AlN/SiO_2-B_2O_3-ZnO-Bi_2O_3低温共烧玻璃陶瓷

制备了SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃,并且与AlN液相烧结得到低温共烧玻璃陶瓷。分析了样品的相结构、形貌、介电常数、介质损耗、热导率和热膨胀系数等性能。结果表明:AlN与SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃在950℃能够很好地烧结。该陶瓷的性能取决于烧结体的致密度和玻璃含量,当w(玻璃)为40%~60%时,陶瓷具有较低的ε(r3.5~4.8)和tanδ[(0.13~0.48)×10–2]、较高的λ[5.1~9.3 W/(m.K)]以及与Si相接近的αl[(2.6~2.8)×10–6.K–1],适用于低温共烧基板材料。     

AIN／SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3低温共烧玻璃陶瓷

制备了SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃,并且与AlN液相烧结得到低温共烧玻璃陶瓷.分析了样品的相结构、形貌、介电常数、介质损耗、热导率和热膨胀系数等性能.结果表明AlN与SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃在950℃能够很好地烧结.该陶瓷的性能取决于烧结体的致密度和玻璃含量,当w(玻璃)为40%～60%时,陶瓷具有较低的εr(3.5～4.8)和tan δ[(0.13～0.48)×10-2]、较高的λ[5.1～9.3 W/(m·K)]以及与Si相接近的αl(2.6～2.8)×1-6·K-1],适用于低温共烧基板材料.     

A_3B_2C_3O_(12)型石榴石结构微波介质陶瓷的研究进展

立方石榴石结构的A_3B_2C_3O_(12)陶瓷是一类结构多样、性能可调的微波材料体系,目前对该体系的研究已取得初步成果,获得了一批性能优异的陶瓷材料。A_3B_2C_3O_(12)石榴石型陶瓷具有独特的结构特征和介电性能,本文以烧结温度为分类标准将其分为高温型和低温型,高温型主要包括Ga基石榴石型陶瓷,烧结温度一般偏高,在1500℃以上,低温型以钒酸盐为主,烧结温度低于961℃,部分陶瓷可以与Ag电极共烧应用于LTCC技术。总结了不同离子占位、离子取代和A位缺位对材料介电性能的影响,最后对钒酸盐基石榴石微波介质陶瓷的研究方向进行了展望。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

Al2O3系微波介质陶瓷的流延制备及低温烧结研究

为了获得低温烧结的微波介质陶瓷,该文采用固相法制备了Al₂O₃-SiO₂-(Li₂O-B₂O₃-SiO₂-CaO-Al₂O₃)系微波介质陶瓷粉体,并添加聚乙烯醇缩丁醛、丙三醇、鲱鱼油、乙醇、乙酸乙酯等配成料浆,利用流延成型技术获得微波介质膜带。对不同配比下制备的膜带表面形貌进行扫描电子显微镜(SEM)观察分析,结果表明,当质量比m(粉体)∶m(PVB)∶m(丙三醇)∶m(鲱鱼油)∶m(乙醇+乙酸乙酯)=25∶15∶2∶1∶7时,膜带样品的表面颗粒分布更均匀。测量不同温度下该膜带样品的烧结密度及烧结收缩率,得到在870℃时膜带样品的密度及收缩率达到最大。此外,对膜带样品与Ag电极共烧后的断面形貌进行了扫描电子显微镜(SEM)观察分析,结果表明,在870℃下,流延膜带与Ag电极共烧良好。     

低温共烧玻璃陶瓷基板材料的研究

在多层互连基板中，基板材料的介电常数直接影响器件信号的传输速度。本文研究了低温共烧多层基板中玻璃陶瓷材料的填充介质及玻璃介质与基板介电常数以及烧结温度等性能的关系。     

低温烧结介质基板材料研究进展

从陶瓷基介质材料和微晶玻璃基介质材料两个方面进行综述,介绍了几种低温烧结介质基板材料的国内外研究进展,研究了低温烧结介质基板材料与内电极的异相匹配共烧的重要性,探讨了低温烧结介质基板材料主要存在的问题和发展趋势。     

