钙铝硼硅/氧化铝玻璃陶瓷性能研究

摘要

随着电子信息技术的迅猛发展,电子元器件向集成化和高稳定化方向发展,适用于电子元器件高密度集成和组装的LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics)技术的重要性日益凸显。作为LTCC技术的关键部件,LTCC基板需满足低介电常数、低介电损耗、高抗弯强度等要求,以适应高效的信号传输和高布线密度。钙铝硼硅/氧化铝玻璃陶瓷在满足上述要求的同时,还具有无铅环保的特点,成为现阶段的研究热点之一。
　　本文以钙铝硼硅/氧化铝玻璃陶瓷为研究对象,分别制备了晶化玻璃陶瓷和非晶化玻璃陶瓷,研究其微观结构、物相组成、介电性能及抗弯强度等性能。
　　针对晶化玻璃陶瓷,首先研究了玻璃组分和玻璃粒径对玻璃陶瓷性能的影响,发现当玻璃组分中CaO/Al2O3为1.67,玻璃粒径为1.58μm时,玻璃陶瓷性能最佳:致密温度为875℃,介电常数为7.88,介电损耗为0.0011,抗弯强度为161Mpa。为进一步优化玻璃陶瓷性能,研究了不同氧化铝含量和氧化铝粒径对材料微观结构、介电性能和力学性能的影响,发现当氧化铝含量为50wt％,氧化铝粒径为2.6μm时,玻璃陶瓷的介电性能最好:介电常数为7.88,介电损耗为0.0011;氧化铝粒径为4.7μm时,玻璃陶瓷的抗弯强度最高为174MPa。
　　针对非晶化玻璃陶瓷,本文研究了氧化铝含量和玻璃组分对玻璃陶瓷性能的影响。结果表明:当氧化铝含量为50wt%且玻璃组分中SiO2/B2O3为3.34时,玻璃陶瓷可在875℃致密烧结,介电常数为7.24,介电损耗为0.0032,抗弯强度为187Mpa。将该实验结果与三种商业化产品进行对比,发现自制样品的致密度和成分均匀性上欠佳,有待在实验配方和工艺上进行深入研究和进一步改进。

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1 绪论

1.1引言

1.2 LTCC技术概述

1.3 LTCC基板材料的研究现状

1.4 课题的提出与研究内容

2 玻璃对晶化玻璃陶瓷性能的影响

2.1引言

2.2实验过程和方法

2.3 玻璃组分对玻璃陶瓷性能的影响

2.4 玻璃粒径对玻璃陶瓷性能的影响

2.5 本章小结

3 氧化铝对晶化玻璃陶瓷性能的影响

3.1引言

3.2氧化铝含量对玻璃陶瓷性能的影响

3.3 氧化铝粒径对玻璃陶瓷性能的影响

3.4 本章小结

4 非晶化钙铝硼硅/氧化铝玻璃陶瓷的研究

4.1 引言

4.2 氧化铝含量对玻璃陶瓷性能影响

4.3 玻璃组分对玻璃陶瓷性能的影响

4.4 与市场上同类产品对比

4.5 本章小结

5 总结和展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文