[发明专利]一种用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法

说明书

一种用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法，依次包括如下步骤：烘干、过筛、熔融、水淬、二次球磨、烘干、过筛、造粒、成型、烧结；所述镁铝硅微晶玻璃的原料，按质量份数计，由以下组分构成：碳酸镁30~35份、氧化铝30~35份、硅酸28~32份、二氧化钛2~3份；述复合晶核剂，按质量份数计，由以下组分构成：氧化锌50~55份氧化锆30~35份、三氧化二铬10~15份、三氧化二硼10~12份。本发明所述的用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法，制备方法简单，制得的镁铝硅微晶玻璃，进一步提高了与LTCC封装材料的匹配度，抗弯强度更好，热膨胀系数与硅芯片更匹配，介电常数与介电损耗更低，各项性能更优良，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法。

背景技术

新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。如新型无机非金属材料、非晶态合金等。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。

新型无机非金属材料中，重点研制电光陶瓷、压电陶瓷、碳化硅陶瓷等先进陶瓷，微晶玻璃、高纯石英玻璃及专用原料，闪烁晶体、激光晶体等。微晶玻璃，是指在玻璃中加入某些成核物质，通过热处理、光照射，或化学处理等手段，在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等，可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数为零的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃。

作为半导体产业的四大支柱之一，电子封装是集成电路产业的重要环节，被称为新时代十大重要技术之一。起初的封装技术对电子芯片起到了支撑保护的作用，并提供元器件之间的信号传递，随着芯片性能的提高，如今的电子封装在应力缓和，散热、介电、热膨胀等方面都有更高的要求，以便使芯片在复杂的环境中仍能稳定可靠地工作。

陶瓷封装是整个封装领域中性能比较完善，应用比较广泛的封装方式。按照烧结温度划分，陶瓷封装材料可以划分为高温共烧陶瓷(HTCC)和低温共烧陶瓷(LTCC)。LTCC技术的显著优点使得其不仅在民用消费、医疗器械、汽车电子等方面应用广泛，同时在航空航天、军事装备等领域情景广阔。作为电子封装材料，LTCC材料的各方面性能都需要达到一定的要求，其主要性能要求如下：(1)较低烧结温度(一般低于950℃)，与Ag、Cu等低电阻率金属共烧；(2)较高机械性能(大于160MPa)，同时有较高的硬度和杨氏模量，以便实现对芯片的支撑保护作用；(3)低介电常数和低介电损耗，降低信号延迟及能量损耗；(4)热膨胀系数与单晶Si相匹配，实现与Si芯片的热兼容性；(5)有较高的热导率，方便电路工作中热量的散发；(6)良好的绝缘性，即高电阻率，避免电子系统中信号的相互串扰等问题。

目前的玻璃、陶瓷复合材料以及微晶玻璃是主要LTCC封装材料。微晶玻璃不同于陶瓷，也区别于玻璃，相较于陶瓷和玻璃，微晶玻璃具有更优良的性能。为了进一步提高与LTCC封装材料的匹配度，需要研发一种抗弯强度更好、热膨胀系数与硅芯片更匹配、介电常数与介电损耗更低、各项性能更优良的微晶玻璃的制备方法。

中国专利申请号为201410847989.X公开了一种镁铝硅微晶玻璃制备方法，以TiO2、ZrO2、P2O5为晶核剂1050℃～1200℃析晶处理，其抗弯强度可达182MPa，但烧结温度过高，热膨胀系数与LTCC封装材料不能良好匹配。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法，制备方法简单，制得出镁铝硅微晶玻璃抗弯强度更好、热膨胀系数与硅芯片更匹配、介电常数与介电损耗更低、各项性能更优良，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于LTCC封装材料的镁铝硅微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：