LTCC低介电常数微波介质陶瓷的研究进展

简述了Al2O3系、MO-SiO2(M=Ca,Mg,Zn)系、MO-TiO2系等相对介电常数为6～30的低温共烧陶瓷(LTCC)的结构和微波介电性能,介绍了自主研发的Al2O3系和Mg5(Zn,Ti)4O15系材料制作的多层陶瓷电容器(MLCC)的电性能。分析和讨论了目前LTCC低介电常数微波介质陶瓷存在的问题,提出了其发展方向。     

低温烧结微波介质陶瓷

在制备多层微波元件过程中,为使用Cu、Ni等低熔点导体,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。本文介绍了通过液相烧结降低致密化温度的BaTi4O9、Ba2Ti9O20及(Zr,Sn)TiO4陶瓷,这类材料的烧结温度已降至1 000℃以下;也介绍了掺加(V2O3+CuO)的BiNbO4基陶瓷,其致密化温度已低至880℃左右。文中还列出了陶瓷组成、低熔点氧化物或玻璃的组成及相关材料的微波介电性能。     

ZST微波陶瓷在介质振荡器上的应用研究

用传统固相法制备ZST(氧化锆-氧化锡-氧化钛)系微波陶瓷,研究了ZST系微波陶瓷的组成对介电性能的影响。通过X-射线衍射(XRD)和HP8714ET网络分析仪对其晶体结构和微波介电性能进行研究,实验结果表明:少量掺Bi2O3的ZST系陶瓷材料可把烧结温度降低至1 260℃,微波介电性能较好;掺入量大于2%(质量分数)时,ZST系微波陶瓷在晶界偏析形成了Bi2Ti2O7新相,微波性能下降。用微波介电性能较好的ZST系陶瓷制成的介质振荡器进行测试,其电性能满足设计要求。     

ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展

从掺杂金属氧化物改性、低温烧结以及应用研究三个方面综述了ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展,提出其主要发展方向为:掺杂金属阳离子改性;采用物理法或半化学法降低颗粒半径,提高反应活性;掺杂适量氧化物或玻璃助烧剂,实现ZnO-TiO2系陶瓷的低温烧结;深入研究瓷体与内电极的作用机理,设计出优良的多层片式微波器件.     

中温烧结CLNT微波介质陶瓷

研究了Bi2O3对CLNT陶瓷的烧结性能、物相和介电性能的影响。添加4%~10%(质量分数)Bi2O3,在液相Bi2O3和Bi2O3-TiO2两重作用下,烧结温度降至1050℃。XRD分析表明:斜方钙钛矿相出现分裂,产生第二相。随Bi2O3含量增加,Q·f值下降,τf向负温度系数方向移动,当04%,εr因气孔增加而减小。4%Bi2O3试样在1050℃烧结4h,εr为37.8,Q·f为11030GHz,τf为12×10–6℃–1。     

高Q微波介质陶瓷

<正> 使用微波介质陶瓷谐振器制作振荡器和滤波器,能够满足微波通讯、卫星直播电视、雷达等技术对微波电路集成化、高稳定、低成本的要求。南京电子器件研究所早期研制的(Zr,Sn)TiO_4系列材料已广泛应用于2～12GHz频段。 近期,该所研制了Ba(Zn_(1/3)Ta_(23))O_3-Ba(Zn_(1/3)Nb_(23))O_3材料,其主要电参数ε为29;频率温度系数Tf为0～+8ppm/℃;10GHz下Q值最高达13000,比(Zr,Sn)TiO_4材料的Q值提高一倍以上。在3厘米介质谐振器振荡器中,在电路没有变动的情况下,仅用a(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3-Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3更换A_6介质材料,改变电源电压,频率变化由1.5MHz/V降为0.5MHz/V。采用该材料已制成性能优良的54GHz固态源。     

微波介质陶瓷介电机理研究进展

总结了近年来微波介质陶瓷领域结构特性对介电性能的影响机理的研究状况。主要介绍了影响介电常数、品质因数和谐振频率温度系数的本质因素。对未来微波介质陶瓷材料的设计具有一定指导作用,并在最后指出了未来介电机理的研究方向。     

新型低介微波介质陶瓷的结构及性能

介绍了相对介电常数低于15的四种低介微波介质陶瓷材料系列(R2BaCuO5(R=Y,Sm,和Yb等)系、Al2O3系、AWO4(A=Ca,Sr和Ba)系和Zn2SiO4系等)的结构和微波介电性能,并指出其目前普遍存在的问题和发展趋势。     

N2气氛烧结Bi1-xGdxNbO4微波介质陶瓷性能研究

采用普通固相合成法制备了Bi1-xGdxNbO4微波介质陶瓷,研究了N2烧结气氛下,Gd部分取代BiN-bO4陶瓷中的Bi对其烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,不同Gd掺杂量的样品,相结构差别不大,均以低温斜方相为主晶相。随着Gd含量的增加,陶瓷样品的烧结温度升高,表观密度和相对介电常数均略有减小,品质因数与频率之积(Q×f)值也会发生变化。当x(Gd)=0.008时,900℃烧结的Bi0.992Gd0.008NbO4陶瓷样品具有较好的介电性能:介电常数rε=43.6(4.3 GHz),Q×f=14 288 GHz(4.3 GHz),谐振频率温度系数τf≈0。     

