论文总字数：19916字

摘 要

在流延成型工艺过程，对玻璃粉料为主到无机体系，引入不同类型与数量到添加剂，可以显著改善流言成型生瓷带的各项性能，实验表明：在配制CBS浆料体系，加入合适类型到分散剂可以使瓷粉的颗粒之间保持距离，防止瓷粉与粘结剂形成结块、成团，有效增强生瓷带的物理强度；粘结剂的主要作用是使粉末颗粒之间存在一定程度的粘结力，从而保证流延过程中浆料的连续均匀性；增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的主要作用是提高粘结剂在浆料中的塑性，使生瓷带韧性改善，容易成型。

本文主要研究硅烷系列偶联剂对CBS微晶玻璃性能的影响。通过对比添加不同剂量的偶联剂，质量百分比分别为0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%掺杂的浆料体系中，使得流延生瓷带的各项性能表现出明显到改善。通过实验，优化找出偶联剂添加量对微晶玻璃性能影响的一般规律。分析得到偶联剂的最适合的添加量。在偶联剂的添加量在1.5wt%时，生瓷带表面的接触角（90.5°）、生瓷带的抗拉强度达到（2.55MPa）、生瓷带到断裂伸长率增加到（6.13%）、生瓷带体积密度（1.56g/cm^-3），这些主要性能指标都达到理想到最大值，粘度达低的时候，疏水性较大，玻璃陶瓷粉较容易溶解在有机溶剂中，实验结果显示：选择偶联剂的添加量1.5wt%附近时，结合浆料体系组成的完善，流延生瓷带的各项性能达到最优。

关键词：LTCC CBS微晶玻璃 硅烷偶联剂 流延成型

Study on Casting Preparation and Properties of Calcium-Boron-Si Glass-ceramics

Abstract

In the tape-casting process, adding different additives to the glass powder can significantly improve the performance of the porcelain belt,such as adding dispersant when configuring the CBS slurry can keep the distance between the particles, prevent agglomeration and form clusters. enhance the physical strength of the raw porcelain belt, the main function of the binder is to make a certain bond between the powder particles, so as to ensure the continuous uniformity of the slurry in the as-cast process. The main function of plasticiZer is to improve the plasticity of slurry and make it easy to form the effect of silane coupling agent on the properties of CBS glass ceramics was studied.By comparing the properties of 0.5 wt%、1.0wt%、1.5wt%、2.0wt% doped raw porcelain belt with different dosage of coupling agent, the general rule of influence of additive addition on glass-ceramics was found.the optimum addition amount of coupling agent was obtained by analysis. the contact angle (90.5°), tensile strength (2.55 MPa), elongation at break (6.13%), density (1.56 g/cm^-3) of the raw porcelain belt reached the maximum when the coupling agent was added at 1.5. the viscosity reached the minimum hydrophobicity, and the most easily dissolved in organic solvent. As we can see, when the amount of coupling agent reaches 1.5 wt%, the properties of raw porcelain belt are optimal.

KeyWords:LTCC；CBSglass ceramics;silane coupling agent; doctor-blade casting process

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1引言 1

1.2LTCC介绍 1

1.3LTCC流延制备流程和原理 3

1.4添加助剂对陶瓷的性能影响 5

1.5钙硼硅系微晶玻璃的研究现状 7

1.6不同含量氧化物掺杂对CBS性能的影响................................................................................. 8

1.7.ZrO₂掺杂的CBS微晶玻璃.................................................................................................. 9

1.8.掺杂Al₂O₃对CBS微晶玻璃性能的影响.......................................................................... 9

第二章硅烷偶联剂对CBS微晶玻璃的性能影响实验方法 10

2.1实验仪器及药品 10

2.2试样的性能测试方法 11

2.3实验流程 12

第三章硅烷偶联剂对CBS微晶玻璃的性能影响实验分析 14

3.1引言 14

3.2硅烷偶联剂的作用机理 14

3.3硅烷偶联剂改性微晶玻璃性能 15

3.4陶瓷粉料表面处理对生瓷带性能的影响 17

第四章结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 24

绪论

引言

随着电子信息产品的不断发展，电子产品向着集成化，小型化，便携化方向发展。但是，由于电阻，电容等无源元件的体积占了电子器件的90%。存在“90%问题”。无源元件体积问题无法解决，导致电子整机小型化困难。低温共烧技术为元件小型化，集成化提供了解决途径^[1]。

LTCC技术是先进混合电路封装系统。其主要技术是低温烧结陶瓷粉体，制备陶瓷薄片，集成四个无源元件，将无源元件嵌入多层陶瓷基板中，然后将它们叠放在一起，与有源元件形成一个完整的电路系统^[2]。此技术可以有效减小器件体积，在医学，自动化，航天等领域有广泛应用。

LTCC介绍

LTCC技术最大的优点是材料成品的高集成度，利用这个特点可以有效提高基板的空间利用率，使器件小型化^[3]。相较于其他集成技术，LTCC材料可根据配料种类，配比的不同，与添加剂如分散剂，偶联剂等的加入，使其介电常数可以在很大范围内改变，使电路的设计思路更加广泛。这种工艺制成的元件，集成的方式更多且可以调节材料的性能，通过改变配方或添加剂实现材料的各种功能。LTCC技术制成的陶瓷基板可将有源芯片和无源组件一同嵌入多层基板中，有效缩小了元件的总体积，增大其组装密度。由这样的基板所制成的集成电路元件更加可靠，有着更高的恶劣环境耐受力。采用不连续的生产工艺，有利于于在基板烧成前各个环节对每层布线和互连孔进行质量检验，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本^[4]。

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