Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2019

13.03.2019

Ultra-low temperature co-fired CaV2O6-glass composite ceramic substrate for microelectronics

verfasst von: Arun Sasidharanpillai, Sebastian Mailadil Thomas, Younki Lee, Hyo Tae Kim

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Bivalent calcium metavanadate (CaV2O6) ceramic-glass composite substrates were fabricated using non-aqueous environmental friendly tape casting formulation. 3 wt% of commercial glass was added to the calcined powder of CaV2O6 to achieve a sintering temperature of 650 °C which enables ultra-low temperature co-firing with aluminum electrode. An environmentally benign binder/solvent (Polypropylene carbonate/dimethyl carbonate) system was adopted to prepare the well dispersed slurry for tape casting. The crystal structure and co-fireability of the sintered substrate with Al was verified by X-ray diffraction technique. Thermal, dielectric and morphological analysis of the multilayer were analyzed. The room temperature thermal conductivity of CaV2O6-glass composite sintered at 650 °C is about 2.8 W/m K. Sintered ceramics shows a relatively high linear coefficient of thermal expansion (CTE) of 11.46 ppm/°C, which is favorable for co-firing with high CTE metallic materials. Microwave dielectric properties of CaV2O6-glass composite multilayer fired at 650 °C are εr = 10.6 and tanδ = 3.19 × 10−4 at 15 GHz.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Y. Li, Y. Xie, Ru Xie, D. Chen, H. Zhang, J. Alloys Compd. 737, 144–151 (2018)CrossRef Y. Li, Y. Xie, Ru Xie, D. Chen, H. Zhang, J. Alloys Compd. 737, 144–151 (2018)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat M.T. Sebastian, Dielectric Materials for Wireless Communication (Elsevier, Oxford, 2008), pp. 445–465CrossRef M.T. Sebastian, Dielectric Materials for Wireless Communication (Elsevier, Oxford, 2008), pp. 445–465CrossRef
3.
Zurück zum Zitat P. Abhilash, D. Thomas, K.P. Surendran, M.T. Sebastian, J. Am. Ceram. Soc. 96, 1533–1537 (2013)CrossRef P. Abhilash, D. Thomas, K.P. Surendran, M.T. Sebastian, J. Am. Ceram. Soc. 96, 1533–1537 (2013)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat L.X. Pang, D. Zhou, W.B. Li, Z.X. Yue, J. Eur. Ceram. Soc. 37, 3073–3077 (2017)CrossRef L.X. Pang, D. Zhou, W.B. Li, Z.X. Yue, J. Eur. Ceram. Soc. 37, 3073–3077 (2017)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat G. Subodh, R. Ratheesh, M.V. Jacob, M.T. Sebastian, J. Mater. Res. 23, 1551–1556 (2008)CrossRef G. Subodh, R. Ratheesh, M.V. Jacob, M.T. Sebastian, J. Mater. Res. 23, 1551–1556 (2008)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Z. Di, P. Li-Xia, Q. Ze-Ming, J. Biao-Bing, Y. Xi, Sci. Rep. 4, 5980 (2014)CrossRef Z. Di, P. Li-Xia, Q. Ze-Ming, J. Biao-Bing, Y. Xi, Sci. Rep. 4, 5980 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat D. Zhou, C.A. Randall, H. Wang, L.-X. Pang, X. Yao, J. Am. Ceram. Soc. 93, 1096–1100 (2010)CrossRef D. Zhou, C.A. Randall, H. Wang, L.-X. Pang, X. Yao, J. Am. Ceram. Soc. 93, 1096–1100 (2010)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat D. Zhou, D. Guo, W.-B. Li, L.-X. Pang, X. Yao, D.-W. Wang, I.M. Reaney, J. Mater. Chem. C 4, 5357–5362 (2016)CrossRef D. Zhou, D. Guo, W.-B. Li, L.-X. Pang, X. Yao, D.-W. Wang, I.M. Reaney, J. Mater. Chem. C 4, 5357–5362 (2016)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat E.K. Suresh, A.N. Unnimaya, A. Surjith, R. Ratheesh, Ceram. Int. 39, 3635–3639 (2013)CrossRef E.K. Suresh, A.N. Unnimaya, A. Surjith, R. Ratheesh, Ceram. Int. 39, 3635–3639 (2013)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat H. Xiang, C. Li, Y. Tang, L. Fang, J. Eur. Ceram. Soc. 37, 3959–3963 (2017)CrossRef H. Xiang, C. Li, Y. Tang, L. Fang, J. Eur. Ceram. Soc. 37, 3959–3963 (2017)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat E.K. Suresh, K. Prasad, N.S. Arun, R. Ratheesh, J. Electron. Mater. 