低溫?zé)Y(jié)鈣硼硅系復(fù)相玻璃陶瓷性能研究.pdf

1、隨著微電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電子封裝提出了更高的要求。僅靠各類元器件的小型化、引腳節(jié)距的微細(xì)化尚不能實現(xiàn)真正意義上的高密度封裝。需要在基板的材料、結(jié)構(gòu)、制作方法及性能上有所突破。低溫共燒陶瓷材料的共燒溫度一般在800-950℃之間，可以采用高導(dǎo)電率的金屬作為多層布線的導(dǎo)體材料，與內(nèi)埋釕系電阻、電容一次燒成，近年來受到廣泛關(guān)注。
　　 本論文以低介電常數(shù)、低介電損耗和低燒結(jié)溫度的鈣硼硅(CaO-B2O3-SiO2，簡稱CBS)

2、系低溫共燒陶瓷為研究對象。首先在確定玻璃熔制工藝基礎(chǔ)上，研究了硼硅玻璃(B2O3-SiO2，簡稱BSG)對CBS玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響。采用正交實驗研究有機(jī)添加劑對漿料和生料帶性能的影響，制備了穩(wěn)定的流延漿料并獲得大面積、平整、光滑、厚度可控的生料帶。最后探討了生料帶在燒結(jié)過程中的排膠、收縮特性和低頻、微波頻率的介電性能，為材料的實用化奠定了基礎(chǔ)。
　　 針對鈣硼硅純?nèi)Ａг嚇訜Y(jié)溫度高、燒結(jié)溫度范圍較窄和燒結(jié)后容易變形的缺

3、點(diǎn)，采用引入第二相BSG玻璃，系統(tǒng)研究了CBS/BSG復(fù)相玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能。BSG玻璃的添加量大于20wt％時，可以使體系的燒結(jié)溫度降低到900℃以下，在30wt％-50wt％的BSG玻璃添加范圍內(nèi)，兩相玻璃均具有良好的相容性，BSG玻璃的引入使體系中低介電常數(shù)，高熱膨脹系數(shù)的α-石英增多，體系的介電常數(shù)降低，實現(xiàn)介電常數(shù)在5.60-6.20范圍內(nèi)可調(diào)，但添加50wt％BSG玻璃的試樣熱膨脹系數(shù)增大到10.4×10-6·C-1，絕緣

4、電阻率下降，物理性能惡化。
　　 選用31wt％乙醇、13wt二甲苯和56wt％異丙醇作為混合溶劑體系，相對玻璃粉料加入2wt％蓖麻油作為分散劑可以有效地改善粉料在有機(jī)媒介中的流變特性；正交實驗結(jié)果表明固含量是影響漿料粘度的主要因素，生坯密度與所考慮的各因素及其交互作用無密切關(guān)系，PVB和DBP的交互作用及固含量對生料帶從流延機(jī)上剝離影響較大。固含量為50wt％，相對CBS/BSG復(fù)合玻璃粉添加2wt％蓖麻油、7.5wt％PVB

5、、4.5wt％DBP時，制備的漿料粘度為2.1Pa·s，生坯體積密度可達(dá)1.60g·cm-3，生料帶的卷曲半徑約1mm，且生料帶較容易從流延機(jī)上剝離。生料帶上、下表面的顆粒分布均勻且結(jié)構(gòu)致密。
　　 將生料帶以1℃·min-1升溫到450℃保溫2h，繼續(xù)升溫到550℃，可保證排膠完全且素坯平整。生料帶開始收縮溫度約為650℃，與銀導(dǎo)體的開始收縮溫度400-600℃較接近。燒結(jié)收縮率隨升溫速度增加而降低；在31-124MPa范圍內(nèi)