玻璃／陶瓷体系低温共烧陶瓷的研究进展

低温共烧陶瓷（LTCC）是现代做电子封装中的重要组成部分,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。     

低温共烧陶瓷用玻璃材料研究进展

低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃材料对基板性能有重要影响.本文介绍了LTCC用玻璃材料的体系分类与性能特点,梳理了组分、工艺等对材料性能的影响规律,对现有较成熟体系进行了重点分析.CaO–B2O3–SiO2微晶玻璃体系基板含大量晶相,介电性能优异,但烧结析晶行为敏感,组分和工艺波动对性能影响较大.PbO–B2O3–SiO...     

CaO- ZnO-B2O3-SiO2玻璃/Al2O3低温共烧复合陶瓷基板研究

用CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃和氧化铝陶瓷复合材料制备了低温共烧陶瓷基板.在CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中引入ZnO,玻璃微晶化后的主晶相仍为硅灰石,但它的软化温度有不同程度的降低,同时析晶温度也有了显著的改变.特别是以ZnO部分取代CaO时,析晶温度明显提高.该玻璃与氧化铝复合可以在较宽的温度范围内烧结.在850℃/30 min烧结,得到了气孔率为1%、介电常数εr = 7.10的陶瓷基板材料.     

电子陶瓷和器件的低温共烧技术

较系统地介绍了电子器件用低温共烧陶瓷(low temperature cofired ceramics,LTCCs)材料,探讨了其工艺中的若干问题。电子器件用低温共烧陶瓷材料包括:玻璃/陶瓷复合材料、结晶化玻璃、晶化玻璃/陶瓷复合材料以及液相烧结陶瓷,其中典型的和最为常用的LTCCs为玻璃/陶瓷(特别是氧化铝)复合材料。正在研究的一些陶瓷介质材料中,Bi基介质材料引起了人们的关注。玻璃/陶瓷复合材料的制备工艺中,应当着重关注和加深了解玻璃的流动性和结晶性、玻璃的起泡、玻璃和陶瓷颗粒间的反应、共烧材料的匹配等问题,从优选材料配方和优化工艺着手,从而获得优质可靠的材质和器件。     

二流体清洗低温共烧陶瓷基板可靠性研究

激光划切后的低温共烧陶瓷基板表面会不可避免地存在异物残留,传统的人工清洗方式效率较低,不太适合大规模的工业化生产.通过使用"去离子水-压缩空气"的二流体体系对激光划切后的低温共烧陶瓷基板进行清洗,可有效去除划切后基板表面的沉积异物,清洗效果与二流体中的气压呈正相关关系,并且二流体清洗不会对金属化图形与基板表面的结合产生...     

低温共烧陶瓷

所谓低温共烧陶瓷（Low－Temperature Cofired Ce－ramics，LTCC）技术，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带作为电路基板材料．在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中．然后叠压在一起，在900℃下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件；也可制成内置无源元件的三维电路基板，     

微波毫米波用低介电常数低温共烧陶瓷研究进展

在新一代高速无线通信技术推动下,低温共烧陶瓷技术(LTCC)正处于重大变革时期。采用低介电常数(K)、低损耗、谐振频率温度稳定型LTCC作为高频基板材料,可以满足无线技术高速率、低延时、高可靠的需求,是当前热点研究之一。因此商用基板材料的现状和一些候选材料的研究工作被主要评述,重点对玻璃/陶瓷体系、氧化物助烧体系、氟化物助烧体系、本征低温烧结体系等低K值LTCC材料的组成、结构特征、介电性能、热膨胀系数等具体指标及相应优缺点进行了讨论。同时介绍了一些热门体系的改性工作及其毫米波适用性,最后对未来低K值LTCC材料的发展进行展望。     

共烧陶瓷多层基板技术及其发展应用

论述了高温共烧陶瓷与低温共烧陶瓷的优缺点，并讨论了多层共烧陶瓷的材料选择、工艺过程与控制，然后在提高材料性能方面提出了一些建议和方法，同时介绍了多层共烧陶瓷的国内外研究状况及今后的发展趋势。     

硼硅酸盐玻璃/Al2O3低温共烧陶瓷介电性能研究

采用硼硅酸盐玻璃与氧化铝复合烧结制备了硼硅酸盐玻璃/Al2O3系低温共烧陶瓷基板材料,研究了玻璃含量以及玻璃中碱金属离子的含量对介电性能的影响.结果表明,该体系复合材料介电常数随碱金属离子的增加有所增大,复合材料介电常数符合李赫德涅凯对数法则,并随复合材料玻璃含量的增加而减小;复合材料介质损耗随碱金属离子的增加而显著增大.     

氟氧微晶玻璃/二氧化硅系低温共烧陶瓷材料的煅烧行为

制备SiO2-B2O3-Al2O3-AlF3-Li2O-Na2O-K2O-CaO系氟氧低温微晶玻璃/二氧化硅共烧陶瓷材料,用X射线衍射、扫描电子显微镜和阻抗分析仪分析讨论氟氧微晶玻璃/氧化硅主晶相的形成、致密性及介电性能。结果表明:氟氧玻璃/氧化硅陶瓷材料体系样品的最佳煅烧温度范围为750～780℃,煅烧时部分玻璃相转变成方石英,有助于进一步降低相对介电常数(εr)和介电损耗(tanδ),在780℃煅烧时,样品的体积密度达到最大值(2.31g/cm-3),此时在1GHz频率测试,εr=4.42,tanδ=3×10-3,所制备的材料是一种在基板、无源集成和电子封装等方向都具有较大应用前景的低温共烧陶瓷材料。     

Influences of the Glass Phase on Densification, Microstructure, and Properties of Low-Temperature Co-Fired Ceramics

