LTCC基板材料研究进展

LTCC是现代微电子封装中的重要组成部分，因其性能优良而广泛应用于高速、高频系统中，从而成为研究热点。LTCC基板材料的性能决定最终封装的质量，故基板材料的研究在LTCC的进展中发挥了重要作用。LTCC基板材料可分为两大类：微晶玻璃和玻璃／陶瓷。分别介绍各类基板材料的性能、组成和应用方面的情况，并对国内外进行各类材料研究进展进行概述，提出基板材料未来的发展方向。     

低温共烧陶瓷基板材料学上的进展

本文介绍了玻璃-陶瓷和玻璃 陶瓷两种低温共烧陶瓷（LTOC）基板主要途径上的进展，着重提到氧化物混合物 陶瓷该方法的优点，同时介绍了对LTOC金属化材料的要求、组成和选用，简述了工艺因素和烧结时的界面反应对LTCC电容器、电阻器性能的影响。     

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。     

高抗弯强度微波介电LTCC基板材料的研究

为了适应基板高载荷、高可靠的要求,制备了一种适用于LTCC应用的高抗弯强度微波介电陶瓷材料。该陶瓷材料由Ca-Mg-Zr-Zn-B-Si微晶玻璃和氧化铝构成。采用差热热重同步分析仪、扫描电镜、X射线衍射分析仪、带谐振腔夹具的矢量网络分析仪和三点抗弯测试仪研究了陶瓷材料的烧结性能、微观结构、抗弯强度和介电性能。860℃烧结15 min获得陶瓷具有最佳致密度,其抗弯强度大于400 MPa,1. 9 GHz频率时εr=8. 12,tanδ=0. 0028;15 GHz频率时εr=7. 96,tanδ=0. 0031。该陶瓷与金、银电极共烧匹配良好,适用于制备LTCC基板。     

微晶玻璃及其在电子元件中的应用

综述了典型微晶玻璃的组成及相应的主晶相, 制备方法和主要性能,包括力学、热学和电学性能;简单介绍了微晶玻璃在电子元件中的三类典型应用,即作为电子封接材料,厚膜电路用基片材料和硬盘用基板材料。     

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。     

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。     

复合晶核剂对BaO-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃性能的影响

采用固相法制备高热膨胀系数BaO-B2O3-SiO2微晶玻璃,并通过X线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究不同比例锆钛复合晶核剂对微晶玻璃中石英的晶型转变、显微结构、热膨胀性能和介电性能的影响。结果表明,适当增大BaO-B2O3-SiO2微玻璃中晶核剂TiO2/ZrO2的比例,能促进微晶玻璃中石英晶相向方石英晶相的转变,提高微晶玻璃的热膨胀系数;晶核剂含量(质量分数)为3%ZrO2+4%TiO2时,制备出微观结构均匀致密,密度为2.876g·cm-3,弯曲强度为172 MPa,热膨胀系数为16.05×10-6/℃,介电常数为5.81及介质损耗为6.4×10-4的低温共烧陶瓷(LTCC)基板封装材料。     

硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合料流延性能的影响

采用KH-550硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合粉体表面进行改性,分析了表面改性对流延浆料流变性能的影响,并讨论了微观结构与介电性能的变化。研究结果表明:在添加2%(质量分数)硅烷偶联剂条件下,浆料的分散稳定性得到了明显改善。在烧结过程中偶联剂与玻璃陶瓷形成了钙长石相,并附着在氧化铝的表面。当硅烷偶联剂质量分数为2%时,试样在850℃烧成性能为ρ=3.05 g·cm~(–3),εr=7.89,tanδ=0.1×10~(–3)(1 MHz),主要性能达到LTCC对基板材料的要求。     

Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷性能的影响

研究了Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷烧结性能和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量的Li2O可改善CBS/Al2O3玻璃陶瓷的烧结性能和介电性能,当掺杂Li2O的质量分数为0.5%时,CBS/Al2O3玻璃陶瓷在810 ℃可实现低温致密化烧结,试样的体积密度为2.89 g/cm3;在1 MHz的测试频率下,该材料的介电常数为8.6,介电损耗为1.0×10-3;XRD分析表明其相组成主要为CaSiO3、CaAl3BO7、残余Al2O3和玻璃相.