[发明专利]一种高强度高模量镁铝硅基板材料及其制备方法

说明书

本发明属于电子陶瓷材料领域，具体提供一种高强度高模量镁铝硅基板材料及其制备方法，适用于超大规模集成电路封装基板；该基板材料组成成分为：MgO为11～16wt％、Al₂O₃为18～28wt％、SiO₂为47～53wt％、ZrO₂为2～10wt％、B₂O₃为2～6wt％、BaO为1～5wt％。本发明通过BaO掺杂，有效抑制了Indialite相Mg₂Al₄Si₅O₁₈的形成，促进了石英固溶体相(MgAl₂Si₃O₁₀)_0.6的生成，最终形成了(MgAl₂Si₃O₁₀)_0.6和Indialite的相嵌结构，进而使得材料内应力增加，获得良好的机械性能：抗弯强度达到310MPa、杨氏模量达到110GPa，且热膨胀系数较低：4.3～4.7×10^‑6/℃，能够显著提高集成电路封装的可靠性；同时，本发明提供的镁铝硅基板材料还具有介电常数低、介质损耗低、制备工艺简单、制备成本低等优点，有利于工业化生产，对于超大规模集成电路封装基板具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料领域，具体提供一种高强度高模量镁铝硅基板材料及其制备方法，适用于超大规模集成电路封装基板。

背景技术

随着集成电路封装向高密度化发展，对低温共烧陶瓷(LTCC)基板材料的机械性能提出了更高的要求；MgO-Al₂O₃-SiO₂基板材料以其优良的介电性能被广泛关注，但是仍然存在较低的烧结温度(≤950℃)下难以达到高的抗弯强度等技术难题。

例如，在公开号为CN108558215A的专利文献中，提供了一种高强度低热膨胀系数微晶玻璃及其制备方法，其具体组分如下：MgO为5～15wt％、Al₂O₃为25～35wt％、SiO₂为40～50wt％、B₂O₃为1～5wt％、ZnO为1～10wt％、ZrO₂为1～10wt％；主晶相为堇青石及其固溶体,通过ZnO的引入使材料的抗弯强度得到提升，抗弯强度最高可达279MPa。但是，随着超大规模集成电路的飞速发展，对镁铝硅基板材料的抗弯强度提出了更高的要求。

基于此，本发明提供了一种高强度高模量镁铝硅基板材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高模量镁铝硅基板材料及其制备方法，以进一步提升镁铝硅基板材料的抗弯强度和杨氏模量，进而提高集成电路封装的可靠性，作为超大规模集成电路封装基板。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高强度高模量镁铝硅基板材料，其特征在于，所述基板材料按照质量百分比，由以下组分构成：

MgO为11～16wt％，

Al₂O₃为18～28wt％，

SiO₂为47～53wt％，

ZrO₂为2～10wt％，

B₂O₃为2～6wt％，

BaO为1～5wt％。

上述高强度高模量镁铝硅基板材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.根据组分配方进行计算、称量各个原料，经过球磨2～5小时混料后烘干，得到干燥料