不同起始原料对BMT微波介质材料烧结及微波介电性能的影响

本工作利用ＢＥＴ，ＳＥＭ，ＴＥＭ等分析测试手段研究了不同起始原料对ＢＭＴ微波介质陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响，发现用自制的Ｔａ２Ｏ５·ｘＨ２Ｏ为起始原料合成的ＢＭＴ粉料比用一般Ｔａ２Ｏ５为起始原料合成的ＢＭＴ烧结温度低１００℃左右，而且在同一条件下烧成的样品的体密度和微介电性能也有很大的提高，特别是高得多的Ｑ值。     

低温共烧微波介质陶瓷材料研究进展

在介绍低温共烧陶瓷(LTCC)技术的基础上,阐述了LTCC微波介质陶瓷材料的特点及应用背景。综述了BaTi4O9、Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTix]O3-δ、ZnNb2O6、ZnTiO3及Li2O-Nb2O5-TiO2等常用的LTCC微波介质陶瓷材料体系。指出了目前研究中存在的问题,指出新体系的开发是今后的主要研究方向。新体系可以采用多相复合,也可以由几种低熔点氧化物化合而产生。     

微波介质陶瓷/铁氧体复合材料的低温共烧

将MgTiO3微波介质陶瓷与Ni-Zn-Cu铁氧体进行低温共烧实验,研究了两种材料的低温烧结特性,结果表明,添加适量的Bi2O3能将复合材料的烧结温度降至900～920℃,并且使得烧结更加致密化。实验证明两种材料之间没有发生化学反应,各自保持了原有的物相,二者具有良好的化学相容性。该复合材料既具有铁电性又具有铁磁性,并且能满足低温共烧工艺的要求,有很好的应用前景。     

低温烧结介质基板材料研究进展

从陶瓷基介质材料和微晶玻璃基介质材料两个方面进行综述,介绍了几种低温烧结介质基板材料的国内外研究进展,研究了低温烧结介质基板材料与内电极的异相匹配共烧的重要性,探讨了低温烧结介质基板材料主要存在的问题和发展趋势。     

低温共烧陶瓷(LTCC)技术新进展

介绍了低温共烧陶瓷(LTCC)技术的特点,并详细介绍了LTCC技术在零收缩基板及内埋置材料方面的最新技术,综述了LTCC技术在高密度封装以及微波无源元件领域中的应用。最后介绍了国内外LTCC器件的发展现状,并展望了LTCC技术的未来发展趋势。     

MgO-TiO_2-CaO-SiO_2低介微波介质陶瓷材料研究

采用固相反应法,在0.92MgTiO3-0.08CaTiO3配比的基础上,制备了不同Mg2SiO4添加量的MgO-TiO2-CaO-SiO2复合陶瓷体系,研究了Mg2SiO4添加量对其物相结构、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,体系中不存在杂相,其致密化烧结温度随Mg2SiO4添加量的增加而提高,添加适量Mg2SiO4能够降低体系的εr和谐振频率温度系数τf。当添加质量分数为35%的Mg2SiO4,体系在1360℃烧结2h可获得优异的微波介电性能:εr=15.5,Q·f=42640GHz(6GHz),τf=–13×10–6/℃。     

Li_2MgSiO_4微波介质陶瓷的低温烧结适应性

采用固相法制备了添加B2O3的Li2MgSiO4陶瓷,研究了添加B2O3助剂对降低Li2MgSiO4陶瓷烧结温度的作用,以及B2O3对所制陶瓷的密度、相结构与微观形貌、微波介电性能的影响。结果表明,添加质量分数2%的B2O3就可在810℃的低温下实现Li2MgSiO4陶瓷的致密烧结,并获得较佳的介电性能:εr=5.84,Q.f=107 000 GHz(f=8 GHz),可用于制作LTCC材料。     

低温烧结ZnO压敏陶瓷研究进展

ZnO压敏陶瓷具有优异的非线性特性,广泛应用于电子仪器和电力装置领域.为了满足电子元器件低压化、小型化和集成化的要求,必须开发出烧结温度低且能与Cu、Zn、Al等贱金属实现共烧兼容的ZnO压敏陶瓷体系.总结了当前ZnO压敏陶瓷低温烧结的研究现状,讨论了ZnO压敏陶瓷低温烧结方法的优缺点,同时分析了ZnO压敏陶瓷低温烧结...     

BCL助烧剂对CSLST微波介质陶瓷性能的影响

采用B2O3-CuO-Li2CO3(BCL)作为助烧剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行降温烧结。系统讨论了BCL的添加量对CSLST微波介质陶瓷的烧结行为、晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明:BCL的加入将CSLST陶瓷的烧结温度从1 250℃降至925℃。当BCL添加量小于质量分数5.5%时,样品中只含单一的钙钛矿结构晶体,而当BCL添加量大于质量分数7.5%时,则会产生第二相。添加BCL的质量分数为5.5%,烧结温度为925℃保温5 h,所制CSLST陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=86.69,Q.f=2 267 GHz,τf=29.3×10–6/℃。     

0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3微波介质陶瓷的低温烧结

研究了BaCu(B2O5)(BCB)和ZnO复合掺杂对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3(95MCT)微波介质陶瓷烧结性能和介电性能的影响,并采用XRD和SEM观察其晶相结构及微观形貌。结果表明:复合掺杂BCB和ZnO能使95MCT陶瓷的烧结温度由1400℃降低至1050℃,可实现与Cu共烧,且ZnO掺杂能有效抑制MgTi2O5第二相的形成。复合掺杂质量分数为3.00%BCB和1.00%ZnO的95MCT陶瓷在1050℃烧结3h,获得较好的介电性能:εr=20.5,Q·f=21133GHz,τf=–10.1×10–6/℃(7GHz)。