低膨胀系数基板材料的性能及机理研究
玻璃基板性能对TFT-LCD面板TP的影响
引言TFT-LCD玻璃基板是显示面板的关键材料，主要用作薄膜晶体管（TFT）阵列的底板和彩色滤光片（CF）的底板。
基板玻璃作为显示器的重要组成部分，对显示器性能的影响巨大。
TP英文total pitch，中文含义是全面积尺寸，在TFT-LCD面板制程中，TP用来表示成膜图形与设计值的偏差。
图1是面板厂使用的两批次玻璃基板的TP值（以DX值表示）的比较。
图1 两批次玻璃基板TP值（以DX值表示）的比较可以看出S01批次的TP值较小且较稳定，S03批次的TP值较大且不稳定。
检测发现，S03批次的电测不良率较高，进一步在显微镜下分析发现，该批次产品镀膜后有较多的不规则灰斑和牛顿环，如图2所示。
面板厂在经过分析后认为，这些不良现象可能与玻璃基板的性能有关。
图2 电测工序观察到的不规则灰斑和牛顿环影响TP的因素非常多，其中主要包括玻璃基板的性能、膜厚均一性、烤炉温度分布、曝光温度、曝光真空度、Mask像素精度、Mask bending压力、CDC测量误差等。
本文主要研究玻璃基板的某些性能对TP的影响。
1TP产生原理TP通常产生在面板的成膜曝光工序，在玻璃基板上镀膜后，需要在曝光机内加热、曝光。
虽然玻璃基板厂商在生产过程中对玻璃基板进行了退火处理，但玻璃基板内部不可避免地存在着残余应力，使得玻璃基板处于松弛的状态。
在曝光处理时，玻璃基板被反复加热，内部质点被激活重排，造成尺寸上的收缩或伸张，于是镀在玻璃基板的膜层图形随之产生形变，造成图形尺寸的变化，即产生TP，如图3所示。
图3 TP的产生示意图2数据整理、分析与讨论（1）再热收缩率再热收缩率的试验数据见图4。
将加热一次的收缩率数据按从小到大的顺序排列，最小值为0.6×10-6，最大值为 5.4×10-6，平均值为 2.94×10-6。
加热六次后，所有试样的再热收缩率都增大，平均值为8.39×10-6，且都在均值上下波动。
低温共烧陶瓷基板ppt课件
几种主要基板材料
Al2O3氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷被广泛用于厚、薄膜电路和MCM的基板。氧化铝陶瓷的玻璃成分一般 由二氧化硅和其他氧化物组成。
氮化铝陶瓷
氮化铝突出的优良性能是具有和氧化铍一样的导热性，以及良好的电绝缘性能、 介电性能。氮化铝的价格比氧化铝要贵。
硅基板
硅是一种可作为几乎所有半导体器件和集成电路的基板材料。优点有其基板和硅IC 芯片完全匹配；热导率比氧化铝陶瓷高得多；易于用铝或其他金属进行金属化等。
LTCC 微波元件
LTCC 集成模块
天线的结构如图所示，可以看到LTCC 介 质被沿波损耗的目的。
图为将多个LTCC 频率合成器放置在基板上的LTCC 频率合成 器测试版。该组件包括了一个4×4 的开关矩阵，集成PIN 的二极管，单刀双掷开关IC 芯片和无源器件。为了检测整
LTCC 技术是1982 年美国休斯公司开发的一种新型材料技术。
该工艺就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，作为电路基板材 料，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要 的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在一定温度下烧结， 制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在 其表面可以贴装 IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块等等。
LTCC基板材料
目前已开发出多种LTCC 基板材料, 由于加入玻璃是实现LTCC 技术的重要措施, 因此 对适用的玻璃种类进行过大量研究, 如高硅玻璃, 硼硅酸玻璃, 堇青石玻璃等。
陶瓷粉料的比例是决定材料物理性能与电性能的关键因素。为获得低介电常数的 基板, 必须选择低介电常数的玻璃和陶瓷组合, 主要有硼硅酸玻璃/ 填充物质、玻 璃/ 氧化铝系、玻璃/莫来石系等, 要求填充物在烧结时能与玻璃形成较好的浸润。
有机基板
PCB用芳酰胺纤维的优点:
① 高红外吸收率， CO2激光制微小孔； ② 低热膨胀系数，基板尺寸稳定性， HDI可靠性； ③ 高玻璃化温度 (PPTA 芳酰胺纤维， Tg = 345 oC）； ④ 低介电常数 (3.5-3.7MHz: 为E型玻璃纤维的 1/2); ⑤ 高的强度和弹性模量； ⑥ 耐化学药品 (普通有机溶剂、盐类溶液）； ⑦ 表面平滑。
