

二硅酸锂与玻璃陶瓷封装基板
玻璃陶瓷封装基板 结合了低温共烧陶瓷(LTCC)技术和先进的玻璃材料技术。这种基板主要用于封装要求高可靠性、高散热性和优异光学性能的电子元件,如高功率LED、半导体激光器(LD)、VCSEL(垂直腔面发射激光器)等。二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)是这类复合材料的核心功能相,它的晶体结构直接决定了基板的物理化学性能,在玻璃陶瓷封装基板中具有重要应用。
二硅酸锂微晶玻璃陶瓷性能
二硅酸锂的化学体系以“硅酸盐网络+锂基析晶相”为核心,辅以功能性添加剂。其主要成分包括SiO₂、Li₂O,还可能含有少量Al₂O₃等其他氧化物。
微观结构:呈现“玻璃相包裹纳米微晶相”的复合体系。微晶相主要为二硅酸锂晶体,形态呈针状或短柱状,尺寸在50-500nm,均匀镶嵌于玻璃相中。玻璃相以SiO₂为主,围绕微晶相形成连续的“包裹层”,其表面易通过硅烷偶联剂修饰,强化界面结合。
优异的力学性能:弯曲强度达450-650MPa,维氏硬度5-6GPa,断裂韧性2-4MPa・m¹/²,高强抗裂,抗变形、抗断裂能力突出,能有效增强封装基板的机械强度。
精准的热匹配性:热膨胀系数为8-12×10⁻⁶/℃,可通过调整微晶含量调控,能与芯片、金属引线框架等匹配,减少温度变化时的热应力开裂,同时较低的热导率可减少外部环境对元件的热干扰。
良好的化学稳定性:抗稀酸及中性溶液侵蚀,在潮湿环境下性能稳定,强碱环境仅轻微腐蚀,能保护封装基板内的电子元件免受化学物质侵蚀。
优良的电绝缘性:材料本身为无机绝缘体,电导率极低,<10⁻¹²S/m,可隔绝电子元件与外部导电环境,防止短路,确保封装基板的电气性能稳定。
成型与集成便利性:粉体可通过流延、注塑等工艺制成薄型封装壳体,厚度可低至0.1mm,满足电子设备小型化需求,且与金属、陶瓷等其他封装材料的兼容性好,可通过共烧结技术实现多层结构集成,提升封装密度。
二硅酸锂影响了玻璃陶瓷封装基板什么性能
1.机械性能-显著增强
这是二硅酸锂微晶玻璃陶瓷最突出的影响。
极高的机械强度和韧性:二硅酸锂晶体(Li₂Si₂O₅)在玻璃基体中交错互锁,形成一种类似“钢筋混凝土”的强化结构。这能极大地提高基板的抗弯强度、硬度和断裂韧性。
对封装基板的影响:
更高的结构可靠性
玻璃陶瓷封装基板 结合了低温共烧陶瓷(LTCC)技术和先进的玻璃材料技术。这种基板主要用于封装要求高可靠性、高散热性和优异光学性能的电子元件,如高功率LED、半导体激光器(LD)、VCSEL(垂直腔面发射激光器)等。二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)是这类复合材料的核心功能相,它的晶体结构直接决定了基板的物理化学性能,在玻璃陶瓷封装基板中具有重要应用。
二硅酸锂微晶玻璃陶瓷性能
二硅酸锂的化学体系以“硅酸盐网络+锂基析晶相”为核心,辅以功能性添加剂。其主要成分包括SiO₂、Li₂O,还可能含有少量Al₂O₃等其他氧化物。
微观结构:呈现“玻璃相包裹纳米微晶相”的复合体系。微晶相主要为二硅酸锂晶体,形态呈针状或短柱状,尺寸在50-500nm,均匀镶嵌于玻璃相中。玻璃相以SiO₂为主,围绕微晶相形成连续的“包裹层”,其表面易通过硅烷偶联剂修饰,强化界面结合。
优异的力学性能:弯曲强度达450-650MPa,维氏硬度5-6GPa,断裂韧性2-4MPa・m¹/²,高强抗裂,抗变形、抗断裂能力突出,能有效增强封装基板的机械强度。
精准的热匹配性:热膨胀系数为8-12×10⁻⁶/℃,可通过调整微晶含量调控,能与芯片、金属引线框架等匹配,减少温度变化时的热应力开裂,同时较低的热导率可减少外部环境对元件的热干扰。
良好的化学稳定性:抗稀酸及中性溶液侵蚀,在潮湿环境下性能稳定,强碱环境仅轻微腐蚀,能保护封装基板内的电子元件免受化学物质侵蚀。
优良的电绝缘性:材料本身为无机绝缘体,电导率极低,<10⁻¹²S/m,可隔绝电子元件与外部导电环境,防止短路,确保封装基板的电气性能稳定。
成型与集成便利性:粉体可通过流延、注塑等工艺制成薄型封装壳体,厚度可低至0.1mm,满足电子设备小型化需求,且与金属、陶瓷等其他封装材料的兼容性好,可通过共烧结技术实现多层结构集成,提升封装密度。
二硅酸锂影响了玻璃陶瓷封装基板什么性能
1.机械性能-显著增强
这是二硅酸锂微晶玻璃陶瓷最突出的影响。
极高的机械强度和韧性:二硅酸锂晶体(Li₂Si₂O₅)在玻璃基体中交错互锁,形成一种类似“钢筋混凝土”的强化结构。这能极大地提高基板的抗弯强度、硬度和断裂韧性。
对封装基板的影响:
更高的结构可靠性


