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陶瓷電路基板材料的性能研究

作者:佳日豐泰 2020/08/31 11:09:40 瀏覽量:430

  隨著科技的發(fā)展,印刷電路板已成為不可或缺的電子部件,目前印刷電路板已改稱為電子基板。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)基板以Al2O3、SiC、BeO 和AlN等為基材,這些材料在熱導(dǎo)率、抗彎強(qiáng)度以及熱膨脹系數(shù)方面有良好的性能,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于MCM電路基板行業(yè)。這次研究的電路基板材料是以微米Al2O3 和CaZrO3 為主要原料,采用硅碳棒電阻爐燒結(jié)制備而成,進(jìn)而探究其相對(duì)密度、介電常數(shù)以及介電損耗性能。

陶瓷電路基板

相對(duì)密度分析

  上圖是添加不同量微米Al2O3 和納米CaZrO3粉后對(duì)氧化鋁陶瓷集成電路基板材料相對(duì)密度的影響。由圖可知隨著溫度的升高,其基板材料的相對(duì)密度隨著升高,溫度達(dá)到1100 ℃達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 的添加量為60 wt%,納米ZrO2 的添加量為10 wt% 時(shí),氧化鋁陶瓷集成電路基板材料的相對(duì)密度相對(duì)其它配方最大,此時(shí)樣品較致密,有利于氧化鋁陶瓷集成電路基板材料力學(xué)性能的提高。

相對(duì)密度

介電常數(shù)分析

  上圖是基板材料的介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度變化曲線。可看出隨著溫度升高,其介電常數(shù)隨之升高。當(dāng)溫度達(dá)到1100 ℃時(shí),介電常數(shù)達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 添加量從50 wt% 變化至65 wt%,納米CaZrO3 添加量從20 wt% 變化至5 wt% 時(shí),氧化鋁集成電路基板材料的介電常數(shù)呈先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)微米Al2O3 含量為60 wt%,納米CaZrO3 含量為10 wt% 的時(shí)候,所制備的樣品性能最佳。這是因?yàn)橛绊懡殡姵?shù)的因素是多方面的,只要涉及配方組成中化學(xué)組成,當(dāng)堿金屬離子氧化物的含量越多,其介電常數(shù)越大。另外,溫度升高過(guò)程中各離子和偶極子的熱運(yùn)動(dòng)會(huì)隨著加強(qiáng),最終導(dǎo)致介電常數(shù)增加。

介電常數(shù)

介質(zhì)損耗分析

  上圖是基板材料的介質(zhì)損耗隨燒結(jié)溫度變化曲線。可得到隨著溫度的升高,介質(zhì)損耗逐漸下降。當(dāng)微米Al2O3 在50 wt% 至65 wt% 之間變化,納米CaZrO3在20 wt% 至5 wt% 之間變化時(shí),介質(zhì)損耗先減少后增加,當(dāng)微米Al2O3 添加量為60 wt%,納米CaZrO3 添加量為10 wt%,且當(dāng)燒結(jié)溫度為1100 ℃時(shí),燒結(jié)后樣品的介質(zhì)損耗值最小。

介質(zhì)損耗

  物質(zhì)的介質(zhì)損耗是由物質(zhì)內(nèi)部電子、離子漏導(dǎo)損耗以及空間電荷極化所引起,因而物質(zhì)的體積電阻率越小,其介質(zhì)損耗越大。樣品中CaZrO3的存在,使得二價(jià)Ca離子以及四價(jià)Zr離子對(duì)其他低價(jià)位的離子產(chǎn)生壓抑效應(yīng),使得樣品的介質(zhì)損耗增加,而Na2O 和K2O 的存在,使得K離子和Na離子由于雙堿效應(yīng)的作用,使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)合緊密,從而樣品的介質(zhì)損耗較小。

發(fā)布時(shí)間:2020/08/31 11:09:40 返回列表
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