特点： 耐折性优良、弹性模量高、延展性好、适用 于挠性覆铜板； 纯度高，表面比电解铜箔平滑，有利于信号快 速传输。
缺点：价格贵，幅宽有限 (<65cm)。
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三、电解铜箔：
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Cu ? Cu2+
① 造液槽中，加入硫酸和铜料 ; ② 在加热条件下（ ~70 oC) 化学反应; ③ 过滤; ④ 生成CuSO4溶液; ⑤ 用泵抽入电解槽。
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光面 (Shing)
S: PCB电路面 (阴极辊表面抛光精度 与质量、辊表面的维
护、杂物清除 )
毛面
(Matt) M: PCB与基材结合
的面
阴极：Cu2+ + 2e = Cu
(CuSO4溶液加工的质 量、添加剂、电流密
度、转速)
阳极: 4OH- - 4e = 2H2O + O2
总：CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O 2+ 2H2SO4
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电子玻璃布性能标准参数 ： ① 经/纬纱的种类 ② 织布的密度（经 /纬纱单位长度的根数） ③ 厚度 ④ 幅宽 ⑤ 断裂强度（抗张强度）
PCB用基材所用的玻璃布采用平纹 布，比其它织法的玻璃布（斜纹、 缎纹等）具有断裂强度大、尺寸稳 定好、不易变形、重量厚度均匀）
氮化铝陶瓷基板的性能参数和应用范围
氮化铝陶瓷基板的性能参数和应⽤范围氮化铝陶瓷基板在⾼功率器件、半导体、⼤功率模组等领域⼴泛应⽤，就因为氮化铝陶瓷基板的优越特性，今天⼩编就来阐述⼀下氮化铝陶瓷基板的性能参数和应⽤范围。
⼀，氮化铝陶瓷基板的基础特性和性能参数1，氮化铝陶瓷基板特性氮化铝陶瓷基板导热率很⾼，是氧化铝陶瓷基板导热率的5倍，晶体是AIN，硬度强，绝缘性好，耐⾼温和耐腐蚀。
2，氮化铝陶瓷基板热导率（导热系数）氮化铝陶瓷基板的热导率（导热系数）⼤于等于170W/m.k，氮化铝陶瓷基板的热导率是氧化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板所不能及的。
3，氮化铝陶瓷基板多⼤尺⼨氮化铝陶瓷基板没有FR4板可以做到很长很⼤，尺⼨相对⽐较⼩，⼀般氮化铝陶瓷基板板料的最⼤尺⼨是110mm*140mm，氮化铝陶瓷基板属于陶瓷基，容易碎，做太⼤太长不符合基材的性质特点。
4，氮化铝陶瓷基板能耗和热膨胀系数氮化铝陶瓷基板介电损耗很低，在0.0002，加上热膨胀系数也很低（4.6~5.2），介电损耗⼩，能耗⼩，耐⾼温耐腐蚀，经久耐⽤。
5，氮化铝陶瓷基板介电常数氮化铝陶瓷基板介电常数⼀般在9.0，⽐氧化铝陶瓷基板介电常数低0..8，介电常数低，意味着品质更优。
6，氮化铝陶瓷基板抗弯强度抗弯强度，是指材料抵抗弯曲不断裂的能⼒，主要⽤于考察陶瓷等脆性材料的强度。
氮化铝陶瓷基板的折弯强度是450Mpa，氧化铝陶瓷基板折弯强度是400Mpa,意味着氮化铝陶瓷基板能够承受更多的压⼒和张⼒。
7，氮化铝陶瓷基板硬度和断裂韧性材料抵抗其它硬物压⼊引起凹陷变形的能⼒。
常⽤的硬度单位有布⽒硬度（HB或BHN），维⽒硬度（Hv或VHN），洛⽒硬度（HRA、HRC或RHN）奴⽒硬度（HK或KHN）。
材料的表⾯硬度是其强度、⽐例极限、韧性、延展性及抗磨损、抗切割能⼒等多种性质综合作⽤的结果。
氮化铝陶瓷基板的断裂韧性是3.0Mpa m1/2。
8，氮化铝陶瓷基板的脆性和颜⾊、表⾯粗糙度氮化铝陶瓷基板的脆性较⾼，虽然⽐氧化铝陶瓷基板硬度更强⼀些，氧化铝陶瓷基板板材是⽩⾊的，氮化铝陶瓷基板呈灰⽩⾊。
轧制复合CuMoCu电子封装材料的研究
中南大学硕士学位论文轧制复合Cu/Mo/Cu电子封装材料的研究姓名：王海山申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：王志法20040501中南大学硕士学位论文摘要为了迎接电子工业快速发展，封装材料必须具有优良的综合性能，ｃｕ／Ｍｏ／ｃｕ复合层板就是～种性能优良的电子封装材料。
本文采用轧制复合的方法成功制备了Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ电子封装材料，并对其加工工艺过程进行了研究，对材料的力学性能和物理性能进行了检测，并借助金相显微镜、扫描电镜对钼、铜界面的微观组织进行了观察，此外，还对复合材料性能的计算模型进行了分析和研究，结果表明：１）表面处理方法对Ｃｕ／Ｍｏ／ｃｕ复合层板结合面的剪切强度有显著影响，经喷砂＋化学处理后Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ复合层板的界面剪切强度最高，经常规化学处理的材料的剪切强度最低。
