоев в подложках, корпусах и многослойных конструкциях для электронных устройств, работающих в высокочастотном и сверхвысокочастотном диапазонах. Техническим результатом является создание низкотемпературного стеклокерамического материала для электронной техники, работающей в высокочастотном и сверхвысокочастотном диапазонах. Предложенный низкотемпературный стеклокерамический материал содержит низкотемпературное стекло и оксид алюминия при заданном их соотношении, при этом стекло содержит оксиды кремния, алюминия, бора, бария, натрия и калия. Согласно изобретению низкотемпературный стеклокерамический материал содержит некристаллизующееся стекло и оксид алюминия при соотношении (1,0-1,6):(1,0-0,4). Некристаллизующееся стекло дополнительно содержит оксид кобальта и оксид никеля при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид кремния (SiO2) 32,5-64 оксид алюминия (Al2O3) 5-1,8 оксид бора (B2O3) 14-8 оксид свинца (PbO) 0,1-5 оксид бария (BaO) 39-21,5 оксид кобальта (CoO) 0,25-0,55 оксид никеля (NiO) 0,05 оксид натрия (Na2O) 2,4 оксид калия (K2O) 1,6 Такое некристаллизующееся стекло имеет температуру размягчения Литтлтона 572–582˚С, температуру начала деформации под нагрузкой 632–640°С и разницу между значениями этих температур Δ=56–68°С. В составе предложенного стеклокерамического материала стекло содержит увеличенное количество оксида BaO до 39 мас. %, что позволяет снизить не только варочную вязкость, но и вязкость стекла в низкотемпературном интервале спекания 850-900˚С в композициях с оксидом алюминия. Вспомогательные оксиды CoO и NiO в составе стекла выступают в роли активаторов адгезии с проводниковыми слоями. Малая добавка оксида никеля в количестве 0,05% улучшает эффективность адгезионного оксида CoO. Для предложенного состава стекла определены значения температур стеклования 572–582˚С, температур начала деформации под нагрузкой 632–640˚С, и установлено, что разница между значениями этих температур соответствует Δ=56–68˚С. Если разница между этими температурами выше 68˚С, то вязкость стекла в области температур 850-900˚С недостаточна для достижения высоких значений плотности стеклокерамического материала. Если же это значение ниже 56˚С, то вязкость стеклофазы является причиной ее миграции в слои металлических проводников и ухудшения проводимости этих слоев. В предложенном низкотемпературном стеклокерамическом материале происходит кристаллизация новой фазы – цельзиана в диапазоне температур 850-900˚С. Процесс спекания низкотемпературного стеклокерамического материала определяется содержанием и размером частиц некристаллизующегося стекла. При уменьшении размера частиц стекла от 8 до 1,8 мкм в образцах интенсифицируется процесс растворения оксида алюминия в стекле. Количество кристаллов цельзиана напротив – увеличивается в композициях с большим размерами частиц стекла (8 мкм). Предлагаемый низкотемпературный стеклокерамический материал спекается в температурном диапазоне 850-900°С и обладает высокими диэлектрическими характеристиками в высокочастотном и сверхвысокочастотном диапазонах: – тангенс угла диэлектрических потерь tgδ составляет 19,1-29,8*10-4на частоте 5 ГГц; – диэлектрическая проницаемость ε составляет 6,06-8,9 на частоте 5 ГГц; – температурный коэффициент линейного расширения α равен 5,92-6,7*10-6˚С-1; – относительная плотность ρотн- до 95,42%. Разработка защищена патентом РФ № 2753522. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=0002753522&TypeFile=html (дата обращения: 05.10.2023)