玻璃-陶瓷体系低温共烧陶瓷的研究进展.pdf

《玻璃-陶瓷体系低温共烧陶瓷的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2008年第12期(第146期)I佛山陶瓷KnowIedgeLecture知识讲座玻璃／陶瓷体系低温共烧陶瓷的研究进展1引言陈兴宇张为军堵永国郑晓慧(国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073)摘要低温共烧陶瓷(LTcC)是现代微电子封装中的莺要组成部分，因其性能优良而得到了广泛应用。LTcc基板材料可以分为玻璃／陶瓷体系和微晶玻璃体系两大类。本文叙述了玻璃／陶瓷体系低温共烧陶瓷的材料组成、研究现状、存在问题以及未来的发展趋势。关键词低温共烧陶瓷。基板。玻璃／陶瓷近=三十年来．由于用低温共烧陶瓷制作的电子元器件及基板材料具有小而轻．并且高频性

2、能好等特点而得到了极大的关注．目前已经应用于便携式电子装置如移动电话、PDA、蓝牙设备及超级电脑等[1~3】。上世纪80年代末，美国和日本的一些电子和陶瓷制造商加大了LTCC技术的研发力度。其中美国IBM公司率先成功实现了将铜作为布线材料和用低介电常数陶瓷基板的商业应用．该基板的尺寸为127衄×127咖，70层。作为多芯片组件(MCMs)封装材料应用在大型计算机中[4】。目前．LTCC基板材料已经走向商品化，国外一些公司如DuPont、Ferro等都有自己特有的材料体系的生瓷带出售[5，6】。目前一般认为LTCC基板材料可分为两类：玻璃／陶瓷体系i71和微品

3、玻璃体系[8]。玻璃／陶瓷体系是通过添加低软化点玻璃来降低电子陶瓷材料的烧结温度来实现的[9】。由于该体系工艺相对简单，在各项性能的可设计上具有独到优势而得到了广泛应用。本文将系统介绍玻璃／陶瓷体系多层陶瓷基板的研究现状、存在问题和未来的发展趋势．为玻璃／陶瓷体系基板材料的开发提供参考。2玻璃／陶瓷体系基板材料2．1玻璃相在低熔点玻璃中添加各种难熔陶瓷填充物体系是目筐望望常肇望肇犍塑竖箩肇塑篁常丝篁审够塑第犍望笋审篁篁窜篁望审蹩望第蹩篁笋笔望箜审望望够塑望链很多瓦脊雕刻都被严重破坏。老一辈村民都希望新的一代不要忘记他们的祖先曾经在此地刀耕火种、开枝散叶、生生

4、不息的生活。他们凭着孩童时代依稀的记忆和先祖对他们口述的一些有关于宗祠的故事，向重修陶脊的工艺师娓娓道来，承载着他们怀旧的情结。瓦脊设计工艺师根据他们的要求以传统的手法和工艺使古老的宗祠焕发出亮丽的华彩。改革开放的春风推动各地大力发展旅游业。广州番禺宝墨园内赵泰来艺术宫决定在楼顶安放一条《群仙贺寿》人物瓦脊，总长31米，人物高度1．7米，由30多个神43态各异、神采飞扬的人物组成。它一改以往用亭台楼阁、山水花鸟为背景的传统制作手法，用蓝天白云作为背景．使每个人物更加突出，釉色也取得突破性的革新。运用了大量鲜艳亮丽的颜色。安装后好评如潮。成为宝墨同一道亮丽的景

5、观。人物瓦脊装饰的内容丰富、形式多样，陶瓷艺人充分发挥现实主义的优良传统，既表达了人们的精神意念．又拓展了建筑物的意境．使建筑物具有令人遐思的妙处。恰到好处地展现了传统的精神文化内涵。使石湾瓦脊艺术增添了辉煌的艺术光彩。使楼宇更瑰丽壮观。万方数据7⋯‘。。。’⋯、+’一’q‘]，5⋯“⋯7’’1。～‘。P⋯1⋯t‘’一一，‘～⋯、⋯一一一～’。'’FosHANCERAMlCSIV01．18No．12(serialNo．146)前最常用的LTCC材料体系之一。加入了钠、钾、锌、钡和铅等网络外体氧化物的一种或几种进行了改性的硼硅酸盐玻璃，是目前应用最广泛的低熔点

6、玻璃。根据网络外体氧化物的不同．硼硅酸盐玻璃又可细分为：碱硼硅酸盐玻璃、锌硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃和铅硼硅酸盐玻璃。(1)碱硼硅酸盐玻璃。因该玻璃含有的碱金属离子能降低玻璃的软化点，而在玻璃／陶瓷复合材料中得到广泛应用．但碱金属离子的存在会降低玻璃的化学稳定性并显著增大复合材料的介质损耗。H鲫zawy等[蚓利用组成为Na2沪Si02_B疵的硼硅酸盐玻璃与堇青石陶瓷混合。当堇青石含量大于60％时．复合材料中没有探测到方石英的析出．复合材料的热膨胀系数为3．8～4．2×10√℃，8=4．7～5．8。Eberstein等Ⅱn对组成为24(Li20+Mgo)一5

7、8203—70Si02的玻璃粉与35．v01％Si02粉进行混合。在875℃下烧结得到了相对密度为9796的样品．在0．1～1GHz的频率下。￡=4．4，Q=667，可以满足高频，甚至能在微波频率下应用。但是热膨胀系数偏大，为13．6×10√℃。(2)锌硼硅酸盐玻璃。Jantunen等[1枷】研究发现。组成为60．3Zn沪27．18203_12．6Si02(摩尔比)的玻璃可以对MgTi03_CaTi0。陶瓷颗粒进行有效的润湿，在900℃下烧结可以得到致密度接近97％的样品，样品中析出ZnTi03、Zn2Si04、Mg们Zn2／3B疵和Ti02晶相，介电常数为

8、10．6，介质损耗为O．00l(7GHz)，是微波性