LTCC基板用堇青石微晶玻璃的制備與流延工藝研究.pdf

1、低溫共燒陶瓷（LTCC，Low Temperature Cofired Ceramics）技術(shù)是電子封裝領(lǐng)域中發(fā)展最快，優(yōu)勢(shì)最明顯的一個(gè)分支，作為此技術(shù)的核心部分，LTCC基板材料的研究始終得到眾多研究者的關(guān)注。而在眾多的材料體系中，微晶玻璃體系以其性能的可調(diào)控性與良好的熱穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注。
　　本論文選用非化學(xué)計(jì)量比的堇青石微晶玻璃為研究對(duì)象，以MgF2、TiO2、P2O5、CeO2為晶核劑，用燒結(jié)法制備堇青石微晶玻璃。采用差

2、熱分析、X射線衍射、掃描電子顯微鏡、熱膨脹系數(shù)測(cè)試、阻抗分析等現(xiàn)代先進(jìn)材料研究與表征方法，系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度與MgF2的加入量對(duì)微晶玻璃的析晶特性、相組成與相轉(zhuǎn)變、燒結(jié)特性、熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)與介電損耗的影響，詳細(xì)探究了晶核劑TiO2、P2O5、CeO2對(duì)材料析晶特性及相轉(zhuǎn)變的影響，對(duì)流延工藝進(jìn)行了一定的探究結(jié)果表明:
　　F的引入大幅降低了體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與析晶峰值溫度，能夠在較低溫度下燒結(jié)致密化，并促進(jìn)α堇青石的析出。單

3、純通過提高燒結(jié)溫度也可以起到同樣的效果。F的引入能通過影響體系析晶的種類和數(shù)量而影響微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)，燒結(jié)溫度則可以影響堇青石的結(jié)晶性進(jìn)而影響其熱膨脹系數(shù)，所以通過改變F的含量與燒結(jié)溫度可以實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)在一定范圍內(nèi)的調(diào)整。樣品的介電性能受晶相組成及燒結(jié)致密程度的影響，含F(xiàn)量過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致介電損耗激增。MgF2添加量為8 wt％的樣品可以在850℃下實(shí)現(xiàn)燒結(jié)致密化，熱膨脹系數(shù)為3.48×10-6K-1(25-600℃)，介電常數(shù)為5.

4、2，介電損耗為0.0032，有望用于低溫共燒陶瓷基板材料。
　　詳細(xì)探究了晶核劑TiO2、P2O5、CeO2對(duì)材料析晶特性及相轉(zhuǎn)變的影響。結(jié)果表明少量TiO2或CeO2的引入有助于α堇青石的析出，過多時(shí)則會(huì)抑制α堇青石的析出。摻1 wt％ TiO2或CeO2的樣品熱膨脹系數(shù)小，與硅匹配，介電性能也在合適范圍內(nèi)，有望用于LTCC電路基板材料。而P2O5的加入不利于α堇青石的析出，且樣品介電損耗過大，不適合用于電子封裝領(lǐng)域。