Multilayer ceramic devices based on low-temperature co-fired ceramics (LTCC) materials provide a very promising technology. Most LTCC tapes available today contain considerable fractions of glass powders to lower the sintering temperature. However, the glassy phases offer more possibilities to set a proper sintering behavior, on the one hand, and to tailor the desired properties of the final LTCC substrate, on the other. The exploitation of demixing and subsequent crystallizing glass compositions was shown on an example of a low-permittivity (4.4)—low-loss (1.5 × 10⁻³) LTCC with a high quartz content. In another LTCC material, undesired demixing could be restricted and the crystal phase anorthite could be triggered by partial dissolution of alumina in the liquid phase during sintering. To estimate the effect of silver diffusion in the latter material, the surroundings of a pure silver via were studied. A silver-contaminated range of 50 μm was detected. Using model glasses containing silver oxide, a strong influence of dissolved silver on viscosity and crystallization behavior of the liquid phase was demonstrated. The dielectric properties of the sintered substrates were not degraded.     

我国玻璃钢/复合材料行业发展对玻璃纤维的市场需求

综合论述了玻璃纤维行业及玻璃钢/复合材料行业的基本情况。介绍了2009年玻璃钢/复合材料不同成型工艺的玻璃纤维用量;国内外玻璃纤维市场的分布情况;亚洲成为全球复合材料发展最快的地区;热塑性复合材料的应用开发成为关注重点等。重点论述了玻璃钢/复合材料关注的航空领域、能源电力、交通运输、建筑工程、石油化工、水处理工程、新农村建设与能源环保工程、船艇等领域。     

BaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃/SiO2高膨胀低温共烧陶瓷研究

用BaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃与二氧化硅复合的方法制备了高膨胀系数低温共烧陶瓷。实验首先制备一组玻璃材料,通过热膨胀测试、DTA等方法研究了玻璃的热学性能,然后用玻璃与石英、方石英和鳞石英晶体按一定比例复合制得高膨胀低温共烧陶瓷。通过烧结试验、XRD等分析方法研究了复相陶瓷材料的烧结收缩性能、晶相组成、热膨胀系数和介电常数。结果表明:50%BaO-7.5%Al2O3-30%B2O3-12.5%SiO2玻璃具有较低的转变温度(520℃)。该玻璃与鳞石英晶体以1:1的比例复合,850℃/10min烧结可以获得热膨胀系数为12.18×10-6K-1、介电常数为5.37的低温共烧陶瓷。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

Interactions between Ruthenia-Based Resistors and Cordierite–Glass Substrates in Low-Temperature Co-fired Ceramics

Low-temperature co-fired ceramics (LTCCs) that are composed of a RuO₂-based resistor and a cordierite–glass substrate have been sintered at temperatures of 850° and 900°C. The microstructure of the resistor/substrate interface has been investigated using scanning and transmission electron microscopy, and its correlation to the overall resistance has been discussed. X-ray diffractometry has revealed that lead ruthenate pyrochlore (Pb₂Ru₂O_6.5) in peak-fired thick-film resistors (TFRs) disappears and the co-fired samples contain only RuO₂ in the resistor film when sintered at 900°C. The overall resistance of the LTCC resistors is increased by a factor of ∼3 when temperature is increased from 850°C to 900°C. The cordierite–glass composition of the initial substrate reacts with glass in the resistor film. The greatly extended layer of the resistor/substrate interface that contains the conductor particles is either broad or diffuse, which contrasts the abrupt interface that often is observed in conventional TFRs. This layer contains predominantly faceted platelike crystals of anorthite, in addition to other phases (such as diopside, sapphirine, and cristobalite) that apparently crystallize during co-firing as vitrification and chemical reactions between glass compositions of the substrate and the resistor occur. The increase in the resistance of the LTCC resistors is attributed to the interruption of the conducting path by platelike anorthite crystals that are produced in the resistor/substrate interface when subjected to co-firing.     

玻璃纤维增强PPBES基复合材料性能

以共聚型二氮杂萘联苯结构聚醚砜(PPBES)树脂为基体,连续玻璃纤维(GF)为增强体,通过溶液预浸,热压成型工艺制备单向复合材料。通过对树脂溶液黏度、复合材料纤维体积含量测试,并对复合材料样条进行三点弯曲、层间剪切试验,研究了纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,借助断面形貌分析了复合材料受力破坏模式。结果表明,PPBES/GF复合材料的弯曲强度随纤维体积含量的增加呈现先增大后减小的趋势,极值出现在纤维体积含量为57%时,弯曲弹性模量和层间剪切强度随纤维体积含量的增加呈现逐渐增大的趋势,复合材料的受力破坏模式为界面脱粘破坏和树脂基体内部破坏同时存在。     

9518树脂/玻璃纤维织物复合材料的性能研究

采用流变仪、DSC、TGA等方法研究了9518树脂的流变性能、玻璃化转变温度和热分解温度,流变试验结果表明温度从30℃升到150℃时粘度下降,120℃变化到150℃时凝胶时间缩短。DSC曲线表明在174℃环氧树脂与氰酸酯发生交联反应,玻璃化转变温度为228℃。TGA曲线表明9518树脂的起始分解温度为260℃,EW220/9518和SW220/9518复合材料的力学性能良好,150℃下EW220/9518复合材料的力学性能保持率86%。     

玻纤增强聚丙烯木塑复合材料的性能研究

分别以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、玻纤增强PP/PE为基体材料,通过挤出成型制备了木塑复合材料(WPC)。研究表明,玻纤能够有效地提高WPC的性能,以玻纤增强PP/PE为基体制备的WPC的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量分别达到4.58 kJ/m2,19 MPa,30.8 MPa,3520 MPa,性能优于以PP或PE为基体制备的WPC。