摻雜鈣硼硅微晶玻璃制備及性能研究.pdf

1、隨著現代電子信息技術的快速發(fā)展，要求電子設備向高集成、高穩(wěn)定、低損耗的方向發(fā)展，對應用于電子封裝技術中的LTCC基板材料提出更高要求。以開發(fā)符合市場需求的LTCC基板材料作為導向，探索新型材料體系和改性現有體系成為當今研究的熱點。
　　CaO-B2O3-SiO2系(CBS)微晶玻璃具有相對介電常數低、介電損耗小、和硅芯片熱膨脹系數相近、以及和金屬漿料匹配性良好、能夠減少高頻信號馳豫等特點，被廣泛應用在微電子封裝領域中。然而，CBS

2、系微晶玻璃仍存在燒結致密性不足、燒結溫度較高等問題，有待進一步研究。本文通過摻雜改性的方法，降低CBS玻璃燒結溫度，提升致密性;探尋不同添加劑提升CBS微晶玻璃致密性的機理，揭示添加劑對CBS玻璃相組成、微觀結構及各種性能的影響規(guī)律;引入高熱導材料AlN對CBS玻璃熱導率進行改性，研究了AlN對CBS玻璃致密性和熱導率的影響規(guī)律，并采用摻雜助劑提高AlN+CBS復合材料致密性。
　　（一）研究了ZrO2摻雜的CBS微晶玻璃結構和性

3、能。結果表明:適量的ZrO2可以降低CBS玻璃析晶溫度，使其在770℃析出α-CaSiO3。ZrO2作為網絡中間體氧化物可降低玻璃粘度，促進燒結致密。當wt(ZrO2)小于7wt％，ZrO2添加量增加有利于各項性能的改善;wt(ZrO2)大于7wt％，由于玻璃網絡中間體數量增加，導致體積電阻率、介電強度和熱導率稍有下降。
　?。ǘ┭芯苛薃l2O3摻雜的CBS微晶玻璃結構和性能。結果表明:Al2O3可抑制β-CaSiO3的析出，使

4、β-CaSiO3相向α-CaSiO3相轉變，Al2O3在玻璃中以[AlO4]四面體和[AlO3]3-八面體形式存在。燒結特性與各項性能與添加量和燒結條件密切相關。適量Al2O3降低CBS玻璃粘度，提高燒結致密性，降低燒結溫度，有效控制[AlO3]3-八面體數量，防止介質損耗增大。wt(Al2O3)=5％的CBS玻璃在800℃燒結30min后得到樣品的各項性能最優(yōu)。
　　（三）研究了CBS+AlN復合材料的結構和性能。結果表明:Al