CLNT系LTCC微波介質(zhì)材料研究.pdf

1、現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)移動(dòng)通信終端用射頻元器件的小型化提出了越來越高的要求。以低溫共燒陶瓷（Low Temperature Cofired Ceramic，簡(jiǎn)稱LTCC）技術(shù)為基礎(chǔ)的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效減小器件體積，是實(shí)現(xiàn)元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本方向發(fā)展的關(guān)鍵途徑。為滿足LTCC工藝要求，探索低溫?zé)Y(jié)的高性能微波介質(zhì)陶瓷已成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。 Ca[(Li1/3Nb2/3),Ti]O3-δ(CLNT)系微波介

2、質(zhì)陶瓷材料具有較低的燒結(jié)溫度和良好的微波介電介電性能。但其仍無法與Ag、Cu等低熔點(diǎn)電極材料共燒。本研究以CLNT為基體材料，采用ZnO-B2O3(ZB)玻璃作為該材料體系的燒結(jié)助劑，并利用高能球磨工藝制粉，研究了CLNT材料的低溫?zé)Y(jié)特點(diǎn)。CLNT系微波介質(zhì)陶瓷具有復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步探討微波介電性能的影響機(jī)制，并改善其微波介電性能，本文還研究了B位Ti4+、Zr4+取代對(duì)于低溫?zé)Y(jié)CLNT陶瓷的影響。 進(jìn)行了CLNT陶瓷

3、低溫?zé)Y(jié)特點(diǎn)研究。以Ca[(Li1/3Nb2/3)0.9Ti0.1]O3?δ為基體材料，添加常見低熔點(diǎn)氧化物B2O3和Bi2O3為燒結(jié)助劑，添加量分別為3wt.％和5wt.％時(shí)，980℃/4h燒結(jié)，微波介電性能分別為：Qf=13018 GHz、εr=53.73、τf=-8.9 ppm/℃；Qf=9971 GHz、εr=33.73、τf=-17.073 ppm/℃。以3wt.％ZB玻璃作為燒結(jié)助劑，并引入高能球磨工藝，Ca[(Li1/3N

4、b2/3)0.84Ti0.16]O3?δ在910℃/4h燒結(jié)，獲得：Qf=13026 GHz，εr=32.25，τf=-36 ppm/℃。 研究了B位Ti4+、Zr4+取代對(duì)低溫?zé)Y(jié)CLNT陶瓷微波性能的影響。結(jié)果表明，隨B位Ti4+取代量增加，B位有序化程度降低，Qf值減小；容忍因子增大，τf向正頻率溫度系數(shù)移動(dòng)；εr增大；當(dāng)Ti4+取代量為0.21時(shí)，CLNT+ZB陶瓷微波介電性能為：940℃/4h燒結(jié)：Qf=8658 GH

5、z、εr=31.14、τf=+0.5 ppm/℃；960℃/4h燒結(jié)：Qf=16061 GHz、εr=32.76、τf=-5 ppm/℃。Ti4+、Zr4+復(fù)合取代時(shí)，隨Zr4+取代量增加，Qf值呈現(xiàn)非線性變化；容忍因子減小，τf向負(fù)頻率溫度系數(shù)移動(dòng)。此外，從微結(jié)構(gòu)角度初步探討了CLNT系陶瓷微波介電特性的影響機(jī)制。 本文研究材料的綜合技術(shù)指標(biāo)滿足LTCC技術(shù)對(duì)于微波介質(zhì)陶瓷的要求，為制備多層片式濾波器等微波頻率器件打下了基礎(chǔ)。