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摘 要

本文重点做了玻璃 氧化铝陶瓷复合材料的研究，通过对烧结性能的测量与分析，探索总结玻璃 氧化铝陶瓷复合材料最佳的烧结温度和配比。本文采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)、数字电桥等系统研究了玻璃 氧化铝陶瓷复合材料的组成与烧结温度、介电性能、致密性之间的关系，同时研究了，玻璃中不同碱金属含量对烧结性能的影响。试验表明，不同的试样配比，烧结性能有明显的差距，试样中玻璃含量越高，密度越大，烧结温度要求越低，介电常数随玻璃含量的增加额增大，相反介电损耗逐渐降低。自制的三种玻璃烧结温度在880℃，烧结的性能比较好，60wt%S3 Al₂O₃性能最好，密度2.86 g.cm^-3，介电常数8.26，介电损耗2.47×10^-3。外购的几种玻璃烧结性能可以达到要求，但烧结温度在1200℃左右，烧结温度太高，不能满足低温烧结的要求。从实验中可以看出，从S1玻璃到S3玻璃，主要是碱金属含量不同，碱金属含量越高，密度越大，介电损耗越低，介电常数增大。

关键词：LTCC 烧结性能 玻璃 氧化铝 介电性能

Abstract

This paper specially made a research about glass alumina ceramic composite materials . Through the survey and analysis of the sintering performance, Summarize glass alumina ceramic composite materials the best sintering temperature and proportion. In this paper, we use X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM), The digital bridge et al to research the composition of the glass alumina ceramic composite material and the relationship among the sintering temperature, dielectric properties, density. At the same time, I studied different alkali metal content effect the performance of the sintering in glass. Test showed that sintering performance have obvious difference in different proportions. we can seen as glass content increases, as density increases, and as the dielectric loss is reduced, as the dielectric constant increases. and the lower the dielectric loss, dielectric constant increase. the homemade three glass sintering temperature at 880 ℃, the performance of the sintering is better. The density is 2.86g.cm^-3;the dielectric constant is 8.26;the dielectric loss is 2.47×10^-3.Purchased several glass sintering performance can meet the requirements，but sintering temperature around the 1200℃, it is cannot demand. From the experiment data, we can seen glass content increases, density increases, and the dielectric loss is reduced, the dielectric constant increases. From S1 to S3, we can seen mainly alkali metal is different, as alkali metal content is higher, the density is greater , and the dielectric loss is lower.

Key words：LTCC, Sintering Character, glass alumina, Dielectric Properties

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2低温共烧玻璃陶瓷的研究现状 3

1.3低温共烧玻璃陶瓷的优点 5

1.4低温烧结玻璃陶瓷的体系 6

1.5低温烧结玻璃陶瓷的制备 6

1.6低温烧结玻璃陶瓷的性能要求 7

第二章 实验方法 8

2.1实验原料 8

2.2主要实验仪器 8

2.3实验工艺 9

2.4 性能测试 11

2.4.1 物理性能测试 11

2.4.2 介电性能测试 11

第三章 实验数据及分析 12

3.1 玻璃粉体的含量对低温烧结玻璃陶瓷性能的影响 12

3.1.1 玻璃粉体的含量对密度的影响 12

3.1.2玻璃粉体的含量对介电常数的影响 13

3.1.3玻璃粉体的含量对介电损耗的影响 14

3.2烧结温度对性能的影响。 15

3.2.1烧结温度对密度的影响 15

3.2.2烧结温度对介电常数的影响 16

3.2.3烧结温度对介电损耗的影响 17

3.3 自制玻璃的烧结性能 18

3.3.1自制玻璃和Al₂O₃以不同比例烧结对密度的影响 19

3.3.2自制玻璃和Al₂O₃烧结对介电常数的影响 20

3.3.3自制玻璃和Al₂O₃烧结对介电损耗的影响 21

3.3.4试样的XRD图谱分析 22

3.3.5试样的SEM图分析 23

第四章 结论 24

参考文献 25

致谢 28

第一章 绪论

1.1引言

在微电子信息技术讯速发展的今天，电子整机需要更高性能方面的发展，电子元件从小型化，多功能数字化，易携带，安全可靠性向微型高频化方向发展，这就提高了基板能在高传播速度、高布线密度和大芯片封装的需求^[1][2]。低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramics LTCC)是一种涉及众多领域的技术，这种工艺让许多电子元件的制造变得方便，广泛的应用于各类电子器件中，因此受到越来越多的关注。作为无源集成的主流技术，第五代电子元件组装基板技术,早已形成新的产业链，增加了经济增长成为,指引无源元件领域的发展方向 ^[3]。近几年，美日和欧洲等国科技大国在LTCC材料上已形成产业化和系列化的阶段并根据需求设计材料。中国大多数依赖进口，在LTCC仪器和体系方面大都是空白的^[4]。在微电子技术如蓝牙、微波芯片的快速发展的同时，LTCC已慢慢成为高端封装的主流技术。

由于低温共烧陶瓷技术(LTCC)具有以下优点，烧结温度不高,在某范围内介电常数可调节，在金属布线材料可更灵活的去选择，因此目前受到材料学和电子学方面的特殊重视。

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