低温共烧的基本要求是“低温”
低温共烧陶瓷技术(LTCC)是近年来兴起的一种令人瞩目的封装技术，在电子陶瓷领域享有重要地位。
按照LTCC材料的用途分类，可分为LTCC基板材料、封装材料和微波介质材料。对于不同用途的材料，有不同的性能要求。不论是何种用途，既然是采用低温共烧，那它的基本特点便是”低温”下的烧结，而学术界对这个“低温”有明确的要求，即“烧结温度小于900℃，以利于和Ag、Cu等导电材料共烧”。
（来源：LTCC基板-中电科四十三所）
实现低温烧结的常用方法
但是我们知道，大部分高性能电子陶瓷的烧结温度都比较高，这就给低温共烧带来很大的困难，需要我们想方设法把它的烧结温度降下来。一般较常用的有两种方法。
一种是采用烧结温度较低的复合陶瓷基体，比如目前最常用的“玻璃+陶瓷”，即在陶瓷中加入低熔点的玻璃相，烧结时玻璃软化，粘度下降，从而可以降低烧结温度。玻璃主要是各种晶化玻璃，陶瓷填充相主要是Al2O3、SiO2、堇青石、莫来石等。烧结温度在900℃左右，工艺简单灵活，容易控制调节复合材料的烧结特性和物理性能，介电常数及其温度系数小，电阻率高，化学稳定性好。
第二种方法就是在体系中添加低熔点的烧结助剂，进行液相烧结。严格来说，第一种方法中提到的加入玻璃相，也算是一种烧结助剂。
今天我们以LTCC的重要应用之一的微波介质陶瓷为例，重点了解一下添加烧结助剂对其烧结的影响。
添加低熔点烧结助剂
传统的微波介质陶瓷材料体系包括Al2O3、BaO-TiO2、(Zr，Sn)TiO4、ZnAl2O4。等体系，具有优异的微波介电性能，但它们的固有烧结温度高，一般在1300℃以上，掺加低熔点烧结助剂进行液相烧结是降低微波介质陶瓷烧结温度最常用的一种方法。
它的原理是，在液相烧结过程中，当液相出现并能很好地润湿固相(陶瓷粉粒)时，由于形成毛细管压力，一方面可以促进生坯中粉粒的重新排列，达到更紧密的空间堆积；另一方面将促进坯体中的小颗粒或固相颗粒的尖凸部在液相中溶解，通过液体扩散，凝析在粗颗粒的表面，加快反应进程，因此液相烧结能降低陶瓷的致密化烧结温度。目前研究发现，液相烧结可以极大地加速致密化过程，在大多数情况下是由于发生了不同形式的化学反应，如液相与陶瓷固相之间形成固溶体等，这将会进一步加速物质传递，在较低的温度下完成致密化过程。
常用的低熔点烧结助剂包括：
（1）低熔点氧化物，如B2O3、CuO、Bi2O3、Li2CO3、V2O5等；
（2）低熔点玻璃ZnO-B2O3、Li2O-ZnO-B2O3、ZnO-B2O3-SiO2、PbO-B2O3-SiO2等。
要想降低烧结温度，尽管除了采用“玻璃+陶瓷”复合体系和添加烧结助剂外，还有添加纳米粉末和采用化学法制取粉料以提高陶瓷粉体的表面活性等方法。但采用烧结助剂来降低烧结温度的方法无疑是最简便，最高效的，它在整个电子陶瓷的制备领域也越来越受到研究者们的重视。
中国粉体网将在郑州举办“2021第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”。届时，来自赣州中瓷科技有限公司的研发总监缪锡根先生带来题为《电子玻璃粉及复合瓷粉的研究与产业化》的报告。多年来，缪总开发了多种介电损耗低，助烧效果好的介电玻璃粉，并实现了小批量产业化和销售，同时基于已开发的玻璃粉，缪总进一步开发了可制备高频电容器的LTCC复合瓷粉和可用作芯片封装陶瓷基座的HTCC黑刚玉瓷粉。在本次报告中，缪总将面对面与参会人员分享他个人多年的电子玻璃/陶瓷粉研发经验。（鉴于当前防控需要，原定于2021年8月13-14日在郑州喆鹏酒店举办的“第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”将延期举办，计划参会的单位可以联系会务组，具体举办日期主办方确定后将第一时间通知您！）
专家简介：
缪锡根，目前担任赣州中瓷科技有限公司研发总监。
1）1988-1991英国伯明翰大学冶金与材料系攻读博士学位；
2）2000-2005新加坡南洋理工大学担任助理教授、博导；
3）2005-2010澳大利亚昆士兰理工大学担任副教授、博导；
4）2011-2014深圳市“孔雀计划”创新团队-高层次人才。
至今已发表了105篇学术论文，其中有2篇发表在影响因子为10以上的国际期刊上，文章被引用次数共计1600之多；申报了131个发明专利，其中有8个授权国际专利，99个授权中国专利；开发了近10种新材料产品，已产生了上千万元的经济效益。
参考来源：
[1]王成等.低固有烧结温度LTCC微波介质陶瓷研究进展
[2]郑琼娜等.低温共烧陶瓷材料及其制备工艺
[3]吕学鹏等.微波介质陶瓷低温共烧技术的研究进展
（中国粉体网编辑整理/山川）
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