２）复合层板在８５０℃、初道次变形率为５０％的条件下进行轧制有较好的综合性能。
３）退火温度对复合层板的性能如热导率、剪切强度均有显著影响，经８５０℃退火的复合层板的综合性能最好。
４）ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ电子封装材料的界面不存在元素扩散，喷砂＋化学处理的复合层板的界面结合是依靠表面膜破裂机制、硬化块破裂机制、热作用机制和机械啮合机制等共同作用的。
５１在ｃｕ／Ｍｏ／ｃｕ复合层板的进一步加工过程中，提高轧制温度对复合层板的抗拉强度和平面电导率有利，丽降低轧制温度对于提高复合层板的表面质量和弯曲性能有利。
６１本文所建立的复合层板的包覆率方程和经过修正的复合材料导电、导热和热膨胀性能的经典模型计算值与实测结果比较符合，町用予ｃｕ／Ｍｏ／ｃｕ电子封装材料性能的预测计算。
关键词：ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ，轧制复合，加］：工艺，结合机制，性能预测————！童查兰璺主兰簦笙奎ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｂｍｅｅｔｔｈｅｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｄｕｓｔｒｙ’ｅＩｅｃ仃ｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇｍａｔｅ“ａｌｓｓｈｏｕｌｄｈａｖｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｉｍｅｇｒａｔｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓｈａｖｅｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄｐｒｏｐｅｎｉｅｓ．Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｓｕｃｃｅｓｓ如ｌｌｙｂｙｒｏｌｌｂｏｎｄｉｎｇｉｎｔｈｉｓｐ印ｅｒ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅＣｕ／Ｍｏ／ＣｕｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓｗｅｒｅｉｎＶｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅ１ａｍｉｎａｔｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ．ａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭｏ／ＣｕｉｍｅｒｆａｃｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｏｐｔｉｃａＩｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＯＭ）ａｎｄｓｃａ皿ｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｊｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．ｍａｔ’ｓｍｏｒｅ，ｔ１１ｅｍａ也ｅｍａｔｊｃａｌｍｏｄｅｌｓｆｏｒｔｈｅｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｃｏＩｎｐｏｓｉｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：（１）ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｍａｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｓｈａＶｅａｎｉⅡＩｐｏｒｔａｎｔｅｆＩ色ｃｔｏｎｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓ．Ｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎ舒ｈｏｆｔｌｌｅＣｕ／Ｍｏｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｓａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｐｌｕｓｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｈａｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅｓ，ａｎｄｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｔｒｅａｔｅｄｏｎＩｙｗｉｔｈｎｏｎｌｌａｌｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｈａｄｔｈｅ１０ｗｅｓｔｓｈｅａｒｓｔｒｅ力ｇｍ．（２）Ｔｈｅｒｏｌｌ七ｏｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａ．ｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｆｉｒＳｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｈａｄａ向ｎｄ锄ｅｎｔａｌｅｆｒｅｃｔｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓ．Ｔｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓｈａｄｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｈｅｎｍ１１ｅｄａｔ８５０℃ｗｉｍｍｅｆｌｒｓｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆ５０％．（３）Ｔｈｅａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈａｄａ１１ｉｍｐｏｎａｎｔｅｆｋｃｔｏｎｍｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｍｅｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｌｌ．ｏｆｔｈｅｃｌａｄｄｉｎ２ｓｈｅｅｔｓｓｕｃｈａｓＴｈｅｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓａｎｎｅａｌｅｄａｔ８５０℃ｈａｄｔｈｅｂｅｓｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ｆ４１ＴｈｅｄｉｆｍｓｉｏｎｄｉｄｎｏｔｈａｐｐｅｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｔｈｅＣｕ／ＩⅥｏ／Ｃｕｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓ．ＴｈｅｂｏｎｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓｔｒｅａｔｅｄｗｉｍｓａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｐｌｕｓｏｆｓｕｒｆ犯ｅｍｅｍｂｒａｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｔｈｅａｎｄｈａｒｄｅｎｅｄｓｕｒｆ如ｅ，ｅｎｅｒｇｙａｃｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｊｏｇｇｌｅｏｆｍａｔｊｎｇｓｕｒｆａｃｅｓ．ｓｈｏｗｅｄｍａｔｆ５）Ｄ１］ｒｉｎｇｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＣｕ，Ｍｏ／Ｃｕｌａｍｉｎａｔｅｓ，ｉｔａｎｄｈｉｇｈｅｒｒｏｌｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｎｉｍｐｒ０ＶｅｍｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈＩＩ中南大学硕士学位论文ｉｎ—ｐｌａｎｅｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａ１１ｄ１０ｗｅｒｒ０１ｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｉｎｆｈｖｏｒｏｆｇｏｏｄｓｕｒｆ－ａｃｅｑｕａｌｉｔ），ａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｂｅｎｄｉｎｇ．（６）Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｊｃａｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆ傲ｅｃｌａｄｄｉｎｇｒａｔｉｏｅｑｕａｔｉｏｎａ１１ｄｉｍｐｒｏＶｅｄｃｌａｓｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｆｏｒｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｄｌｌｃｔｉｖｉｔｖ．ｔｈｅｎｎａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆＣｕ／Ｍｏ／ＣｕｃｌａｄｄｉｎｇｓｈｅｅｔｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｍａＩｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．ＩｔｂｅｃｏｍｅｓｃｌｅａｒｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｑｕａｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｆｏｒｍｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｕ厂Ｍｏ，Ｃｕ，ｍｌｌ－ｂｏｎｄｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｂｏｎｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｐｒｏｐｅｒｔｙｆｏｒｅｃａｓｔｍｇＩＩｌ原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及驭得的研究成果。
PCB用基板材料简介
PCB用基板材料簡介PCB用基材的分类：1、按增强材料不同（最常用的分类方法）纸基板（FR-1,FR-2,FR-3)环氧玻纤布基板（FR-4,FR-5)复合基板(CEM-1,CEM-3)HDI板材（RCC)特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材、热塑性基材等) 2、按树脂不同来分酚酫树脂板环氧树脂板聚脂树脂板BT树脂板PI树脂板3、按阻燃性能来分阻燃型（UL94-VO,UL94-V1)非阻燃型（UL94-HB级）基材常见的性能指标：玻璃化转变温度（Tg)目前FR-4板的Tg值一般在130-140度，而在印制板制程中，有几个工序的问题会超过此范围，对制品的加工效果及最终状态会产生一定的影响。
因此，提高Tg是提高FR-4耐热性的一个主要方法。
其中一个重要手段就是提高固化体系的关联密度或在树脂配方中增加芳香基的含量。
在一般FR-4树脂配方中，引入部分三官能团及多功能团的环氧树脂或是引入部分酚酫型环氧树脂，把Tg值提高到160-200度左右。
基材常见的性能指标：介电常数DK介电常数DK随着电子技术的迅速发展，信息处理和信息传播速度提高，为了扩大通讯通道，使用频率向高频领域转移，它要求基板材料具有较低的介电常数e和低介电损耗正切tg。
只有降低e 才能获得高的信号传播速度，也只有降低tg,才能减少信号传播损失。
热膨胀系数（CTE）随着印制板精密化、多层化以及BGA,CSP等技术的发展，对覆铜板尺寸的稳定性提出了更高的要求。
覆铜板的尺寸稳定性虽然和生产工艺有关，但主要还是取决于构成覆铜板的三种原材料：树脂、增强材料、铜箔。
通常采取的方法是（1）对树脂进行改性，如改性环氧树脂（2）降低树脂的含量比例,但这样会降低基板的电绝缘性能和化学性能；铜箔对覆铜板的尺寸稳定性影响比较小。
UV阻挡性能今年来，在电路板制作过程中，随着光敏阻焊剂的推广使用，为了避免两面相互影响产生重影，要求所有基板必须具有屏蔽UV的功能。
阻挡紫外光透过的方法很多，一般可以对玻纤布和环氧树脂中一种或两种进行改性，如使用具有UV-BLOCK和自动化光学检测功能的环氧树脂。
高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中的应用研究
高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中的应用研究近年来，电子封装技术在电子行业中发挥着十分重要的作用。
电子封装材料的研发不断推动着电子产品的发展和革新。
高分子碳酸钙功能复合材料作为一种新型的封装材料，具有很高的应用潜力。
本文将对高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中的应用进行研究，并探讨其优势和潜在的挑战。
首先，让我们来了解一下高分子碳酸钙功能复合材料的基本特性。
高分子碳酸钙功能复合材料是一种由聚合物基质与碳酸钙填充物组成的复合材料。
该材料具有低密度、优异的耐热性、低热膨胀系数以及良好的机械性能等特点。
这些特性使得高分子碳酸钙功能复合材料成为一种非常适合用于电子封装的材料。
其次，高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中的应用研究主要集中在以下几个方面：一、电子封装基板材料高分子碳酸钙功能复合材料可用作电子封装基板的材料。
该材料可以有效地提高封装基板的机械强度、热稳定性和耐腐蚀性能。
此外，它的低热膨胀系数可以有效地减少由于温度变化引起的封装失效问题。
因此，高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中的应用可以提高电子产品的可靠性和稳定性。
二、电子封装材料的导热性能高分子碳酸钙功能复合材料具有优异的导热性能，可以用于制造具有高导热性能的电子封装材料。
由于电子器件的集成度不断提高，电子器件的热量也越来越大，传统的封装材料无法满足散热需求。
而高分子碳酸钙功能复合材料的导热性能可以有效地解决这个问题，提高电子产品的散热能力，延长器件的寿命。
三、电子封装材料的阻燃性能高分子碳酸钙功能复合材料具有良好的阻燃性能，可用于制造具有阻燃性能的电子封装材料。
在电子封装过程中，由于电子器件工作时产生的热量，封装材料容易发生燃烧。
高分子碳酸钙功能复合材料的阻燃性能可以有效地减缓或阻止火焰的扩散，提高电子产品的安全性和稳定性。
尽管高分子碳酸钙功能复合材料在电子封装中具有许多优点，但仍存在一些潜在的挑战需要解决。
首先，高分子碳酸钙功能复合材料的成本较高，这限制了其在电子封装中的大规模应用。
微波介质基板材料及选用
微波介质基板材料及选用微波介质基板是在微波电路设计和制造中广泛使用的一种重要材料。
它具有低介电损耗、高绝缘强度、良好的化学稳定性、低热膨胀系数和高温性能等特点。
基于不同的应用需求，选择适当的基板材料对于确保微波电路的性能至关重要。
本文将介绍几种常见的微波介质基板材料及其选用。
1.常见的介质基板材料：(1)FR4板：FR4是一种常见的玻纤增强热固性塑料，主要由玻璃纤维和环氧树脂组成。
它具有低成本、良好的机械性能和绝缘性能，因此被广泛应用于通信、计算机和消费电子等领域的微波电路设计。
(2)RO4003C板：RO4003C是一种高频率低介电损耗复合介质基板。
它由玻璃纤维增强PTFE（聚四氟乙烯）和陶瓷复合材料构成。
RO4003C具有较低的介电损耗、优秀的尺寸稳定性和化学稳定性，因此适用于高性能的射频和微波电路设计。
(3)RO4350B板：RO4350B是一种高频率低介电损耗复合介质基板。
它由玻璃纤维增强PTFE和陶瓷复合材料构成。
RO4350B具有较低的介电损耗、低热膨胀系数和优秀的维护性能，因此适用于高频率和高功率应用的微波电路设计。
(4)PTFE板：PTFE（聚四氟乙烯）是一种常见的高频率低介电损耗材料。
它具有优异的高温稳定性、化学稳定性和绝缘性能。
PTFE板常用于扩展频率范围和提高微波电路性能的特殊应用，如天线、传输线和滤波器等。
2.基于应用需求的选用：(1)频率要求：不同的基板材料具有不同的频率特性。
对于低频应用，如2.4GHzWLAN，FR4板就能满足需求。
而对于高频应用，如6GHzWLAN，RO4003C和RO4350B等低介电损耗基板将更适合。
(2)功率要求：高功率应用需要具备较好的热导性和绝缘性能，以确保电路的稳定性和性能。
RO4003C和RO4350B等陶瓷复合材料基板具有较低的热膨胀系数和较高的绝缘强度，适用于高功率应用。
(3)尺寸要求：一些特定领域的微波电路设计可能对尺寸稳定性和机械性能有较高的要求。
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低膨胀系数基板材料的性能及机理研究
随着技术的进步,微电子器件向着高度集成化、小型化方向发展,这对基板材
料提出了新的要求。经过多年研究,国外的一些科研机构已经实现了LTCC基板材
料的商用化,但是国内在这一领域仍然处于追赶状态。
因此,制备出满足LTCC基板要求的材料并研究其机理,已经成为了一个极为
重要的课题。Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)和CaO-Al2O3-SiO2(CAS)微晶玻璃具有低热
膨胀系数、低介电常数的特点,具有应用于LTCC基板材料领域的潜力。
因此本文采用玻璃熔融法和固相反应法分别制备了LAS微晶玻璃和CAS微晶
玻璃,并研究了玻璃组成、烧结制度对其晶体析出、微观结构、烧结及性能的影
响,主要获得了如下成果:一、LAS微晶玻璃1)MgO的添加可以降低微晶玻璃的析
晶温度,有利于致密化烧结,并能促进透辉石晶相析出,并使得材料的抗弯强度由
75 MPa提高到155 MPa。通过调节MgO的掺杂量及烧结制度,可以改变其中的晶
相种类和含量,进而实现热膨胀系数可在0.5~4.3×10-6·K-1之间调节。
2)微晶玻璃的玻璃化转变温度和析晶温度随着ZnO含量的增大而降低。过量
的ZnO添加会导致ZnAl2O4晶相析出。
适量添加ZnO会增大材料密度,有利于材料烧结致密化,最佳烧结温度为
800℃,保温时间是30 min。由于Zn2+离子半径大,阻碍碱金属离子的移动,其含
量的增大会使材料的介电损耗降低。
微晶玻璃的抗弯强度受到晶相性能的影响,具有较大弹性模量的ZnAl2O4晶
相的析出使得材料的抗弯强度增大,同时由于较大热膨胀系数的晶相析出,体系
的热膨胀系数随着ZnO含量的增大而升高。3)由于CaO的解聚作用,其含量的增
大会导致体系析晶倾向增大,并促进透辉石相析出。
CaO的添加会降低玻璃的粘度,使得液相含量增多,这有利于致密化烧结。由
于析出的透辉石晶相与主晶相的介电常数相差不大,CaO的添加对材料的介电常
数影响较小,因此介电常数主要取决于材料的致密化程度。
透辉石含量的增大也会导致材料热膨胀系数的增大。4)利用氧化物掺杂和烧
结制度的调节,实现了LAS微晶玻璃热膨胀系数在较大范围内可调。
在800℃保温烧结30 min的微晶玻璃样品获得了最佳的性能:高的抗弯强度
(155 MPa),介电常数较低(7.2),介电损耗较低(2×10-3),低的热膨胀系数(3.2
×10-6·K-1)。具有这些优秀性能的LAS微晶玻璃可以满足LTCC基板材料的要
求。
二、LAS微晶玻璃+Al2O3陶瓷复合材料文献指出,在低热膨胀系数体系中引
入高热膨胀系数晶相,会增大微晶玻璃抗弯强度。出于提高材料抗弯强度的目的,
将具有较大热膨胀系数的Al2O3陶瓷添加到LAS微晶玻璃中,制备了LAS微晶玻
璃+Al2O3陶瓷复合材料。
由于来源于玻璃的液相对致密化烧结有利,玻璃的减少会增大材料的析晶温
度,使得烧结温度增大。Al2O3陶瓷含量的增大会导致具有大介电常数和热膨胀
系数的Al2O3晶相的析出,并使得材料的抗弯强度、介电常数和热膨胀系数均出
现增大。
Al2O3含量为20 wt%的材料样品具有最佳的性能:高的抗弯强度(173 MPa),
低的介电常数(8),低的介电损耗(2.4×10-3),低的热膨胀系数(2.9×10-6·K-1),
可以满足LTCC基板材料的要求。三、CAS微晶玻璃1)Al2O3/SiO2比的增大会连
接玻璃中的断网,使得析晶变得困难,并降低玻璃的粘度,使得材料的收缩率下降。
材料的组成和烧结制度的变化会使得体系中的晶相含量和种类发生变化,从
而影响材料的性能。2)调整氧化物ZnO的添加会削弱了网络结构,从而降低玻璃
的玻璃化转变温度和析晶温度,并导致石英和钙长石晶相析出量增大。
ZnO增大导致高热膨胀系数的晶相析出,使得材料的热膨胀系数增大。3)通
过改变玻璃组成和烧结制度,可以调节玻璃中晶相的种类与含量,并获得不同的
性能。
在900℃保温烧结2 h的CAS微晶玻璃样品具有最佳的性能:高的抗弯强度
(145 MPa),低的介电常数(5.5),低的介电损耗(3.4×10-3)以及低的热膨胀系数
(5.3×10-6·K-1),可以满足LTCC基板材料的要求。四、热膨胀系数计算和析晶
动力学的研究1)通过XRD法测试微晶玻璃中晶相和玻璃相的含量,并以此计算材
料的热膨胀系数,结果表明,计算值和实测值大体吻合。
这说明微晶玻璃的热膨胀系数主要取决于其晶相的热膨胀系数,控制晶体析
出即可获得想要的热膨胀系数。2)ZnO掺杂使LAS微晶玻璃的析晶活化能由219.5
kJ/mol降到143.1 kJ/mol,LAS微晶玻璃的析晶指数n值在3.1~3.5之间,说明
该玻璃析晶机制为整体析晶。
ZnO掺杂使CAS微晶玻璃的析晶活化能由339 kJ/mol降到275 k J/mol,CAS
微晶玻璃的析晶指数n值在1.41~1.82之间,说明该玻璃析晶机制为表面析晶。