低溫共燒陶瓷的結(jié)晶、多孔化和粉體合成.pdf

1、LTCC可用于多層電子元件和模塊的制造，具有優(yōu)良的電學(xué)和力學(xué)性能，滿足低頻、數(shù)字、射頻和微波器件的多芯片組裝或單芯片封裝的技術(shù)要求。
　　 本課題分別對LTCC(A6M)的結(jié)晶、多孔性進(jìn)行了研究，并探討了LTCC微波介質(zhì)材料的合成。
　　 CaO-B203-Si02微晶玻璃陶瓷的結(jié)晶。CaO-B203-Si02微晶玻璃在830℃，850℃和870℃的熱處理下可以形成穩(wěn)定的CaSi03和Cal204結(jié)晶相。盡管納米晶核Ca

2、Si03和CaB204在生瓷片中已預(yù)先存在，但是LTCC成核速率并不為零。DSC數(shù)據(jù)顯示成核速率與溫度密切相關(guān)，而且最大值發(fā)生在850℃。晶粒大小與時間的關(guān)系顯示晶粒生長受擴(kuò)散控制。晶粒大小分布最窄的曲線對對應(yīng)的燒結(jié)溫度為850℃，這說明高成核速率對形成晶粒分布均勻的顯微結(jié)構(gòu)是至關(guān)重要的。晶粒的粒子數(shù)密度在850℃時達(dá)到最大，使得結(jié)晶區(qū)域內(nèi)晶粒間的距離及粒徑最小。結(jié)晶相分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高一直變大。燒結(jié)溫度830℃、850℃和870℃所對

3、應(yīng)的結(jié)晶相分?jǐn)?shù)分別為0.48、0.54和0.69。
　　 19％的NaOH水溶液，可以選擇性地將LTCC中的玻璃相和CaB204腐蝕掉，使其形成只含有硅灰石(CaSi03)多孔層。表面反應(yīng)活化能為111 KJ/mol。腐蝕溫度低于40℃時，腐蝕為反應(yīng)控制。隨著溫度升高，表面反應(yīng)速率接近于傳質(zhì)速率，這時腐蝕過程對溫度變化的敏感度降低。隨著多孔層深度的變大，傳質(zhì)速率越來越小，腐蝕表現(xiàn)為擴(kuò)散控制。經(jīng)過腐蝕，多孔層氣孔率為45.9％。根

4、據(jù)MG混合定律，估算出多孔層介電常數(shù)與介質(zhì)損耗分別為2.52-3.25和6.1×10-4～lO×l0-4，明顯低于腐蝕前LTCC的介電常數(shù)5.9和介質(zhì)損耗20×10-4。
　　 采用融鹽法合成出BaNd2Ti4012粉體，當(dāng)BaC03，Nd203，Ti02原料按摩爾比1:1:4混合，BaNd2Ti4012與KCI的質(zhì)量比為1.09:1時，在1000℃下煅燒保溫15小時，可生成較純的單相BaNd2Ti4012，BaNd2Ti40i