隨著科技的發(fā)展，印刷電路板已成為不可或缺的電子部件，目前印刷電路板已改稱為電子基板。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)基板以Al2O3、SiC、BeO 和AlN等為基材，這些材料在熱導(dǎo)率、抗彎強(qiáng)度以及熱膨脹系數(shù)方面有良好的性能，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于MCM電路基板行業(yè)。這次研究的電路基板材料是以微米Al2O3 和CaZrO3 為主要原料，采用硅碳棒電阻爐燒結(jié)制備而成，進(jìn)而探究其相對(duì)密度、介電常數(shù)以及介電損耗性能。

相對(duì)密度分析

上圖是添加不同量微米Al2O3 和納米CaZrO3粉后對(duì)氧化鋁陶瓷集成電路基板材料相對(duì)密度的影響。由圖可知隨著溫度的升高，其基板材料的相對(duì)密度隨著升高，溫度達(dá)到1100 ℃達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 的添加量為60 wt%，納米ZrO2 的添加量為10 wt% 時(shí)，氧化鋁陶瓷集成電路基板材料的相對(duì)密度相對(duì)其它配方最大，此時(shí)樣品較致密，有利于氧化鋁陶瓷集成電路基板材料力學(xué)性能的提高。

介電常數(shù)分析

上圖是基板材料的介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度變化曲線。可看出隨著溫度升高，其介電常數(shù)隨之升高。當(dāng)溫度達(dá)到1100 ℃時(shí)，介電常數(shù)達(dá)到最大值。當(dāng)微米Al2O3 添加量從50 wt% 變化至65 wt%，納米CaZrO3 添加量從20 wt% 變化至5 wt% 時(shí)，氧化鋁集成電路基板材料的介電常數(shù)呈先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)微米Al2O3 含量為60 wt%，納米CaZrO3 含量為10 wt% 的時(shí)候，所制備的樣品性能最佳。這是因?yàn)橛绊懡殡姵?shù)的因素是多方面的，只要涉及配方組成中化學(xué)組成，當(dāng)堿金屬離子氧化物的含量越多，其介電常數(shù)越大。另外，溫度升高過(guò)程中各離子和偶極子的熱運(yùn)動(dòng)會(huì)隨著加強(qiáng)，最終導(dǎo)致介電常數(shù)增加。

介質(zhì)損耗分析

上圖是基板材料的介質(zhì)損耗隨燒結(jié)溫度變化曲線。可得到隨著溫度的升高，介質(zhì)損耗逐漸下降。當(dāng)微米Al2O3 在50 wt% 至65 wt% 之間變化，納米CaZrO3在20 wt% 至5 wt% 之間變化時(shí)，介質(zhì)損耗先減少后增加，當(dāng)微米Al2O3 添加量為60 wt%，納米CaZrO3 添加量為10 wt%，且當(dāng)燒結(jié)溫度為1100 ℃時(shí)，燒結(jié)后樣品的介質(zhì)損耗值最小。

物質(zhì)的介質(zhì)損耗是由物質(zhì)內(nèi)部電子、離子漏導(dǎo)損耗以及空間電荷極化所引起，因而物質(zhì)的體積電阻率越小，其介質(zhì)損耗越大。樣品中CaZrO3的存在，使得二價(jià)Ca離子以及四價(jià)Zr離子對(duì)其他低價(jià)位的離子產(chǎn)生壓抑效應(yīng)，使得樣品的介質(zhì)損耗增加，而Na2O 和K2O 的存在，使得K離子和Na離子由于雙堿效應(yīng)的作用，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)合緊密，從而樣品的介質(zhì)損耗較小。