45, 2996–3002 (2016)CrossRef E.K. Suresh, K. Prasad, N.S. Arun, R. Ratheesh, J. Electron. Mater. 45, 2996–3002 (2016)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat U.A. Neelakantan, S.E. Kalathil, R. Ratheesh, Eur. J. Inorg. Chem. 2, 305–310 (2015)CrossRef U.A. Neelakantan, S.E. Kalathil, R. Ratheesh, Eur. J. Inorg. Chem. 2, 305–310 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G.-G. Yao, C.-J. Pei, J.G. Xu, P. Liu, J.-P. Zhou, H.-W. Zhang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 7719–7722 (2015)CrossRef G.-G. Yao, C.-J. Pei, J.G. Xu, P. Liu, J.-P. Zhou, H.-W. Zhang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 7719–7722 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S.E. Kalathil, U.A. Neelakantan, R. Ratheesh, J. Am. Ceram. Soc. 97, 1530–1533 (2014)CrossRef S.E. Kalathil, U.A. Neelakantan, R. Ratheesh, J. Am. Ceram. Soc. 97, 1530–1533 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat A.C. Ali, E. Suvaci, H. Mandal, J. Eur. Ceram. Soc. 31, 167–173 (2011)CrossRef A.C. Ali, E. Suvaci, H. Mandal, J. Eur. Ceram. Soc. 31, 167–173 (2011)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M. Michálek, G. Blugan, T. Graule, J. Kuebler, Powder Technol. 274, 276–283 (2015)CrossRef M. Michálek, G. Blugan, T. Graule, J. Kuebler, Powder Technol. 274, 276–283 (2015)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat A. Kristoffersson, E. Carlström, J. Eur. Ceram. Soc. 17, 289–297 (1997)CrossRef A. Kristoffersson, E. Carlström, J. Eur. Ceram. Soc. 17, 289–297 (1997)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat S. Arun, C.H. Kim, C.H. Lee, M.T. Sebastian, H.T. Kim, ACS Sustain. Chem. Eng. 6, 6849–6855 (2018)CrossRef S. Arun, C.H. Kim, C.H. Lee, M.T. Sebastian, H.T. Kim, ACS Sustain. Chem. Eng. 6, 6849–6855 (2018)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat M. Ma, Y. Yang, D. Liao, P. Lyu, J. Zhang, J. Liang, L. Zhang, Appl. Organomet. Chem. 33, e4708 (2018)CrossRef M. Ma, Y. Yang, D. Liao, P. Lyu, J. Zhang, J. Liang, L. Zhang, Appl. Organomet. Chem. 33, e4708 (2018)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat J. Honkamo, H. Jantunen, G. Subodh, M.T. Sebastian, P. Mohanan, Int. J. Appl. Ceram. Technol. 6, 531–536 (2009)CrossRef J. Honkamo, H. Jantunen, G. Subodh, M.T. Sebastian, P. Mohanan, Int. J. Appl. Ceram. Technol. 6, 531–536 (2009)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat H. Yu, K. Ju, J. Liu, Y. Li, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 5114–5118 (2014)CrossRef H. Yu, K. Ju, J. Liu, Y. Li, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 5114–5118 (2014)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat T.I. Krasnenko, O.A. Zabara, L.V. Zolotukhina, A.A. Fotiev, J. Phys. Chem. Solids 60, 645–650 (1999)CrossRef T.I. Krasnenko, O.A. Zabara, L.V. Zolotukhina, A.A. Fotiev, J. Phys. Chem. Solids 60, 645–650 (1999)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat E.J. Baran, C.I. Cabello, A.G. Nordt, J. Raman Spectrosc. 18, 405–407 (1987)CrossRef E.J. Baran, C.I. Cabello, A.G. Nordt, J. Raman Spectrosc. 18, 405–407 (1987)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat G. Perez, B. Frit, J.C. Bouloux, J. Galy, C. R. Acad. Sci., Ser. C. 270, 952–953 (1970) G. Perez, B. Frit, J.C. Bouloux, J. Galy, C. R. Acad. Sci., Ser. C. 270, 952–953 (1970)
25.