低温共烧陶瓷基板制备技术研究进展

对LTCC (低温共烧陶瓷 )技术的特点及应用作了评述。对目前已研究和使用过的低介电常数和低烧结温度基板材料及综合性能 ,流延浆料有机添加剂进行了对比分析。描述了流延工艺过程和烧结过程。由于对基板材料选择的任意性 ,现有流变学模型的局限性 ,以及低温液相烧结动力学过程机理尚不清晰 ,因此完整清晰地揭示LTCC工艺的物理化学过程仍需作很多工作。     

低固有烧结温度LTCC微波介质陶瓷研究进展

为了满足现代微波通信器件小型化和集成化发展的要求,必须开发出烧结温度低且能与Ag、Cu等价廉金属电极实现共烧兼容的微波介质陶瓷体系。重点介绍了Li基、Bi基、钨酸盐、磷酸盐和碲酸盐等低固有烧结温度的微波介质陶瓷体系,并总结了其在低温共烧陶瓷方面的研究进展。     

掺BCB低温共烧ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了BaCu(B2O5)(BCB)对ZnNb2O6 微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,BCB 玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能有效的使ZnNb2O6 陶瓷的烧结温度降低至875℃,随着BCB含量的增多,样品中出现了第二相.w(BCB)=3%的ZnNb2O6 陶瓷在875℃保温4 h,获得优异的综合介电性能,即介电常数εr=23.4,品质因数与频率的乘积Q×f=13 230 GHz,谐振频率温度系数τr,=-78.41×10-6/℃,与Ag共烧研究表明,ZnNb2O6 陶瓷与Ag电极化学兼容性较好,未发生明显的扩散反应现象,可作为一种新型的低温烧结微波介质陶瓷用于多层微波器件的制作.     

CaO对MgO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃烧结和性能的影响

研究了氧化钙对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃烧结特性和性能的影响。结果表明:氧化钙替代氧化镁能够促进微晶玻璃粉体的烧结致密化,影响玻璃的晶化特性、介电性能和热膨胀特性。随着氧化钙量的增加,样品的介电常数和热膨胀系数增加,但其介质损耗呈现先减小后稍微增加的趋势。含3%CaO(质量分数)的样品可在900℃烧结致密化,并具有低的εr(5.4)、低的tgδ(≤0.13×10-2)和低的α(3.55×10-6℃-1),是一种有应用前景的低温共烧陶瓷基板材料。     

低温共烧陶瓷(LTCC)介质的材料科学与设计策略

低温共烧陶瓷(LTCC)介质是无源集成和系统级封装技术的关键材料。由于烧结工艺上的特殊要求,这类材料具有较传统电子陶瓷更复杂的显微结构,在材料的设计上难度更大。从材料的组成、结构、形成机制及其性质之间的关系出发,分析了探索新型LTCC介质材料的关键因素和设计策略,并通过对以作者研究组成功设计出的新型低介电常数LTCC材料——硅铝氟氧化物基LTCC介质为典型案例的剖析,论证了基于材料科学的基本原理实现对LTCC介质进行设计的可行性。     

微晶玻璃基吸波涂层材料的介电性能研究

吸波涂层大部分是以有机材料为载体,在其中添加导体(如W,Mo)或半导体材料(如SiC,TiC,TiO2),然而,有机载体的高温耐受温度不超过200℃,高温热稳定性很差。一般无机材料的高温耐受性较好,其中研究较多的几种材料包括TiC、TiO2以及通过不同手段制备的SiC等。为了提高吸波涂层的耐热性能,文中实验采用Mg-Al-Si系微晶玻璃作为基体材料,通过向微晶玻璃中加入不同吸波介质材料,包括含量相同的TiC、TiO2以及干法制备的SiC和通过湿法制备的SiC;对比了相同含量,不同吸波材料的介电性能;探究了作为吸波涂层材料吸波能力较强的介质材料。结果表明:TiC在X波段和Ku波段的吸波能力都较为突出,并且比不同制备方式的SiC的吸波能力强。通过显微结构的表征发现,在微晶玻璃中的TiC材料分布均匀,颗粒细小,有利于材料吸波。经过测试,试验制得的样品可在800℃的空气中反复使用,介电性能无明显变化,具有较好的的高温热稳定性和抗氧化性。     

