Керамическая масса для изготовления высокочастотных изделий

 

Изобретение целесообразно использовать в электронной технике в произ водстве изолирующих деталей корпусов полупроводниковых КВЧ-приборов. Цель изобретения - уменьшение величины диэлектрической проницаемости и температуры спекания материала. Поставленная цель достигается тем, что керамическая масса имеет следующий состав, мас.%: глинозем (2-А12Оз) 50-65, диопсид 25-40, золь оксида кремния 1-7; водорастворимая соль марганца 1-3. Изделия из этой массы имеют величину диэлектрической проницаемости е 6-7; тангенс потерь 2,5-3,0-10 ; прочности при изгибе 280- 300 МПа; коэффициент вязкости разрушения Kic 2,6-2,9 мП/м3/2 и температуру спекания, 1350-1400°С. 2 табл. 00 с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 04 В 35/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793883/33 (22) 20.02.90. (46) 15,03.92. Бюл. N. 10 (71) Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов и Томский политехнический институт им, С,М. Кирова (72) ВИ Верещагин, С.В. Смирнов, P.Â. Шпак и Л.Н. Рыжова (53) 666.765(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1286574, кл.. С 04 В 35/10, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N - 1482900, кл. С 04 В 35/10, 1987. (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления высокочастотных изделий, применяемых в электронной технике и в качестве изолиру. ющих элементов полупроводниковых СВЧ приборов.

Цель изобретения -снижение величины диэлектрической проницаемости и температуры спекания.

Поставленная цель достигается тем, что состав керамической. массы включает диопсид (СаМ9$1гОв) в количествах 25-40, а в качестве стекло- и муллитобразующих добавок включают золь оксида кремния в водорастворимую соль двухвалентного марганца при следующих соотношениях компонентов, мас. : (l 9) (! 1) ) (57) Изобретение целесообразно использовать в электронной технике в производстве изолирующих деталей корпусов полупроводниковых КВЧ-приборов.

Цель изобретения — уменьшение величины диэлектрической проницаемости и температуры спекания материала. Поставленная цель достигается тем, что керамическая масса имеет следующий состав. мас. : глинозем (а-AlzOa) 50 — 65, диопсид

25 — 40, золь оксида кремния 1 — 7; водорастворимая соль марганца 1-3, Изделия из этой массы имеют величину диэлектрической проницаемости е 6 — 7; тангенс потерь

2,5-3,0 10; прочности при изгибе 280300 МПа; коэффициент вязкости разрушения Klc 2,6 — 2,9 мП/м и температуру спекания, 1350 — 1400 С. 2 табл, Глинозем (a -AI203) 50-65

Диопсид (CaMgSizOg) 25-40

Золь оксида кремния (в пересчете на $!02) 1-7

Водорастворимая соль марганца (в пересчете на МпО) 1 — 3

Введение е массу чистого диопсида позволяет получить диэлектрическую проницаемость в пределах 6,5-7,0, при величине потерь tg д < 3 10, à в сочетании с добав-4 ками золя оксида и солей марганца достигается спекание материала при 1350-1400 С при сохранении высокой прочности.

С целью уменьшения величины диэлектрической проницаемости необходимо уменьшать содержание в массе AlzOz. но при этом необходимо введение такой добав1719362 ки, которая не приводит к резкому снижению механической прочности. Так, увеличение содержания диопсида в массе более

40 / приводит к уменьшению механической прочности и коэффициента вязкости напряжения. Уменьшение содержания диоксида менее 257. приводит к росту диэлектрической проницаемости (E 7), а также приводит и к увеличению температуры спекания (Телек. 1450 С). Также к увеличению тем- пературы спекания приводит уменьшение содержания в массе МпО менее 1, а при увеличении его содержания более 3 наблюдается увеличение диэлектрической проницаемости и потерь. Золь оксида кремния способствует образованию кристаллов муллита, которые армируют стеклофазу и тем самым повышают ее прочность. Но при содержании его более 7 мас. g приводит к снижению коэффициента вязкости разрушения, это наблюдается так же и при уменьшении его содержания менее 1 ..

В табл, 1 приведены составы керамической массы, а в табл. 2 — соответствующие этим составам свойства материала.

Пример. В качестве исходных материалов берут глинозем с содержанием а-AlzOg около 100Я„диопсид.с содержанием примесей оксидов железа не более 0,1 g„ щелочных оксидов не более 0,01 Д, золь оксида кремния и растворимую в воде соль марганца (например МпСЬ).

Компоненты перед смешиванием мелют в шаровой мельнице до размера зерна в 10-20 мкм, затем дозируют в соотношениях, приведенных в табл. 1, и тщательно перемешивают, затем гранулируют до размера гранул 0,5-1,0 мм. Гранулы сушат при

5 300 С, затем обжигают на воздухе до 900 С, а выше 900 С в среде водорода. Полученный спек измельчают в шаровой мельнице до частиц размером 1-5 мкм.

Из полученного порошка готовят шли10 кер с добавлением к массе 12 — 15$ парафина, а затем из шликера методом горячего литья под давлением изготавливают изделия требуемой формы и размеров, например в виде втулок диаметром до 0,6 мм и

15 высотой до 0,4 мм. Обжиг изделий проводится в 2 этапа до 900 С на воздухе, а выше и до 1350-1400 С в атмосфере водорода.

Точное значение температуры обжига, а также свойства изделий в зависимости от

20 состава массы приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления высокочастотных изделий, включающая

АЬОз, SI0z и соединения Са, Mg. Mn, о т25 л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью снижения величины диэлектрической проницаемости и температуры спекания, масса содержит

St0z в виде золя, соединения Са и Mg — в виде диопсида, à Mn — в виде МпО2 при слеЗО дующем содержании компонентов, мас.g:

AIz03 50-65

Золь SI0z 1-7

Диопсид 25-40

МпСЬ (в пересчете на МпО) 1-3

Таблица 1

1719362

Таблица 2

Характеристики

Состав масси

Предлагаеииа

Прототип

1* ( («

7 8

1400 1400

1350 1350 1400 1400

1550 1350 1350

280

290 300

2,9 3 ° 0

6,9 7,0

280 280 280

290 290

2,6

2,8 2,9

2,7 2,7 2,7

8,0-10,1 6,5

6 ° 6

6,7 6,7

6,8 6,9

Составитель А. Турук

Редактор H. Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 738 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

НТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Температура спеканил, С

Прочноств прм изгибе, НПа

Пов00нцмемт екакостм равр1цмник П», ибlм

Диэлвктрическак проницаемость, Я (10 Ггц)

Тангенс угла акэлектри ческмк потере прм 20 С

Пф 10Е110 ГГц) 1,0-4,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2 ° 5 2,5 2,5