Zurück zum Zitat J.C. Bouloux, G. Perez, J. Galy, Bull. Soc. Fr. Mineral. Crystallogr. 95, 130–133 (1972) J.C. Bouloux, G. Perez, J. Galy, Bull. Soc. Fr. Mineral. Crystallogr. 95, 130–133 (1972)
26.
Zurück zum Zitat M. Schmidt, H. Münstedt, M. Svec, A. Roosen, T. Betz, F. Koppe, J. Am. Ceram. Soc. 85, 314–320 (2004)CrossRef M. Schmidt, H. Münstedt, M. Svec, A. Roosen, T. Betz, F. Koppe, J. Am. Ceram. Soc. 85, 314–320 (2004)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Y.T. Chou, Y.T. Ko, M.F. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 70, C-280–C-282 (1987)CrossRef Y.T. Chou, Y.T. Ko, M.F. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 70, C-280–C-282 (1987)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat A.I.Y. Tok, F.Y.C. Boey, Y.C. Lam, Mater. Sci. Eng. A. 280, 282–288 (2000)CrossRef A.I.Y. Tok, F.Y.C. Boey, Y.C. Lam, Mater. Sci. Eng. A. 280, 282–288 (2000)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat A. Feng, G. Wu, Y. Wang, C. Pan, J. Nanosci. Nanotechnol. 17, 3859–3863 (2017)CrossRef A. Feng, G. Wu, Y. Wang, C. Pan, J. Nanosci. Nanotechnol. 17, 3859–3863 (2017)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M. Cai, J. Zhu, C. Yang, R. Gao, C. Shi, J. Zhao, Polymers 11, 185 (2019)CrossRef M. Cai, J. Zhu, C. Yang, R. Gao, C. Shi, J. Zhao, Polymers 11, 185 (2019)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat J. Li, J. Ma, S. Chen, J. He, Y. Huang, Food Hydrocoll. 82, 363–369 (2018)CrossRef J. Li, J. Ma, S. Chen, J. He, Y. Huang, Food Hydrocoll. 82, 363–369 (2018)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat H. Yan, W.R. Cannon, D.J. Shanefield, Ceram. Int. 24, 433–439 (1998)CrossRef H. Yan, W.R. Cannon, D.J. Shanefield, Ceram. Int. 24, 433–439 (1998)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat H. Yan, W.R. Cannon, D.J. Shanefield, J. Am. Ceram. Soc. 76, 166–172 (1993)CrossRef H. Yan, W.R. Cannon, D.J. Shanefield, J. Am. Ceram. Soc. 76, 166–172 (1993)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat G. Wu, Z. Jia, Y. Cheng, H. Zhang, X. Zhou, H. Wu, Appl. Surf. Sci. 464, 472–478 (2018)CrossRef G. Wu, Z. Jia, Y. Cheng, H. Zhang, X. Zhou, H. Wu, Appl. Surf. Sci. 464, 472–478 (2018)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat M. Ma, Y. Yang, W. Li, R. Feng, Z. Li, P. Lyu, Y. Ma, J. Mater. Sci. 54, 323–334 (2019)CrossRef M. Ma, Y. Yang, W. Li, R. Feng, Z. Li, P. Lyu, Y. Ma, J. Mater. Sci. 54, 323–334 (2019)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat S. Masia, P.D. Calvert, W.E. Rhine, H.K. Bowen, J. Mater. Sci. 24, 1907–1912 (1989)CrossRef S. Masia, P.D. Calvert, W.E. Rhine, H.K. Bowen, J. Mater. Sci. 24, 1907–1912 (1989)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat S.M. Shapee, R. Alias, I. Azmi, Z. Ambak, Z.M. Yusoff, M.R. Saad, Key Eng. Mater. 421–422, 485–489 (2009)CrossRef S.M. Shapee, R. Alias, I. Azmi, Z. Ambak, Z.M. Yusoff, M.R. Saad, Key Eng. Mater. 421–422, 485–489 (2009)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat S.E. Fritz, T.W. Kelley, C.D. Frisbie, J. Phys. Chem. B. 109, 10574–10577 (2005)CrossRef S.E. Fritz, T.W. Kelley, C.D. Frisbie, J. Phys. Chem. B. 109, 10574–10577 (2005)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat D. Monika, N. Suri, P.K. Khanna, Int. J. Res. Eng. Technol. 2, 441–444 (2013) D. Monika, N. Suri, P.K. Khanna, Int. J. Res. Eng. Technol. 2, 441–444 (2013)
40.
