介電材料課件

第一章電介質(zhì)陶瓷

第一節(jié)電介質(zhì)陶瓷

電介質(zhì)陶瓷是指電阻率大于108Ωm的陶瓷材料，能承受較強(qiáng)的電場(chǎng)而不被擊穿。按其在電場(chǎng)中的極化特性，可分為電絕緣陶瓷和電容器陶瓷。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，在這類(lèi)材料中又相繼發(fā)現(xiàn)了壓電、鐵電和熱釋電等性能，因此電介質(zhì)陶瓷作為功能陶瓷又在傳感、電聲和電光技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電介質(zhì)陶瓷在靜電場(chǎng)或交變電場(chǎng)中使用，衡量其特性的主要參數(shù)是體積電阻率、介電常數(shù)和介電損耗。電容器一、電絕緣陶瓷

電絕緣陶瓷又稱(chēng)裝置瓷，有人又稱(chēng)它為電子工業(yè)用的結(jié)構(gòu)陶瓷。主要用作集成電路基片，也用于電子設(shè)備中安裝、固定、支撐、保護(hù)、絕緣、隔離及連接各種無(wú)線(xiàn)電零件和器件。裝置瓷應(yīng)具備以下性質(zhì)：（3）機(jī)械強(qiáng)度要高，因?yàn)檠b置瓷在使用時(shí)，一般都要承受較大的機(jī)械負(fù)荷。通常抗彎強(qiáng)度為45～300Mpa，抗壓強(qiáng)度為400～2000Mpa。（4）良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐風(fēng)化、耐水、耐化學(xué)腐蝕，不致性能老化。陶瓷基片陶瓷封裝電子用陶瓷零件電絕緣陶瓷材料按化學(xué)組成分為氧化物系和非氧化物系兩大類(lèi)。氧化物系主要有Al2O3和MgO等電絕緣陶瓷，非氧化物系主要有氮化物陶瓷，如Si3N4、BN、AlN等。大量應(yīng)用的主要有以下幾個(gè)多元系統(tǒng)陶瓷：滑石瓷§1-2-1滑石瓷1、滑石的結(jié)構(gòu)滑石瓷分子式：3MgO·4SiO2·H2O滑石礦為層狀結(jié)構(gòu)的鎂硅酸鹽，屬單斜晶系，[SiO4]四面體聯(lián)結(jié)成連續(xù)的六方平面網(wǎng)，活性氧離子朝向一邊，每?jī)蓚€(gè)六方網(wǎng)狀層的活性氧離子彼此相對(duì)，通過(guò)一層水鎂氧層聯(lián)結(jié)成復(fù)合層。復(fù)合層共價(jià)鍵\離子鍵分子鍵2、滑石的相變120~200℃，脫去吸附水1000℃，脫去結(jié)構(gòu)水，轉(zhuǎn)變?yōu)槠杷徭V1557℃，再次失去Si，生成鎂橄欖石§1-2典型低介裝置瓷呈單鏈狀輝石結(jié)構(gòu)，它有三種晶型：頑輝石原頑輝石斜頑輝石偏硅酸鎂原頑輝石是滑石瓷的主晶相，有少量斜頑輝石(1)老化（粉化）:

老化原因：防老化措施：

a.用粘度大的玻璃相包裹晶粒，防止相變

b.抑制晶粒生長(zhǎng)

c.去除游離石英§1-2典型低介裝置瓷(2)開(kāi)裂開(kāi)裂原因：防開(kāi)裂措施：

a.1300~1350℃高溫預(yù)燒

b.熱壓鑄成型§1-2典型低介裝置瓷(3)燒結(jié)溫區(qū)過(guò)窄MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)的最低共熔點(diǎn)為1335℃，其組成為MgO(20%)、Al2O3(18.3%)、SiO2(61.4%)，與滑石瓷的組成非常接近，故滑石瓷在1350℃左右開(kāi)始出現(xiàn)液相，并隨溫度的升高，液相數(shù)量急劇增加，使胚體軟化、變形、甚至報(bào)廢。由于粉料經(jīng)高溫預(yù)燒后活性下降，燒結(jié)溫度過(guò)低會(huì)出現(xiàn)生燒。因此滑石瓷的燒結(jié)溫區(qū)一般為10~20℃?！?-2典型低介裝置瓷4、滑石瓷的用途滑石瓷便宜，但熱穩(wěn)定性差，主要用于制造絕緣子線(xiàn)圈骨架波段開(kāi)關(guān)管座電阻基體管座線(xiàn)圈骨架絕緣子§1-2典型低介裝置瓷5、其他滑石類(lèi)瓷簡(jiǎn)介(1)鎂橄欖石瓷（MgO·SiO2）(2)堇青石瓷（2MgO·2Al2O3·5SiO2

）§1-2典型低介裝置瓷(1)鎂橄欖石a、鎂橄欖石瓷在高溫、高頻下介電性能優(yōu)于滑石瓷；b、高溫下，絕緣電阻高；c、熱膨脹系數(shù)與Ti-Ag-Cu或Ti-Ni合金相匹配，有利于真空封接；d、可作金屬膜電阻，碳膜電阻和繞線(xiàn)電阻的基體以及IC基片；e、線(xiàn)膨脹系數(shù)大，抗熱沖擊性能差；§

1-2典型低介裝置瓷§1-2-2氧化鋁瓷1、氧化鋁瓷的分類(lèi)、性能與用途2、氧化鋁瓷原料的制備3、降低燒結(jié)溫度、改進(jìn)工藝性能的措施§

1-2典型低介裝置瓷1、氧化鋁瓷的分類(lèi)、性能與用途以Al2O3為主要原料，α-Al2O3為主晶相的陶瓷稱(chēng)為氧化鋁瓷。根據(jù)氧化鋁瓷的含量，將氧化鋁瓷分為莫來(lái)石瓷、剛玉-莫來(lái)石瓷、剛玉瓷，含Al2O375%以上的稱(chēng)為高鋁瓷根據(jù)氧化鋁瓷的顏色和透光性能，可分為白色Al2O3瓷、黑色Al2O3瓷、透明Al2O3瓷。§

1-2典型低介裝置瓷瓷料類(lèi)別Al2O3含量％相組成結(jié)晶相玻璃相莫來(lái)石瓷45~7085~90%莫來(lái)石10~15%剛玉－莫來(lái)石瓷70~9080~90%莫來(lái)石和剛玉10~20%剛玉瓷90~99.580~100%剛玉10~20%或以下氧化鋁陶瓷按Al2O3含量分類(lèi)§

1-2典型低介裝置瓷氧化鋁瓷的用途：a、用于一般滑石瓷場(chǎng)所b、高溫、高壓、高頻、大功率特殊情況下c、特殊環(huán)境，如：集成電路外殼（黑色Al2O3）鈉燈（透明Al2O3）宇宙飛船的視窗（透明Al2O3）黑色Al2O3透明Al2O3§

1-2典型低介裝置瓷2、氧化鋁瓷原料的制備(1)天然礦物(2)化學(xué)法(3)冷凍干燥法§

1-2典型低介裝置瓷(2)化學(xué)法鋁的草酸鹽熱分解醇鹽水解sol-gel法可獲得高純、高均勻度的超細(xì)粉料,平均粒徑10~30nm，比表面積550±10%m2/g，純度高達(dá)99%以上?！?/p>

1-2典型低介裝置瓷(3)冷凍干燥法將含Al3+溶液霧化成微小液滴，快速凍結(jié)為固體，加熱使液滴中的水升華氣化，干燥形成無(wú)水鹽，焙燒后得到球型顆粒。特點(diǎn)：疏松而脆，容易粉碎成均勻，超細(xì)原料成分均勻適于批量化生產(chǎn)，設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低§1-2典型低介裝置瓷3、降低燒結(jié)溫度、改進(jìn)工藝性能的措施

加入變價(jià)金屬氧化物MnO2、TiO2

加入助熔劑，固液燒結(jié)

利用超細(xì)粉體，提高粉體燒結(jié)活性

采用還原氣氛燒結(jié)或熱壓燒結(jié)§1-2典型低介裝置瓷§1-2-3高熱導(dǎo)率陶瓷基片1、基片應(yīng)具有的機(jī)電性能2、電介質(zhì)導(dǎo)熱機(jī)制3、高熱導(dǎo)率晶體的結(jié)構(gòu)特征4、高導(dǎo)熱陶瓷材料特征比較5、多芯片組裝-多層基片§

1-2典型低介裝置瓷1、基片應(yīng)具有的機(jī)電性能①高熱導(dǎo)率，低膨脹系數(shù)，高絕緣電阻和抗電強(qiáng)度，低介電常數(shù)和低的介質(zhì)損耗。②機(jī)械性能優(yōu)良，易機(jī)械加工③表面平滑度好，氣孔率小，微晶化④規(guī)模生產(chǎn)具可行性，適應(yīng)金屬化、成本低

§

1-2典型低介裝置瓷2、電介質(zhì)導(dǎo)熱機(jī)制金屬導(dǎo)熱的主要機(jī)制是通過(guò)大量質(zhì)量很輕的自由電子的運(yùn)動(dòng)來(lái)迅速實(shí)現(xiàn)熱量的交換，因而具有較大的熱導(dǎo)率，但不適合制作IC基片（導(dǎo)電性）?！?/p>

1-2典型低介裝置瓷陶瓷是絕緣體，沒(méi)有自由電子，其熱傳導(dǎo)機(jī)理是由晶格振動(dòng)的格波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)量子理論，晶格波或熱波可以作為聲子的運(yùn)動(dòng)來(lái)描述，即熱波既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。通過(guò)聲子間的相互碰撞，高密度區(qū)的聲子向低密度區(qū)擴(kuò)散，聲子的擴(kuò)散同時(shí)伴隨著熱的傳遞。

T1高溫端

T2低溫端聲子熱傳導(dǎo)（類(lèi)似于氣體）§1-2典型低介裝置瓷陶瓷的熱傳導(dǎo)公式：K-熱導(dǎo)率，C-聲子的熱容，V-聲子的速度，l-聲子的平均自由程，v-聲子的振動(dòng)頻率。聲子的散射機(jī)制：聲子的平均自由程除受到格波間的耦合作用外（聲子間的散射），還受到材料中的各種缺陷、雜質(zhì)以及樣品邊界（表面、晶界）的影響?！?/p>

1-2典型低介裝置瓷3、高導(dǎo)熱晶體的結(jié)構(gòu)特征共價(jià)鍵很強(qiáng)的晶體；結(jié)構(gòu)單元種類(lèi)較少，原子量或平均原子量均較低；不是層狀結(jié)構(gòu)；

§

1-2典型低介裝置瓷高熱導(dǎo)率晶體都是由原子量較低的元素構(gòu)成的共價(jià)鍵或共價(jià)鍵很強(qiáng)的單質(zhì)晶體或二元化合物。此類(lèi)非金屬晶體有：金剛石（昂貴）、石墨（電子電導(dǎo)）、立方BN（昂貴）、SiC（難燒結(jié)，需熱壓）、BP（對(duì)雜質(zhì)敏感）、BeO、AlN?！?/p>

1-2典型低介裝置瓷§

1-2典型低介裝置瓷(1)氧化鈹瓷性能指標(biāo)密度/(g/cm3)2.9熱導(dǎo)率/(W/m?℃)310熱膨脹系數(shù)/(10-6/℃)7.2抗彎強(qiáng)度/(MN/m2)195介電常數(shù)6.5~7.5介電損耗0.005絕緣電阻率/Ω?m1012關(guān)鍵：降低燒結(jié)溫度添加劑：MgO、Al2O3問(wèn)題：加入添加劑會(huì)使熱導(dǎo)率降低Be-O共價(jià)鍵較強(qiáng)平均原子量?jī)H12§

1-2典型低介裝置瓷(2)氮化鋁瓷性能指標(biāo)熱導(dǎo)率/(W/m?℃)可達(dá)280熱膨脹系數(shù)/(10-6/℃)3.5抗彎強(qiáng)度/(MPa)500介電常數(shù)(1MHz)8.8介電損耗5×10-4絕緣電阻率/Ω?m5×1011Al-N共價(jià)鍵強(qiáng)平均原子量20.49熱導(dǎo)率高熱膨脹系數(shù)與Si接近3～3.8§1-2典型低介裝置瓷5、多芯片組件技術(shù)-多層基片MCM（MultiChipModule）—將多個(gè)半導(dǎo)體集成電路元件以裸芯片的狀態(tài)搭載在不同類(lèi)型的布線(xiàn)板上，經(jīng)整體封裝而構(gòu)成的多芯片組件。MCM的核心是多層基板技術(shù)。應(yīng)用：武器系統(tǒng)、航天電子、高頻雷達(dá)、超級(jí)計(jì)算機(jī)（CPU封裝）、通訊、傳真、數(shù)據(jù)處理、高清晰度電視、攝像機(jī)、汽車(chē)電子等。§

1-2典型低介裝置瓷要求：多層布線(xiàn)層間隔介質(zhì)的?。p少信號(hào)傳輸延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)信號(hào)高速處理），高熱導(dǎo)率（層數(shù)↑（<100），散熱問(wèn)題），AlN更有優(yōu)勢(shì)（如50層時(shí)，AlN內(nèi)部熱阻2℃·㎝2/w；Al2O3內(nèi)部熱阻5℃·㎝2/w）。目前趨勢(shì)：用金剛石基板或在A(yíng)lN基板上淀積金剛石薄膜的復(fù)合基板→解決MCM結(jié)構(gòu)的散熱問(wèn)題。§

1-3低溫共燒陶瓷§

1-3-1傳統(tǒng)陶瓷基片的缺陷§

1-3-2LTCC的優(yōu)點(diǎn)§

1-3-3LTCC的研究現(xiàn)狀§

1-3-4LTCC材料體系§

1-3-5LTCC的用途§

1-3低溫共燒陶瓷§

1-3-1傳統(tǒng)陶瓷基片的缺陷氧化鋁瓷燒結(jié)溫度高，只能選擇難熔金屬M(fèi)o、W等作為電極，易導(dǎo)致下列問(wèn)題：①需在還原氣氛中燒結(jié)②Mo、W電阻率較高，布線(xiàn)電阻大，信號(hào)傳輸易造成失真，增大損耗，布線(xiàn)微細(xì)化受到限制③介電常數(shù)偏大（約9.6），增大信號(hào)延遲④熱膨脹系數(shù)（7.0×10-6/℃）與硅（3.5×10-6/℃）不匹配§

1-3低溫共燒陶瓷§1-3-2LTCC的優(yōu)點(diǎn)多層陶瓷基片必須與導(dǎo)體材料同時(shí)燒結(jié)，采用低溫?zé)啥鄬犹沾苫?，則不僅可以與Au、Ag、Cu等低電阻率金屬同時(shí)燒結(jié)，且有利于將電阻、電容、電感等無(wú)源元件同時(shí)制作在基板內(nèi)部，使產(chǎn)品小型、輕量化—稱(chēng)為第五代基板?！?-3低溫共燒陶瓷

LTCC技術(shù)是一種先進(jìn)的混合電路封裝技術(shù)它是將四大無(wú)源器件，即變壓器（T）、電容器（C）、電感器（L）、電阻器（R）集成，配置于多層布線(xiàn)基板中，與有源器件（如：功率MOS、晶體管、IC電路模塊等）共同集成為一完整的電路系統(tǒng)。有效地提高電路的封裝密度及系統(tǒng)的可靠性§

1-3低溫共燒陶瓷LTCC的特性：高電阻率：ρ>1012Ω·m，保證信號(hào)線(xiàn)間的絕緣性低介電常數(shù)，減少信號(hào)延遲低介電損耗，減小在交變電場(chǎng)中的損耗燒結(jié)溫度850~1000℃，可使用阻值低的導(dǎo)體材料（Pd-Ag、Au、Cu），減小布線(xiàn)電阻基片的熱膨脹系數(shù)接近硅的熱膨脹系數(shù)，減少熱應(yīng)力高的熱導(dǎo)率，防止多層基板過(guò)熱足夠高的機(jī)械強(qiáng)度化學(xué)性能穩(wěn)定§

1-3低溫共燒陶瓷其它集成技術(shù)相比，LTCC具有以下特點(diǎn)1）根據(jù)配料的不同，LTCC材料的介電常數(shù)可以在很大范圍內(nèi)變動(dòng)，增加了電路設(shè)計(jì)的靈活性；2）陶瓷材料具有優(yōu)良的高頻、高Q特性和高速傳輸特性；3)使用高電導(dǎo)率的金屬材料作為導(dǎo)體材料，有利于提高電路系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)；4）制作層數(shù)很高的電路基板，易于形成多種結(jié)構(gòu)的空腔，內(nèi)埋置元器件，免除了封裝組件的成本，減少連接芯片導(dǎo)體的長(zhǎng)度與接點(diǎn)數(shù),并可制作線(xiàn)寬小于50μm的細(xì)線(xiàn)結(jié)構(gòu)電路，實(shí)現(xiàn)更多布線(xiàn)層數(shù)，能集成的元件種類(lèi)多，參量范圍大，易于實(shí)現(xiàn)多功能化和提高組裝密度；5)可適應(yīng)大電流及耐高溫特性要求，具有良好的溫度特性，如較小的熱膨脹系數(shù)，較小的介電常數(shù)穩(wěn)定系數(shù)。LTCC基板材料的熱導(dǎo)率是有機(jī)疊層板的20倍，故可簡(jiǎn)化熱設(shè)計(jì)，明顯提高電路的壽命和可靠性；6)與薄膜多層布線(xiàn)技術(shù)具有良好的兼容性，二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)更高組裝密度和更好性能的混合多層基板和混合型多芯片組件；7）易于實(shí)現(xiàn)多層布線(xiàn)與封裝一體化結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小體積和重量，提高可靠性、耐高溫、高濕、沖振，可以應(yīng)用于惡劣環(huán)境；8)非連續(xù)式的生產(chǎn)工藝，便于基板燒成前對(duì)每一層布線(xiàn)和互連通孔進(jìn)行質(zhì)量檢查，有利于提高多層基板的成品率和質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。表1給出集成電路中常用的幾種基板性能比較。

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1-3低溫共燒陶瓷§

1-3低溫共燒陶瓷基片§

1-3-3LTCC的研究現(xiàn)狀目前已實(shí)現(xiàn)多達(dá)50層、16英寸，應(yīng)用頻率為50MHz～5GHz的LTCC集成電路日本富士通已研制出61層，245mm的共燒結(jié)構(gòu)美國(guó)IBM公司研制出了66層LTCC基板的多芯片組件

表1

過(guò)去幾年全球LTCC市場(chǎng)產(chǎn)值增長(zhǎng)情況

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1-3低溫共燒陶瓷目前，LTCC材料在日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、系列化和可進(jìn)行材料設(shè)計(jì)的階段[1]。在全球LTCC市場(chǎng)占有率九大廠(chǎng)商之中，日商有Murata,Kyocera,TDK和Taiyo

Yuden;美商有CTS，歐洲商有Bosch，

CMAC，Epcos及Sorep-Erulec等。國(guó)外廠(chǎng)商由于投入已久，在產(chǎn)品質(zhì)量，專(zhuān)利技術(shù)、材料掌控及規(guī)格主導(dǎo)權(quán)等均占有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)?！?/p>

1-3低溫共燒陶瓷而國(guó)內(nèi)LTCC產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家至少落后五年，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料體系和器件幾乎是空白。國(guó)內(nèi)目前LTCC陶瓷材料基本有兩個(gè)來(lái)源：一是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外陶瓷生帶；二是LTCC生產(chǎn)廠(chǎng)從陶瓷材料到生帶自己開(kāi)發(fā)?！?/p>

1-3低溫共燒陶瓷§

1-3低溫共燒陶瓷§1-3-4LTCC材料體系

1、LTCC的實(shí)現(xiàn)方法（降低燒結(jié)溫度）摻雜適量的燒結(jié)助劑，進(jìn)行液相活性燒結(jié)采用化學(xué)法制取表面活性高的粉體

采用顆粒粒度細(xì)、主晶相合成溫度低的材料采用微晶玻璃或非晶玻璃

§

1-3低溫共燒陶瓷2、LTCC材料體系

單相陶瓷系玻璃陶瓷復(fù)合系結(jié)晶玻璃系四類(lèi)氧化鋁中添加物系LTCC陶瓷材料主要包括，LTCC

基板材料、封裝材料和微波器件材料。介電常數(shù)是LTCC材料最關(guān)健的性能。要求介電常數(shù)在2～20000范圍內(nèi)系列化以適用于不同的工作頻率。例如相對(duì)介電常數(shù)為3.8的基板適用于高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)；相對(duì)介電常數(shù)為6～80的基板可很好地完成高頻線(xiàn)路的設(shè)計(jì)；相對(duì)介電常數(shù)高達(dá)20000的基板，則可以使高容性器件集成到多層結(jié)構(gòu)中。高頻化是數(shù)位3C產(chǎn)品發(fā)展比然的趨勢(shì)，發(fā)展低介電常數(shù)（ε≤10）的LTCC材料以滿(mǎn)足高頻和高速的要求是LTCC材料如何適應(yīng)高頻應(yīng)用的一個(gè)挑戰(zhàn)。FerroA6和DuPont的901系統(tǒng)介電常數(shù)為5.2～5.9，ESL公司的4110-70C為4.3～4.7，NEC公司LTCC基板介電常數(shù)為3.9左右，介電常數(shù)低達(dá)2.5的正在開(kāi)發(fā)。

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1-3低溫共燒陶瓷材料的許多熱機(jī)械性能也是影響LTCC器件可靠性的一個(gè)主要因素，其中最關(guān)健的是熱膨脹系數(shù)，應(yīng)盡可能與其要焊接的電路板相匹配。圖3是IC封裝的各材料的熱膨脹系數(shù)。LTCC、氧化鋁和其他陶瓷材料的TCE接近Si、砷化鎵及磷化銦的TCE值，從而可以減小機(jī)械應(yīng)力，應(yīng)用在大尺寸的晶片上不需要使用有機(jī)疊層。同時(shí)，減小熱不匹配性可以增強(qiáng)機(jī)械的整體性，降低溫度特性的變化，以及增加數(shù)位、光學(xué)和電子技術(shù)的集成能力。圖3用于IC制造、封裝何連接材料的TCE§

1-3低溫共燒陶瓷LTCC陶瓷材料主要是兩個(gè)體系,即“微晶玻璃”系和“玻璃+

陶瓷”系。采用低熔點(diǎn)氧化物或低熔點(diǎn)玻璃的摻雜可以降低陶瓷材料的燒結(jié)溫度，但是降低燒結(jié)溫度有限，而且不同程度會(huì)損壞材料性能，尋找自身具有燒結(jié)溫度低的陶瓷材料引起研究人員的重視。此類(lèi)材料，正在開(kāi)發(fā)的主要品種為硼酸錫鋇（BaSn(BO3)2）系和鍺酸鹽和碲酸鹽系、

BiNbO4系、Bi203-Zn0-Nb205系、ZnO-TiO2系等陶瓷材料。§

1-3低溫共燒陶瓷LTCC材料研究中的另一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題就是共燒材料的匹配性。將不同介質(zhì)層（電容、電阻、電感，導(dǎo)體等）共燒時(shí)，要控制不同界面間的反應(yīng)和界面擴(kuò)散，使各介質(zhì)層的共燒匹配性良好，界面層間在致密化速率、燒結(jié)收縮率及熱膨脹速率等方面盡量達(dá)到一致，減少層裂、翹曲和裂紋等缺陷的產(chǎn)生。

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1-3低溫共燒陶瓷利用LTCC技術(shù)的陶瓷材料收縮率大約為15～20％左右。若兩者燒結(jié)無(wú)法匹配或兼容，燒結(jié)之后將會(huì)出現(xiàn)界面層分裂的現(xiàn)象；如果兩種材料發(fā)生高溫反應(yīng)，其生成的反應(yīng)層又將影響原來(lái)各自材料的特性。對(duì)于不同介電常數(shù)和組成的兩種材料的共燒匹配性以及如何減少相互間的反應(yīng)活性等是研究的重點(diǎn)。在LTCC應(yīng)用于高性能系統(tǒng)時(shí)，對(duì)收縮行為的嚴(yán)格控制關(guān)鍵在于對(duì)LTCC共燒體系燒結(jié)收縮率的控制，LTCC共燒體系沿X-Y方向的收縮一般為12％～16％。借助無(wú)壓燒結(jié)或助壓燒結(jié)技術(shù)，獲得沿X-Y方向零收縮率的材料燒結(jié)時(shí)，在LTCC共燒層的頂部和下部放置于壓片作為收縮率控制層。借助控制層與多層之間一定的粘結(jié)作用及控制層嚴(yán)格的收縮率，限制了LTCC結(jié)構(gòu)沿X、Y方向的收縮行為。為了補(bǔ)充基板沿X-Y方向的收縮損失，基板將沿Z方向進(jìn)行收縮補(bǔ)償。結(jié)果，LTCC結(jié)構(gòu)在X、Y方向上的尺寸變化只有0.1％左右，從而保證了燒結(jié)后，布線(xiàn)及孔的位置和精度，保證了器件的質(zhì)量。§

1-3低溫共燒陶瓷§1-3低溫共燒陶瓷基板材料燒成溫度/℃介電常數(shù)1MHz介電損耗/10-2電阻率/Ω?cm熱膨脹系數(shù)/10-6/℃抗彎強(qiáng)度102MPa熱導(dǎo)率/W/mk共燒導(dǎo)體材料Al2O3+硼硅酸玻璃900~10504.8~5.70.2>10164~51.5~2.51.8~4CuAl2O3+玻璃+鎂橄欖石9006.50.15>10146.02.02.9C