硼酸鋅陶瓷制備及微波介電性能研究.pdf

1、電子技術(shù)快速的發(fā)展,對(duì)封裝技術(shù)的要求越來(lái)越高。低溫共燒陶瓷技術(shù)(Low Temperature Cofired Ceramic,LTCC)在信息時(shí)代為各種電子系統(tǒng)在小型化、輕量化方面提供較好的解決方案。LTCC基板作為新型的組裝基板,已經(jīng)被認(rèn)為將來(lái)是無(wú)源集成的主流技術(shù)。因此研究LTCC技術(shù)有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備硼酸鋅陶瓷粉末并制備成硼酸鋅陶瓷,并且研究了硼酸鋅陶瓷的微波介電性能、流延成型以及

2、與銀的共燒性。本文首先研究 ZnO和B2O3的組成比例、燒結(jié)溫度及保溫時(shí)間對(duì)硼酸鋅陶瓷的燒結(jié)特性、晶相組成以及微波介電性能的影響。采用X射線衍射和掃描電鏡來(lái)研究樣品的顯微結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)組分,用網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)量樣品的微波介電性能。實(shí)驗(yàn)研究表明:硼酸鋅陶瓷與銀在共燒時(shí)不發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)ZnO的含量為71.429mol％時(shí),其能夠得到好的燒結(jié)特性和微波介電性能。其在950℃燒結(jié)3小時(shí)時(shí)表現(xiàn)出的微波介電性能為:εr～6.9,Q×f～20000GHz(@

3、6.32GHz)。并且該組成的硼酸鋅陶瓷在950～1000℃燒結(jié)3小時(shí)能夠形成致密化的陶瓷。XRD顯示得到的致密的陶瓷的主晶相是3ZnO·B2O3相,其是單斜晶體結(jié)構(gòu)。故將該組成的制備成的硼酸鋅陶瓷稱為3ZnO·B2O3陶瓷。3ZnO·B2O3陶瓷樣品在燒結(jié)溫度為955℃,保溫時(shí)間為一個(gè)小時(shí)時(shí),其表現(xiàn)出的微波介電性能為:εr～6.9,Q×f～20647GHz(@6.35GHz),τf～-80 ppm/℃。在燒結(jié)溫度為955℃時(shí),陶瓷樣品

4、的密度、相對(duì)介電常數(shù)以及Q×f都在保溫時(shí)間為1h時(shí)達(dá)到它們的平臺(tái)值。
　　流延成型工藝中,選取3ZnO·B2O3陶瓷作為流延的陶瓷粉料。調(diào)節(jié)流延配方中有機(jī)溶劑的含量來(lái)完成流延。研究3ZnO·B2O3陶瓷的流延后膜片的燒結(jié)特性和與銀的共燒性。同時(shí),3ZnO·B2O3系陶瓷在與共燒時(shí)不與銀產(chǎn)生反應(yīng),這就說(shuō)明3ZnO·B2O3系陶瓷適合用于LTCC基板材料。在流延成型時(shí),當(dāng)陶瓷粉料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為52.625％時(shí),能夠得到較好的流延膜片。