Zurück zum Zitat Y. Gong, W. Deng, W. Zhang, C. Yatongchai, Y. Zou, R.C. Buchanan, Ceram. Int. 41, 671–680 (2015)CrossRef Y. Gong, W. Deng, W. Zhang, C. Yatongchai, Y. Zou, R.C. Buchanan, Ceram. Int. 41, 671–680 (2015)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat G. Wu, H. Zhang, X. Luo, L. Yang, H. Lv, J. Colloid Interface Sci. 536, 548–555 (2019)CrossRef G. Wu, H. Zhang, X. Luo, L. Yang, H. Lv, J. Colloid Interface Sci. 536, 548–555 (2019)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat T. Wu, Y. Pu, T. Zong, P. Gao, J. Alloys Compd. 584, 461–465 (2014)CrossRef T. Wu, Y. Pu, T. Zong, P. Gao, J. Alloys Compd. 584, 461–465 (2014)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat R.K. Bhuyan, T.S. Kumar, D. Pamu, Ferroelectrics 516, 173–184 (2017)CrossRef R.K. Bhuyan, T.S. Kumar, D. Pamu, Ferroelectrics 516, 173–184 (2017)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat T. Welker, S. Günschmann, N. Gutzeit, J. Müller, J. Ceram. Sci. Technol. 6, 301–304 (2015) T. Welker, S. Günschmann, N. Gutzeit, J. Müller, J. Ceram. Sci. Technol. 6, 301–304 (2015)
45.
46.
Zurück zum Zitat S. Arun, M.T. Sebastian, K.P. Surendran, Ceram. Int. 43, 5509–5516 (2017)CrossRef S. Arun, M.T. Sebastian, K.P. Surendran, Ceram. Int. 43, 5509–5516 (2017)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat M. Ma, Z. Liu, Y. Li, Y. Zeng, D. Yao, Ceram. Int. 39, 4683–4687 (2013)CrossRef M. Ma, Z. Liu, Y. Li, Y. Zeng, D. Yao, Ceram. Int. 39, 4683–4687 (2013)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat S. Wang, D. Zhang, X. Ouyang, Y. Wang, G. Liu, J. Alloys Compd. 667, 23–28 (2016)CrossRef S. Wang, D. Zhang, X. Ouyang, Y. Wang, G. Liu, J. Alloys Compd. 667, 23–28 (2016)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat J. Kita, A. Engelbrecht, F. Schubert, A. Groß, F. Rettig, R. Moos, Sens. Actuators B 213, 541–546 (2015)CrossRef J. Kita, A. Engelbrecht, F. Schubert, A. Groß, F. Rettig, R. Moos, Sens. Actuators B 213, 541–546 (2015)CrossRef
50.
51.
Zurück zum Zitat R. Zhang, T.R. Wei, B.P. Zhang, K. Wang, D. Ichigozaki, J.F. Li, J. Alloys Compd. 646, 298–302 (2015)CrossRef R. Zhang, T.R. Wei, B.P. Zhang, K. Wang, D. Ichigozaki, J.F. Li, J. Alloys Compd. 646, 298–302 (2015)CrossRef
53.
Zurück zum Zitat S.B. Roshni, M.T. Sebastian, K.P. Surendran, Sci. Rep. 7, 40839 (2017)CrossRef S.B. Roshni, M.T. Sebastian, K.P. Surendran, Sci. Rep. 7, 40839 (2017)CrossRef
54.
Zurück zum Zitat M. Eberstein, C. Glitzky, M. Gemeinert, T. Rabe, W.A. Schiller, C. Modes, Int. J. Appl. Ceram. Technol. 6, 1–8 (2009)CrossRef M. Eberstein, C. Glitzky, M. Gemeinert, T. Rabe, W.A. Schiller, C. Modes, Int. J. Appl. Ceram. Technol. 6, 1–8 (2009)CrossRef
55.
Zurück zum Zitat L. Chen, P. Wu, P. Song, J. Feng, Ceram. Int. 44, 16273–16281 (2018)CrossRef L. Chen, P. Wu, P. Song, J. Feng, Ceram. Int. 44, 16273–16281 (2018)CrossRef
Metadaten
Titel
Ultra-low temperature co-fired CaV2O6-glass composite ceramic substrate for microelectronics
verfasst von
Arun Sasidharanpillai
Sebastian Mailadil Thomas
Younki Lee
Hyo Tae Kim
Publikationsdatum
13.03.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-01079-5

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt