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随着现代电子信息技术的快速发展,要求电子设备向高集成、高稳定、低损耗的方向发展,对应用于电子封装技术中的LTCC基板材料提出更高要求。以开发符合市场需求的LTCC基板材料作为导向,探索新型材料体系和改性现有体系成为当今研究的热点。CaO-B2O3-SiO2系(CBS)微晶玻璃具有相对介电常数低、介电损耗小、和硅芯片热膨胀系数相近、以及和金属浆料匹配性良好、能够减少高频信号驰豫等特点,被广泛应用在微电子封装领域中。然而,CBS系微晶玻璃仍存在烧结致密性不足、烧结温度较高等问题,有待进一步研究。本文通过掺杂改性的方法,降低CBS玻璃烧结温度,提升致密性;探寻不同添加剂提升CBS微晶玻璃致密性的机理,揭示添加剂对CBS玻璃相组成、微观结构及各种性能的影响规律;引入高热导材料AlN对CBS玻璃热导率进行改性,研究了AlN对CBS玻璃致密性和热导率的影响规律,并采用掺杂助剂提高AlN+CBS复合材料致密性。(一)研究了ZrO2掺杂的CBS微晶玻璃结构和性能。结果表明:适量的ZrO2可以降低CBS玻璃析晶温度,使其在770℃析出α-CaSiO3。ZrO2作为网络中间体氧化物可降低玻璃粘度,促进烧结致密。当wt(ZrO2)小于7wt%, ZrO2添加量增加有利于各项性能的改善;wt(ZrO2)大于7wt%,由于玻璃网络中间体数量增加,导致体积电阻率、介电强度和热导率稍有下降。(二)研究了Al2O3掺杂的CBS微晶玻璃结构和性能。结果表明:Al2O3可抑制β-CaSiO3的析出,使β-CaSiO3相向α-CaSiO3相转变,Al2O3在玻璃中以[AlO4]四面体和[AlO3]3-八面体形式存在。烧结特性与各项性能与添加量和烧结条件密切相关。适量Al2O3降低CBS玻璃粘度,提高烧结致密性,降低烧结温度,有效控制[AlO3]3-八面体数量,防止介质损耗增大。wt(Al2O3)=5%的CBS玻璃在800℃烧结30min后得到样品的各项性能最优。(三)研究了CBS+AlN复合材料的结构和性能。结果表明:AlN可改变CBS析晶行为,随AlN含量增加,β-CaSiO3和Ca2SiO4转变为CaAl2Si2O8相。50wt%AlN+50wt%CBS在900℃烧结30min的样品致密性最好。因受到致密性影响,AlN提高热导率程度有限。适量引入LiF和Al2O3可提升CBS+AlN复合材料致密性,但LiF使试样介电损耗急剧增大。