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1、低温共烧陶瓷材料的应用及研究现状崔学民等低温共烧陶瓷材料的应用及研究现状‘崔学民周济沈建红缪春林清华大,北京学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室一。,简,摘要主要概述低温共烧陶瓷称材料的应用和研究现状认为利用低温共烧陶瓷技术将多种元器件复合或将其集成在多层陶瓷基板中是今后信息功能陶瓷发展的一个重要方,。向在我国应大力发展具有自主知识产权的技术关键词低温共烧陶瓷高温共烧陶瓷厚膜电子封装电子元器件,,,一,一一,一,,,近年来,信息,技术的发展要求高速数据和高电流密度传输、,技术电子线路日益向微型化集成化和高频化的方向发展这就对电子
2、元件提出、、、,主要应用于以下了尺寸微小高频高可靠性价格低廉和高集成度从国内外技术的应用领域来看。一,一‘的要求低温共烧陶瓷。甲个方面是年由休斯公司开发的新型材料技术川。它采用厚〔高频无线通讯领域基于材料具有优异的高频,,、、性,、膜材料根据预先设计的结构将电极材料基板电子器件等一能同时还具有低成本高集成度等特点,、。,次性烧成是一种用于实现高集成度高性能的电子封装技术航空航天工业领域例如美国的空间系统制造公司、,,图综合比较了厚膜技术和技术的优劣可以玩为满足通讯卫星上控制电路。产线宽每层,一,看出技术集中了厚膜技术和高温共烧
3、陶瓷技术个以上通孔的组件的电路要求选用了杜邦公司的一。,,材料技术。的优点摒弃了二者明,比之有更广阔的应用前景。目前,、驱动器、滤波器、显的缺点普遍应用于存储器传感器等电子元器件领域,、,多层芯片线路模块化设计中它除了在成本和集成封装方面的可以通过埋植内电容内电感等形成三维结构缩小电路,、、,提高。日本太阳诱电公司采用插人应力释放层的方优势外在布线线宽和线间距低阻抗金属化设计的多样性及体积电性能,。优。法研制出了。规格的片式叠层组合元件山二良的高频性能等方面都显现出诱人的魅力,图为典技术流程比较复杂型的制备技术·,,,。工艺流
4、程图仁,。“,、〕,可流延片的制备采用不同的配比以制备出各种性能的,目前世界上提供流延片生带的生产厂家流延片生带、、、、有。、、、、、、、中国的台湾殆李德电子工业股份有。限公司和原电子工业部所等流延片的下料、、打孔流延生带可采用切割机激光或冲。、床进行切割通孔质量的好坏直接影响布线的密度和通孔金属图,厚膜技术与技术的比较,。化的质量通孔过大或过小都不易形成盲孔生带的打孔主要有、国家计划项目号计划项目号崔学民男,年生,博一一。士材料导报年月第卷第期图技术工艺流程图、。种方法钻孔冲孔和激光打孔激光法所打孔的精度和孔径都,而且打孔速
5、度高,,材料的应用比较合适所打孔易于形成盲孔是最理想。的打孔方法目前,低温共烧陶瓷材料实现的方法主要有··通孔填充通孔填充是制造基板的关键工艺之种〔,一”“‘,一川①掺入适量的烧结助剂低熔点氧化物或低熔点,、一其方法有厚膜印刷丝网印刷和导体生片,玻璃进行液相活性烧结即陶瓷十玻璃复合体系②采用化学填充法。、法制取表面活性高的粉体③尽可能采用颗粒度细主晶相合成导电介质的印刷共烧导电体的印刷可采用传统的厚膜温度低的材料④采用微晶玻璃或非晶玻璃。这种方法根据材丝网印刷和计算机直接描绘。通孔填充和导电介质的印刷是生带金。料的不同用途而分
6、别使用基板材料主要采用第一种和属化的两部分。,叠层、热压第四种方法而电子元器件材料则不尽相同例如在及切片将印制好的导体和形成互连通孔的一一一一生瓷片,按预先设计的层数,在一定的温度和压系中加人玻璃等可使烧结温度和次序依次叠放,一一力下粘接在一起形成一个完整的多层基板坯体。叠层中精确定下降至在系中加人系玻璃。可使烧结温度低于。。,,而且会影响位是制造多层结构的基础切片工艺是将多层生瓷坯体切成更但烧结助剂降温有限小,可通过钻石轮划片、、,。、的部件或其他形状超声切割激光切割器件的性能如介电损耗等为了获得更低烧结温度介电性能。等种方
7、法来实现,人们把更好控制的陶瓷注意力放在了易实现低温烧结的陶瓷、排胶共烧由于技术需要将电介质材料如电材料体系上,如、、、、等。这些材、、容基板等磁介质材料如电感等和导电材料包括银电极,一般在,料体系本身烧结温度低少掺人少量玻璃或,“等各种材料以叠层的形式交叠并一次性烧成其共烧技术是瓶、、、低熔点的氧化物如等可实现左”。这是因为共烧过程中必须克服颈以下困难①界面反应和界。右低温烧结面扩散会影响器件的性能、可靠性以及显微结构的变化②不同、、材料对电路性能起关键作用的主要是介质损耗介介质层间在致密化速率烧结收缩率及热膨胀速率等方面的
8、失、,’,’。电常数绝缘电阻一‘‘一川,、和介质强度对于发射和接收信配也会导致共烧体内产生很大的内应力产生层裂翘曲和裂纹,,烧结,以便和廉价的银电号来说低损耗是需要的而低介电常数对高速信号处理也很重等缺陷③为了降低成本温度必须低。,,极共烧。要同时高绝缘电阻和介质强度也是所要
