《表1 光敏微晶玻璃组分表》

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《铝含量对光敏微晶玻璃介电性能的影响》

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图1和图2为样品A1～A5的介电常数变化图。从图1中可以看出，随着电场频率由0.2 GHz提高至1 GHz，样品A1～A5的介电常数近乎是一个常数，这是由于玻璃中各种极化频率跟不上电场频率的变化，从而使得玻璃试样的介电常数值趋于稳定[15]。该性能表现满足集成电路对基板材料介电常数波动的要求。观察图2可以发现，随着Al2O3替代量的增加，整体上，样品的介电常数先降低后波动增加，其中在Al2O3含量为4wt%时，介电常数存在小幅度下降，而在Al2O3含量为2wt%时，介电常数存在最小值为5.0（1 GHz）。玻璃的介电常数主要受电子极化、离子极化、偶极子极化和空间电荷极化影响[16]。当玻璃组分中引入Al2O3时，Al3+在游离氧充足的情况下会以[AlO4]5-的形式进入硅氧网络，起到网络生成体的作用；而在游离氧不充足的情况下，六配位的Al3+以八面体形式存在，充当网络外体[17]。由表1中组分数据计算可知，Al2O3夺取游离氧，以四面体形式存在于玻璃网络中，降低了玻璃网络中极化率大的非桥氧数目，使得玻璃的离子极化减弱，因此样品的介电常数降低[15，18]。另一方面，当铝氧四面体进入硅氧网络时，需要金属阳离子补偿电价，离子半径较大的K+会引起玻璃网络畸变[19]，加剧偶极矩极化，从而导致玻璃介电常数的升高。而图2中Al2O3含量为4wt%的介电常数小幅度下降可能与Al3+减少了玻璃网络中桥氧有关联。