高膨胀系数玻璃-陶瓷复合材料的性能研究

选用具有良好介电性能和膨胀性能的硼硅酸盐(SiO2-BaO-B2O3-Al2O3)和石英,采用固相法合成了一系列具有高热膨胀系数的玻璃-陶瓷复合材料,并对这些复合材料进行了XRD、SEM分析,及其热、力、电性能的测试。结果表明:所制复合材料的热膨胀系数和弯曲强度随着石英含量的增加而增大,其相对介电常数则随之减小。石英质量分数为40%的复合材料在980℃烧结时,析出了大量的方石英相,复合材料的热膨胀系数增大。最终制备的复合材料具有高的热膨胀系数[(10.3～25.5)×10-6/℃]、较高的弯曲强度(146MPa)、较低的相对介电常数(5.6～6.4)及介电损耗(0.10%～0.30%)。     

304不锈钢基片用绝缘介质浆料的研制

选用BaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃为主要成分,研制出适用于304不锈钢基片的介质浆料。通过丝网印刷、烘干和烧结,能够为304不锈钢基片提供可靠的介质层。介质层厚度达到70 mm以上时,其击穿电压不低于2 100 V,完全满足大功率厚膜电路对基片绝缘性能的要求。     

MLCC制造中产生内部开裂的研究

从内电极设计、内浆(内电极浆料)的选择、内电极干燥工艺等方面对MLCC内部开裂的原因进行了深入研究,结果表明,通过测试瓷膜与内浆的热收缩曲线,选择收缩率相接近的瓷膜与内浆来制作MLCC;调试选用合适的内电极干燥温度、时间;改变内电极设计,在产品中间层加一个厚度2～5倍于其它介质厚度的不错位夹层,MLCC内部开裂几率由原来的5.1%下降到目前的0.38%。     

High Electric Field Carrier Transport and Power Dissipation in Multilayer Black Phosphorus Field Effect Transistor with Dielectric Engineering

This study addresses high electric field transport in multilayer black phosphorus (BP) field effect transistors with self‐heating and thermal spreading by dielectric engineering. Interestingly, a multilayer BP device on a SiO₂ substrate exhibits a maximum current density of 3.3 × 10¹⁰ A m^?2 at an electric field of 5.58 MV m^?1, several times higher than multilayer MoS₂. The breakdown thermometry analysis reveals that self‐heating is impeded along the BP–dielectric interface, resulting in a thermal plateau inside the channel and eventual Joule breakdown. Using a size‐dependent electro‐thermal transport model, an interfacial thermal conductance of 1–10 MW m^?2 K^?1 is extracted for the BP–dielectric interfaces. By using hexagonal boron nitride (hBN) as a dielectric material for BP instead of thermally resistive SiO₂ (κ ≈ 1.4 W m^?1 K^?1), a threefold increase in breakdown power density and a relatively higher electric field endurance is obtained together with efficient and homogenous thermal spreading because hBN has superior structural and thermal compatibility with BP. The authors further confirm the results based on micro‐Raman spectroscopy and atomic force microscopy, and observe that BP devices on hBN exhibit centrally localized hotspots with a breakdown temperature of 600 K, while the BP devices on SiO₂ exhibit hotspots in the vicinity of the electrode at 520 K.     

高储能密度玻璃-陶瓷电容器内电极的研究

采用Na2O-PbO-Nb2O5-SiO2体系玻璃-陶瓷作为绝缘介质,以磁控溅射镀膜技术先在玻璃-陶瓷层表面形成金属膜,再用丝网印刷技术在金属膜上涂覆银浆形成组合式内电极,制备出多层结构高储能密度玻璃-陶瓷电容器,对比了单层内电极结构电容器的性能参数。结果表明:多层内电极结构既保证电容器电极面积不会因银浆烧结形成微孔而减小,又能从原理上有效提高电容元件的击穿强度,其储能密度提高到约8 J/cm3。     

低介低损耗CaO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃性能研究

采用高温熔融–水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。通过烧结点实验仪、梯温炉、DTA、XRD对其烧结性能、析晶性能、致密性及介电性能进行了研究。结果表明:可应用于LTCC基板材料的微晶玻璃组成为:x(SiO2)为18.0%、x(CaO)为36.8%、x(B2O3)为45.2%;该微晶玻璃在723℃附近开始软化,771℃析出硼钙石晶体;经850℃烧结1h后得到的微晶玻璃样品具有良好的介电性能(1MHz):εr为4.67,tanδ为0.71×10–3。