信息技术的前进步伐不断加大,造就了集成电路产业的蓬勃发展,促使电子封装成为当前的热门领域,寻求性能优异的LTCC封装基板材料迫在眉睫。镁铝硅微晶玻璃因具有优良的性能逐渐成为关注的焦点,但是目前还存在烧结温度过高,难以和低熔点电极共烧以及抗弯强度与热膨胀系数不稳定等问题。因此,本文以镁铝硅微晶玻璃为对象,通过掺杂改性,研究了不同元素对本体系晶相组成、微观结构以及综合性能的影响,并对烧结和析晶过程进行了相应的理论分析。本实验采用四种稀土氧化物进行掺杂,结果表明,Y2O3能降低镁铝硅微晶玻璃的烧结温度,促进晶相的析出,从而提高机械性能。Y2O3的掺杂量为1wt%时,样品的结晶度最高,使得抗弯强度为211MPa,杨氏模量为89GPa,同时热膨胀系数为4.68×10-6/℃,介电常数为5.99,介电损耗为1.99×10-3。Sm2O3可以抑制MgAl2O4相的形成,促进(MgAl2Si3O10)0.6相转化为Mg2Al4Si5O18相,改善微观结构,从而显著增强机械性能。当掺杂2wt%Sm2O3时,样品的性能最佳,其中抗弯强度为229MPa,热膨胀系数为4.58×10-6/℃,介电常数为5.93,介电损耗为1.64×10-3。Dy2O3对晶相组成的影响较小,但是能促进烧结致密化和整体析晶,从而降低热膨胀系数。掺杂3wt%Dy2O3可降低热膨胀系数至3.55×10-6/℃,与Si芯片接近,同时抗弯强度为181MPa,杨氏模量为99GPa,介电损耗为0.68×10-3,介电常数为5.78。Lu2O3能明显促进Indialite相的析出,从而调节热膨胀系数,但是对介电性能的影响较小。当Lu2O3的掺杂量为0.5wt%时,样品获得最佳性能,其中抗弯强度为172MPa,杨氏模量为94GPa,热膨胀系数为4.17×10-6/℃,介电损耗为0.87×10-3,介电常数为5.33。其次,通过采用基于Arrhenius方程的恒定升温速率模型,对不同含量的Y2O3、Sm2O3掺杂镁铝硅微晶玻璃进行了烧结动力学的分析研究,并对烧结活化能进行相应的计算,结果表明1wt%Y2O3或2wt%Sm2O3可以明显降低镁铝硅微晶玻璃的烧结活化能,促进本体系致密程度的最大化。最后,本论文讨论了Aügis-Bennett模型的原理,并介绍了三种表征玻璃稳固度的参数,对不同含量的Y2O3掺杂镁铝硅微晶玻璃进行了析晶动力学的分析研究,并计算出相关参数,结果表明1wt%Y2O3能产生晶核剂的作用,大幅降低镁铝硅微晶玻璃的析晶活化能,破坏玻璃网络的稳定性,促进镁铝硅微晶玻璃的整体析晶。