低溫共燒玻璃陶瓷復(fù)合材料的制備及性能.pdf

1、根據(jù)國內(nèi)外電子封裝對低溫共燒陶瓷基板材料的性能要求,本文采用 X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、阻抗分析儀、熱膨脹系數(shù)測試儀、熱導(dǎo)率測試儀、抗折強度測試儀、顯微硬度儀等分析測試設(shè)備,系統(tǒng)研究了新型系列玻璃/陶瓷復(fù)合材料的組成、燒結(jié)工藝與燒結(jié)性能、相組成、介電性能、熱膨脹系數(shù)、顯微硬度之間的內(nèi)在關(guān)系;詳細研究了 AlN引入量、熱壓工藝和燒結(jié)、熱學(xué)性能、顯微組織與力學(xué)性能的影響規(guī)律。主要結(jié)果如下:
　　系統(tǒng)研究了硼玻璃/硼酸鋁陶瓷復(fù)合材

2、料的組成和物理性能的關(guān)系。復(fù)合材料的介電常數(shù)、熱膨脹系數(shù)和顯微硬度隨陶瓷含量的增加而增加,而介電損耗隨之減小。燒結(jié)中石英和方石英的析出增加了材料的膨脹系數(shù),但對材料的介電性能影響不大。硼酸鋁對石英和方石英的析出有很強的抑制作用,并對復(fù)合材料的介電和熱膨脹性能有益。添加10vol％硼酸鋁能完全抑制硼玻璃/硼酸鋁復(fù)合材料中石英和方石英的析出。700-1000℃制備的復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合性能,能夠用于電子封裝領(lǐng)域。
　　探討了硼玻璃/

3、硅灰石陶瓷復(fù)合材料的組成和物理性能的關(guān)系。復(fù)合材料的介電常數(shù)和顯微硬度隨陶瓷含量的增加而增加。燒結(jié)中方石英的析出增大了材料的膨脹系數(shù),但對材料的介電性能影響不大。隨著燒結(jié)溫度的增高,方石英析出量都有較大的增加,增大了復(fù)合材料的膨脹系數(shù)。
　　采用真空熱壓法低溫(≤1000℃)制備出AlN/堇青石玻璃陶瓷復(fù)合材料。詳細研究了AlN及熱壓工藝對AlN/堇青石玻璃陶瓷復(fù)合材料燒結(jié)特性、介電性能、熱學(xué)性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨Al

4、N含量的增加,復(fù)合材料的致密度略有下降,介電常數(shù)和介電損耗逐漸增加。隨熱壓溫度提高,相對密度明顯增加,介電常數(shù)和介電損耗都降低。增加保溫時間可提高致密度。熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率隨 AlN的增加而增加。AlN引入量不同的樣品表現(xiàn)出不同的導(dǎo)熱特性?？拐蹚姸群蛿嗔秧g性隨 AlN的增加逐漸增加。當(dāng) AlN引入量為40%時,抗折強度和斷裂韌性都達到最大值,分別從基體的117MPa和1.27MPa.m1/2提高到212MPa和3.04MPa.m1/2。