电子信息产业的迅猛发展带动着电子封装技术的进步,这对于电子封装材料的要求也逐步提高。针对芯片二级封装中,需要避免基板材料与印刷电路板之间的热膨胀系数差异引起的热失配,从而提高封装系统的稳定性。CaAlSi玻璃陶瓷结合了优良的力学、介电和热性能,一直以来都是重要的封装材料。本论文的研究基于CaAlSi系玻璃陶瓷,为得到综合性能更好的芯片二级封装材料,系统探究了氧化物掺杂对样品的晶相组成、显微结构以及综合性能的影响。研究表明,掺入1wt%的CeO2促使了石英向方石英的相转变,热膨胀系数随之提高到12.1×10-6/℃。同时力学性能有了显著的提升,其抗弯强度、杨氏模量和显微硬度分别达到205MPa、78GPa和7.09GPa。当Gd2O3掺杂量为0.1wt%,抑制方石英相的生成使得热膨胀系数有所降低,且优化了热膨胀曲线的稳定性。同时促进了结晶相的生长,有利于力学性能的提升。随着Yb2O3掺杂量逐渐提高,样品的晶相含量发生改变且结晶度明显提升,同时致密性提高也逐渐改善了力学和介电性能。在其掺杂量达到2wt%时,样品性能为最优值。当引入碱土金属氧化物Mg O含量为6wt%时,样品中生成一种新结晶相（透辉石）,明显提高了结晶度和密度,力学和介电性能都有所提升,基本满足二级封装的要求。最后,依据各种理论模型对于CaAlSi系玻璃陶瓷的热膨胀系数、结晶和烧结行为进行了深入研究。对于Mg O掺杂玻璃陶瓷样品构建热膨胀系数模型,得到理论计算值,发现实测值相差较小并呈现了相同变化趋势,说明此模型较好的反应了CaAlSi玻璃陶瓷热膨胀系数的内在规律,为进一步优化材料热膨胀系数提供了理论指导。根据非等温析晶动力学模型,计算了CeO2掺杂样品的析晶活化能和析晶指数,发现CeO2可以降低玻璃陶瓷的析晶活化能,促进样品析晶,但是没有改变其析晶机制,仍属于表面析晶。按照等温烧结动力学理论模型对CeO2掺杂样品的烧结过程进行研究,表明CeO2可以促进样品的烧结,降低体系的烧结激活能。