玻璃陶瓷复合材料的制备_微结构和性能.docxVIP

①玻璃陶瓷复合材料的制备、微结构和性能陈国华1,2,刘心宇1,2(1.桂林电子工业学院信息材料科学与工程系,桂林541004;2.中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)摘要:采用电子陶瓷工艺制备了一系列玻璃/锶长石陶瓷复合材料,并对复合材料进行X射线衍射分析、扫描电镜观察和性能测试。结果表明:复合材料的介电常数、热膨胀系数和显微硬度随着锶长石含量的增加而增加,而介电损耗随锶长石含量的增加而减小。锶长石含量大于50%(质量分数)的复合材料中α石英和方石英的析出增加了材料的热膨胀系数,但对材料的介电性能影响不大。所制备的复合材料具有低的介电常数(5.2～5.8)、低的介电损耗(0.10%～0.25%)、低的热膨胀系数(4.4×10-6～6.2×10-6℃-1)和低的烧结温度(≤900℃),有望用于电子封装领域。关键词:玻璃/陶瓷复合材料;锶长石;烧结;微结构中图分类号:TB3.33文献标识码:APreparation,microstructureandpropertiesofglass/ceramiccompositesCHENGuo2hua1,2,LIUXin2yu1,2(1.DepartmentofInformationMaterialsScienceandEngineering,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China;2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Aseriesofglass/ceramiccompositeswerepreparedusingelectronicceramicsprocessfromborosilicateglasswithSr2celsian,whichcontains30%,40%,50%,60%,70%(massfraction)ceramic.Thephaseandmicro2structuralevolutionofthecompositeswerecharacterizedbyX2raydiffractrometryandscanningelectronmicroscope.Thepropertiesofthecompositeswerealsomeasured.Theresultsshowthatthethermalexpansioncoefficient,die2lectricconstantandhardnessofthecompositesincreasewiththeincreaseofSr2celsiancontent.However,thedielec2triclossdecreaseswithincreasingSr2celsiancontent.Theformationofα2quartzandcristobaliteinthecompositescontainingabove50%ceramiccontentduringthesinteringprocesshasbadeffectonthermalexpansionbehaviour,buthaslittleeffectonthevaluesofdielectricpropertiesofthecomposites.Theobtainedcompositesexhibitlowdie2lectricconstant(5.25.8),lowdielectricloss(≤0.25%),lowthermalexpansioncoefficient(4.4×10-66.2×10-6℃-1)andlow2temperaturesinteringbehavior(≤900℃),whichsuitsforelectronicpackagingfield.Keywords:glass/ceramiccomposites;Sr2celsian;sintering;microstructure为了满足大规模集成电路高速运行的要求,电子封装陶瓷基板应具有比氧化铝(介电常数ε=9)低的介电常数、与硅(或砷化镓)相近的热膨胀系数(硅,3.5×10-6K-1;砷化镓,5.6×10-6K-1)和基金项目:广西自然科学基金资助项目(0339066)收稿日期修订日期通讯作者:陈国华,教授;电话:077325601434;E2mail:cgh1682002@163.com;chengh@·818·中国有色金属学报2006年5月低的烧结温度(≤1000℃)以便与低成本的高导电率金属如