CaO-B 2 O 3 -SiO 2 系低温共烧陶瓷的制备及性能研究

发布时间：2023-04-27 04:59

　　随着电子信息时代的到来,电子元件技术得到了促进发展。电子设备需要向尺寸微小、高频、稳定性高和集成度高的方面发展,因此对于电子封装技术的性能指标有更高的要求。而低温共烧陶瓷(LTCC)基板材料系统和工艺的开发和制备已成为当前电子封装技术研究中的热门话题。钙硼硅(CaO-B2O3-SiO2,CBS)系LTCC是以硅灰石(Ca3[Si309])为主晶相的材料。就介电性能而言,硅灰石具有较低的介电常数和介电损耗。同时,它拥有优异的热性能和机械性能,使得该类型的LTCC广泛用于封装基板材料和介电材料。然而,钙硼硅系陶瓷具有烧结后不够致密且烧结温度较高等缺陷,需要更深入地开发研究。本文研究了不同配方和不同烧结温度的CBS陶瓷的烧结度和电学性能;通过对陶瓷的组成、微观结构和性能研究了添加剂含量与提升致密性之间的影响规律;最后,引入高性能MgTi03介电陶瓷复合增强了CBS陶瓷的介电性能,研究了MgTi03对CBS陶瓷电学性能的影响规律,并掺杂添加剂改性增强。研究结果表明:未掺杂任何添加剂的CBS陶瓷致密烧结温度为950℃,以β-CaSi03为主晶相,含有少量Si02晶体和残余B2O3玻璃。并且随着B...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 低温共烧陶瓷技术简介
    1.3 低温共烧陶瓷工艺特点
    1.4 低温共烧陶瓷基板材料分类
        1.4.1 微晶玻璃体系
        1.4.2 玻璃/陶瓷体系
        1.4.3 单相陶瓷体系
    1.5 CaO-B₂O₃-SiO₂系低温共烧陶瓷基板材料简介
    1.6 低温共烧陶瓷基板材料的电学、热学和机械性能参数
        1.6.1 介电常数
        1.6.2 介电损耗
        1.6.3 体积电阻率
        1.6.4 导热率
        1.6.5 机械性能
    1.7 研究背景与立题依据
        1.7.1 CaO-B₂O₃-SiO₂系低温共烧陶瓷研究现状
        1.7.2 本文研究内容
第2章 固相反应法制备CaO-B₂O₃-SiO₂系低温共烧陶瓷及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器设备
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 表征与测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的烧结行为分析
        2.3.2 CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的晶相分析
        2.3.3 CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷致密性与微观结构分析
        2.3.4 CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的玻璃网络结构分析
        2.3.5 B₂O₃含量对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷介电性能的影响
        2.3.6 B₂O₃含量对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷体积电阻率的影响
        2.3.7 B₂O₃含量对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷机械性能的影响
    2.4 本章小结
第3章 LiF掺杂CaO-B₂O₃-SiO₂介电陶瓷制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器设备
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 表征与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷烧结行为的影响
        3.3.2 LiF掺杂CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的晶相分析
        3.3.3 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的致密度以及微观结构的影响
        3.3.4 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷玻璃网络结构的影响
        3.3.5 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷电学性能的影响
        3.3.6 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷机械性能的影响
        3.3.7 LiF对CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷热学性能的影响
        3.3.8 LiF掺杂CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷的性能比较
    3.4 本章小结
第4章 MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂陶瓷复合材料的制备与增强
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器设备
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 表征与测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合陶瓷的烧结行为和晶相分析
        4.3.2 MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合陶瓷的体积密度与微观结构分析
        4.3.3 MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合陶瓷的综合性能分析
        4.3.4 Al₂O₃掺杂对MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合材料烧结机理的影响
        4.3.5 Al₂O₃掺杂对MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合材料的致密度及微观结构的影响
        4.3.6 Al₂O₃掺杂对MgTiO₃/CaO-B₂O₃-SiO₂复合材料的综合性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 全文总结和实验展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3802919