【摘 要】
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Al2O3是目前使用最多的基板材料,它熔点高(2050℃),具有热导率较高,耐热性强、耐腐蚀性和耐磨性等优良特性。Al2O3作为主要原料的电子陶瓷有广泛的应用,但现存问题是烧结温度
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Al2O3是目前使用最多的基板材料,它熔点高(2050℃),具有热导率较高,耐热性强、耐腐蚀性和耐磨性等优良特性。Al2O3作为主要原料的电子陶瓷有广泛的应用,但现存问题是烧结温度过高,不易与低熔点、高电导率金属(Cu, Ag等)共烧,需要设计新配方体系,使烧结温度在800℃~900℃,以提高厚膜电路的导电性能。本文采用氧化铝材料,主要是用户提出了高热导率及参数匹配的要求。 本文的主要内容包括玻璃粉的设计与制备,低温陶瓷工艺设计以及低温陶瓷结构性能的测试与分析。 在玻璃粉的设计与分析中,阐述了LTCC材料所用玻璃粉的设计原理及制备工艺。其中CBS玻璃中引入少量的氧化铝或碱金属离子可以改善玻璃的性能,含有CBS系列玻璃粉的LTCC烧结温度在800℃~950℃之间。 对烧结后陶瓷的测试主要包括热性能,机械性能,烧结密度,气孔率等,并对测试结果进行了分析。经过测试得到满足项目要求的氧化铝基低温陶瓷,其机械抗弯强度>200MPa,陶瓷密度在3~4.5g/cm3之间。100mN压力条件下,在室温至400℃的平均热膨胀系数在3.9~10ppm·K-1之间。对氧化铝低温陶瓷的热导测试结果范围在4~10w/(m·k)之间。介电常数测试范围为8~11,介电损耗值在0.002~0.004之间。体积电阻率测试结果为1.2~15×1014Ω·cm。 最后,总结了以前所作的工作以及本项目的进展情况,对本项目还有待进一步解决的问题以及今后还需要做的工作做了相关展望。
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