钙硼硅系LTCC材料性能研究

在低软化点钙硼硅玻璃(LG)[r(Ca:Si)>1]中添加高软化点钙硼硅玻璃(HG)[r(Ca:Si)<1],经低温烧结制备了钙硼硅(CaO-B2O3-SiO2,CBS)LTCC材料(又称CBS微晶玻璃)。利用XRD和SEM,研究了HG的添加量及烧成温度对钙硼硅LTCC材料的物相和微观结构的影响。结果表明,HG玻璃的引入有效提高了LG的烧结性能及拓宽了烧结范围,且有效降低了该材料的相对介电常数。w(HG)为20%时,CBS微晶玻璃能够在850～910℃烧结致密;在1MHz测试频率下,相对介电常数小于7.25,介质损耗小于2×10–3。     

熔制温度对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃,考察不同熔制温度对该体系微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:熔制温度1 400～1 450℃,试样中存在少量未熔融的SiO2,有利于CaSiO3晶相的析出和晶粒细化,加速CBS系微晶玻璃致密化。熔制温度为1 450℃粉料,850℃烧结保温15 min所制CBS性能较优:体积密度为2.54 g.cm–3,相对介电常数为6.42,介电损耗为0.000 9。     

熔制温度对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃,考察不同熔制温度对该体系微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:熔制温度1 400～1 450℃,试样中存在少量未熔融的SiO2,有利于CaSiO3晶相的析出和晶粒细化,加速CBS系微晶玻璃致密化。熔制温度为1 450℃粉料,850℃烧结保温15 min所制CBS性能较优:体积密度为2.54 g.cm–3,相对介电常数为6.42,介电损耗为0.000 9。     

硅灰石型LTCC微晶玻璃的研究进展

文章评述了低温共烧陶瓷(LTCC)技术的发展历程、微晶玻璃发展背景和工艺特点,总结了硅灰石型LTCC微晶玻璃(Glass Ceramics)材料的结构、性能及应用特征。根据现有文献资料概述了研究人员对CaO-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷的研究进展,分析了当前研究的不足之处,讨论了需要关注的重点方向。文章最后提出了今后开展LTCC技术研究的思路。     

编读通信北大核心CSCD

下期要目SnAgCu无铅焊膏用溶剂的优化研究一种醇基低固含量免清洗助焊剂的研制微电子芯片热电冷却系统的传热特性LTCC多层微电路材料与金属化匹配研究稀土元素Pr替位改性的超高温铌酸铋钙CaBi2Nb2O9压电陶瓷热处理工艺对钙硼硅玻璃性能影响     

编读通信

<正>下期要目SnAgCu无铅焊膏用溶剂的优化研究一种醇基低固含量免清洗助焊剂的研制微电子芯片热电冷却系统的传热特性LTCC多层微电路材料与金属化匹配研究稀土元素Pr替位改性的超高温铌酸铋钙CaBi2Nb2O9压电陶瓷热处理工艺对钙硼硅玻璃性能影响     

CaO-B2O3-SiO2系LTCC基板材料的制备及烧结

通过高温熔融法制备的CaO-B2O3-SiO2(CBS)系玻璃粉体(A料)与固相合成法制备的CaO-B2O3-SiO2-Al2O3粉体(B料)按照质量比7∶3混合,烧结制备CBS系LTCC材料,研究不同烧结温度对材料性能的影响。结果表明：在850℃下烧结的CBS玻璃陶瓷致密性好,x=y方向收缩率为15.16％,密度为2...     

热处理工艺对钙硼硅微晶玻璃性能影响

在CaO-B203-SiO2(CBS)系微晶玻璃中,添加P2O5和ZnO两种晶核剂制成试样.采用XRD和SEM分析了试样相组成和微观形貌.研究了热处理工艺对试样烧成性能、力学性能和电学性能的影响.结果表明:试样主晶相为CaSiO3和CaB2O4,随着晶化时间的延长,介稳态的Ca2SiO4相逐渐减少,主晶相增加,核化温度...     

钙硼硅系玻璃陶瓷低温烧结研究

利用不同粒度的CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉料,制备了低温烧结的CBS玻璃陶瓷.研究了粉料粒度对CBS系玻璃陶瓷低温烧结的影响.实验表明,粉料粒度对粉料的玻璃化温度Tg的影响不明显,玻璃致密化开始于玻璃化温度Tg≈680℃,随着烧成温度升高,收缩率迅速增大;随着粉料粒度的减小,试样的烧结温度和显气孔率降低,体积密度、收缩率、热膨胀系数和抗折强度都增大.将粉料粒径中位值D50=2.34 μm的粉料采用流延工艺制得127 μm的生料带,运用优化烧成工艺,与银电极浆料在850℃共烧,表面平整,匹配良好,能在一定程度上满足低温共烧陶瓷(LTCC)用基板材料的要求.     

