基于流延技术的LTCC基板材料研究

论文摘要

LTCC即低温共烧陶瓷,具有热膨胀系数可调、导热性能好、介电性能可调特点。本课题研究了LTCC厚膜基板的制备工艺过程,包括各种工艺条件对浆料、生带以及陶瓷基片的影响,总结出了一条比较成熟的工艺路线。实验采用玻璃/陶瓷复合体系,选择CBS系玻璃粉和氧化铝分别为玻璃添加剂和陶瓷原料。论文首先介绍了课题研究背景,简介了LTCC技术的发展和应用,重点阐述了LTCC基板的组成、发展和国内外研究进展,最后介绍了流延技术的发展和用于流延的浆料。论文分析了各种氧化物的特点以及对玻璃粉性能的影响,探讨成分对玻璃烧结温度和软化温度的影响,最后得到的玻璃粉均可在650℃800℃之间软化。得到的玻璃粉配方为:（4753）SiO2+ （811）B2O3+（3037）CaO+（24）Al2O3+ （0.61） Na2CO3+（0.30.6）K2CO3,配方中为玻璃粉原料的质量比。论文针对不同类型玻璃粉、不同玻璃添加量和烧结制度对陶瓷性能的影响进行了研究,总结得到了最佳的玻璃粉和陶瓷配方。该配方陶瓷的最佳烧结温度为900℃,样品的主要性能包括:密度为2.9g/cm3、抗折强度达到了140MPa、介电常数为4.97.9、介电损耗为10.3′10-4、热膨胀系数为5.12ppm/℃。实验对浆料的组成和性能进行了研究,包括固体颗粒比例和粒度、粘合剂、增稠剂、溶剂和分散剂对浆料稳定性及粘度的影响,实验最终得到了较成熟的浆料组成:（4050）固体粉料+（1620）乙醇+（2732） PVB（10%乙醇溶剂）+（1.52）松油醇+（1.52）聚乙二醇-400（ PVB体系）。论文最后分析了生带和陶瓷基片的表面形貌,总结了本课题取得的主要研究进展和成果,并提出了现阶段工作中的不足之处,为下一步的工作提出了建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 LTCC 技术简介
• 1.3 LTCC 基板
• 1.4 流延技术
• 1.5 本课题的研究内容
• 2 样品的制备
• 2.1 实验原料及设备
• 2.2 玻璃添加剂的制备
• 2.3 LTCC 陶瓷粉料的制备
• 2.4 流延技术的应用和对比
• 2.5 LTCC 生带和厚膜基板研究
• 2.6 样品性能测试方法和原理
• 3 玻璃添加剂的性能分析
• 3.1 成分对玻璃熔制过程的影响
• 3.2 成分对玻璃性质的影响
• 3.3 粒径对玻璃添加剂软化温度的影响
• 3.4 总结
• 4 LTCC 粉料配方的性能分析
• 4.1 不同玻璃添加剂对样品性能的影响
• 4.2 玻璃的添加比例对陶瓷性能的影响
• 4.3 烧结制度对陶瓷性能的影响
• 4.4 总结
• 5 浆料配方和性能研究
• 5.1 溶剂比例对浆料黏度和稳定性的影响
• 5.2 粘合剂及增稠剂的比例对浆料黏度和稳定性的影响
• 5.3 分散剂对浆料稳定性的影响
• 5.4 固体物含量对浆料性能的影响
• 5.5 固体物的粒度对浆料性质和流延的影响
• 5.6 PH 值对 PVA 浆料体系性质和流延的影响
• 5.7 总结
• 6 LTCC 生带及基板性能分析
• 7 总结与展望
• 7.1 当前工作的已取得的进展
• 7.2 工作中的不足和发展方向
• 致谢
• 参考文献