【摘 要】
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随着电子元器件向着小型化,高集成度方向发展,对于LTCC基板在机械性能方面的要求越来越高。如何在较低的烧结温度下制得具有高抗弯强度的LTCC材料成为了当前陶瓷材料研究的热点。Al2O3是一种具有优良介电特性和高抗弯强度的陶瓷材料,但是Al2O3的烧结温度很高,不能满足LTCC技术的要求。所以目前主流的方法是通过玻璃与Al2O3复合的方式制得Al2O3玻璃陶瓷。玻璃在较低的烧结温度下融化,从而形成液
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随着电子元器件向着小型化,高集成度方向发展,对于LTCC基板在机械性能方面的要求越来越高。如何在较低的烧结温度下制得具有高抗弯强度的LTCC材料成为了当前陶瓷材料研究的热点。Al2O3是一种具有优良介电特性和高抗弯强度的陶瓷材料,但是Al2O3的烧结温度很高,不能满足LTCC技术的要求。所以目前主流的方法是通过玻璃与Al2O3复合的方式制得Al2O3玻璃陶瓷。玻璃在较低的烧结温度下融化,从而形成液相,液相的玻璃填充在Al2O3颗粒的空隙之间,使原本在较高的烧结温度下才能烧结致密的Al2O3在较低的烧结温度下也可达到致密化,从而达到降低Al2O3的烧结温度的目的。在烧结过程中,随着温度升高,玻璃变为液相后,根据玻璃种类的不同,玻璃与Al2O3发生不同程度的反应,使得Al2O3玻璃陶瓷的结晶度提升,从而有助于进一步提升玻璃陶瓷的抗弯强度。本论文通过高温熔融和冷萃的方法制得CaO-MgO-SiO2玻璃,再将制得的CaO-MgO-SiO2玻璃与Al2O3按不同的比例混合,通过液相烧结法制得Mg-Al-Ca-Si基玻璃陶瓷。在CaO-MgO-SiO2玻璃的基础上,分别加入Zn O和Ba O制得CaO-MgO-Zn O-SiO2玻璃和CaO-MgO-Ba O-SiO2玻璃,再将这两种玻璃分别与Al2O3复合制得新型的Al2O3玻璃陶瓷。本文测试并分析了这三种玻璃与Al2O3按不同比例复合所制得的玻璃陶瓷样品的烧结过程,晶相组成,结晶度,密度,微观形貌,介电性能和抗弯强度。CaO-MgO-SiO2玻璃与Al2O3制得的CaO-MgO-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷,其烧结过程属于非反应液相烧结,其最大抗弯强度为206 MPa,介电常数为7.88,介电损耗为3.37×10-3（12GHz）,谐振频率温度系数为-22 ppm/℃。CaO-MgO-Zn O-SiO2玻璃与Al2O3制得的CaO-MgO-Zn O-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷,其烧结过程属于部分反应液相烧结,其最大抗弯强度为256 MPa,介电常数为7.89,介电损耗为3.41×10-3（12GHz）,谐振频率温度系数为-29 ppm/℃。CaO-MgO-Ba O-SiO2玻璃与Al2O3制得的CaO-MgO-Ba O-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷,其烧结过程属于部分反应液相烧结,其最大抗弯强度为286 MPa,介电常数为7.56,介电损耗为1.31×10-3（10GHz）,谐振频率温度系数为-27 ppm/℃。
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