低温共烧陶瓷材料的研究进展

简述了低温共烧陶瓷(LTCC)介质基板的优缺点,介绍了国内外LTCC基板材料的主要生产厂商,综述了LTCC材料中的玻璃/陶瓷体系和微晶玻璃体系。分析介绍了国内外主要研究机构开发的玻璃/陶瓷材料,总结了不同陶瓷材料的介电性能和热学性能;介绍了以Ferro公司的A6系列微晶玻璃体系为代表的陶瓷材料,总结了不同微晶玻璃材料的介电性能和热学性能。分析了LTCC材料的加工工艺,简述了实现LTCC材料零收缩的不同技术。论述了LTCC材料在电子元器件、封装基板、功能器件和集成模块中的应用。最后指出了国内LTCC材料和技术开发的不足,并展望了未来的研究和发展方向。     

保温时间对钙钡硼硅复相陶瓷性能的影响

通过对钙钡硼硅玻璃与氧化铝的混合物进行烧结,制备了可用于低温共烧陶瓷基板的硼硅酸盐玻璃/α-Al2O3系复相陶瓷。研究了保温时间对所制复相陶瓷的微观结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,所制复相陶瓷的体积密度、吸水率和介电常数先增大后减小,而介质损耗则是先减小后增大。于850℃烧结、保温20 min制得的复相陶瓷的性能最佳,其体积密度为3.12 g.cm–3,吸水率为0.11%,10 MHz下的相对介电常数和介质损耗分别为7.88和1.0×10–3。     

烧结温度对硼硅酸盐玻璃/氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用流延成型工艺制备了硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷生瓷带,并经烧结制备了陶瓷试样。研究了烧结温度对所制陶瓷烧结性能、介电性能与微观结构的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,所得陶瓷试样的体积密度、烧结收缩和介电常数均先增大后减小;当烧结温度达到850℃时,陶瓷试样中开始析出钙长石晶相;经880℃烧结所得陶瓷性能较佳:体积密度为3.08 g/cm3,在20 MHz下相对介电常数为7.7,介质损耗为2.0×10–4,25～600℃内线膨胀系数为8.3×10–6/℃,满足LTCC基板材料的应用要求。     

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。     

CBS/SiO2体系玻璃陶瓷结构与性能研究

采用水淬法制备CBS玻璃,并使用液相参与的烧结机制制备了钙硅硼(CBS)玻璃陶瓷。研究了不同配比下的CBS/SiO2体系玻璃陶瓷的相组成、显微结构、介电性能及绝缘电阻率。结果表明,随着SiO2添加量增加,材料的介电常数有所下降。当w(SiO2)为15%时,其在850℃的低温烧结样品,10MHz的测试频率下,εr为6.01,tgδ为1.22×10–3,绝缘电阻率1.5×1012?.cm,样品中出现大量石英相,晶粒尺寸多在1μm以下。保温时间对介电性能影响不大。     

LTCC低介电常数微波介质陶瓷的研究进展

简述了Al2O3系、MO-SiO2(M=Ca,Mg,Zn)系、MO-TiO2系等相对介电常数为6～30的低温共烧陶瓷(LTCC)的结构和微波介电性能,介绍了自主研发的Al2O3系和Mg5(Zn,Ti)4O15系材料制作的多层陶瓷电容器(MLCC)的电性能。分析和讨论了目前LTCC低介电常数微波介质陶瓷存在的问题,提出了其发展方向。     

复合助烧剂对0.4CaTiO3-0.6(Li1/2Nd1/2)TiO3陶瓷的低温烧结及性能的影响

采用传统的固相反应法制备了0.4CaTiO3.0.6(Li1/2Nd1/2)TiO3(CLNT)微波介质陶瓷,研究了复合添加BaCu(B2O5)(BCB)和2ZnO-B2O3(ZB)玻璃对CLNT陶瓷的烧结特性、相组成、微观形貌及介电性能的影响.结果表明:复合添加质量分数3%的ZB玻璃和5%的BCB能使CLNT陶瓷的烧...     

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。     

Low-Temperature Sintering of Ba0.5Sr0.5TiO3-SrMoO4 Dielectric Tunable Composite Ceramics for LTCC Applications

A sintering-aid system using melting of B-Li glass for barium strontium titanate (BST)-based compositions to be used in low-temperature cofired ceramic (LTCC) layers is introduced. The effects of the sintering aid on the microstructure, dielectric properties, and application in LTCC were investigated. The composition Ba_0.5Sr_0.5TiO₃-SrMoO₄ with 3 wt.% B-Li glass sintered at 950°C exhibits optimized dielectric properties, including low dielectric constant (368), low dielectric loss (0.007), and moderate tunability (13%, 60 kV/cm) at 10 kHz. At 1.44 GHz, it possesses a dielectric constant of 218 and Q value of 230. LTCC multilayer ceramic capacitors fabricated by the tape-casting process have steady relative tunability of 12% at 300 V, suggesting that BST50-SrMoO₄-B-Li glass composite ceramic is a promising candidate for electrically tunable LTCC microwave device applications.     

添加剂对CBS系LTCC基板的匹配性能的影响

采用水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃,研究了MgO替代Na2O、K2O掺杂对所制CBS玻璃的烧结性能、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明:MgO的替代掺杂使CBS玻璃的软化温度提高,黏度活化能增大,银离子扩散能力减弱,并使CBS玻璃与银电极匹配共烧发黄的现象得到改善。含有0.2%MgO和0.1%Na2O(质量分数)并于850℃烧结制备的CBS玻璃性能较佳:密度为2.45 g/cm3,1MHz频率下εr为5.98,tanδ为5×10–4,线膨胀系数为10.1×10–6/℃。