低温共烧（LTCC）BNT系统陶瓷材料研究

摘要

LTCC是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的新技术，它为电子系统的元器件以及模块小型化、轻量化提供了很好的解决途径，越来越受到国内国际上的重视。本论文主要研究了以BNT(BaO-Nd2O3-TiO2)陶瓷系统为基础，分别添加BZB(B2O3-ZnO-Bi2O3)玻璃和3Z2H(3ZnO-2H3BO3)玻璃对系统性能的影响，并从配比和工艺等方面进行调整，从而得到两种LTCC介质材料。 BNT(BaO-Nd2O3-TiO2)系统陶瓷是一种介电性能优良的陶瓷，但是其烧结温度较高，无法直接在950℃下与Ag、Cu等低熔点金属电极材料共烧。首先，我们对BNT陶瓷进行了改进，通过添加Bi2O3，使其烧结温度降低，同时增大介电常数。接下来，添加了低软化点的玻璃，由于低软化点的玻璃和高熔点的BNT陶瓷相互作用，使得BNT和玻璃之间良好的润湿使其烧结温度降低，同时通过调节工艺等条件，使其介电性能满足需要。 添加了BZB(B2O3-ZnO-Bi2O3)玻璃之后，经过研究发现：预烧温度为1160℃，通式为Ba6-3x(Nd0.4Bi0.6)8+2xTi18O54(x=2/3)的BNT陶瓷，在添加40wt％BZB玻璃后，烧结温度可降到900℃，在保温2小时后，其介电性能为：ε≈76.1，tgδ≈4.6×10-3(测试频率为1MHz)，αc≤0±30ppm/℃，绝缘电阻R≥1×1011Ω。 添加了3Z2H(3ZnO-2H3BO3)玻璃之后，经过研究发现：预烧温度1100℃，通式为Ba6-3x(Nd0.5Bi0.5)8+2xTi18O54(x=2/3)的BNT陶瓷，在添加10wt％3Z2H玻璃后，烧结温度可降到900℃，在保温1小时后，其介电性能为：ε≈52.7，tgδ≈3.5×10-3(测试频率为1MHz)，αc≤0±150ppm/℃，绝缘电阻R≥1×1010Ω。 本文研究材料可用于制备LTCC陶瓷电容器等器件，将具有良好的社会和经济效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1多芯片微组装技术

1.1.1多芯片微组装技术概论

1.1.2 MCM现状及其发展趋势

1.2 LTCC介质材料

1.2.1 LTCC概念及特点

1.2.2 LTCC介质材料特点及进展

1.3 LTCC介质材料的应用

1.3.1 LTCC基板、封装材料

1.3.2 LTCC电子元器件材料

第二章实验系统的确定

2.1陶瓷主晶相的研究

2.2玻璃相的研究

2.3系统的确定

第三章实验研究

3.1实验工艺流程

3.2样品测试

第四章在BaO-Nd2O3-TiO2系统中添加BZB玻璃的研究

4.1 BNT陶瓷相的改进研究

4.2 BZB的添加对BNT系统的影响

4.3不同比例BZB添加对BNT系统介电常数的影响

4.4工艺因素对介电性能的影响

4.4.1预烧温度对系统介电性能的影响

4.4.2烧结温度对系统介电性能的影响

4.4.3保温时间对系统介电性能的影响

4.5结论

第五章在BaO-Nd2O3-TiO2系统中添加3Z2H玻璃的研究

5.1 3Z2H含量对系统性能的影响

5.2工艺因素对系统介电性能的影响

5.3结论

第六章结论及意义

6.1添加BZB玻璃

6.2添加3Z2H玻璃

6.3实验成果

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