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《浙江大学》 2005年
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基于流延成型工艺的LTCC微波介质陶瓷研究

董世洪  
【摘要】:移动通信事业的高速发展,对移动通信终端用射频元器件的小型化提出了越 来越高的要求。射频元器件小型化最初解决方案是采用高介电常数的微波介质陶 瓷的材料,但小型化程度有限。基于低温共烧技术(Low temperature cofired ceramic,简称LTCC)为基础的多层结构设计可有效减小器件体积,是实现元器 件向小型化、集成化、高可靠性和低成本发展的重要途径。LTCC技术关键是对 能与Ag、Cu电极共烧的LTCC微波介质陶瓷的研制,世界各国竞相开发,但由 于材料开发与器件设计制造工艺相脱离,大多材料体系由于添加剂的原因,导致 料浆不稳定、粘度高,难以流延成型,从而限制其应用。 本文从流延成型对料浆特性要求的角度出发,选择优化设计烧结助剂。根据 料浆特性的要求,分别选用Na2O、ZnO、ZnO-B2O3-Si2(简称 ZBS)、 PbO-B2O3-SiO2(简称PBS)、ZnO-B2O3(简称ZB)、B2O3作为烧结助剂,系统 研究烧结助剂对BiNbO4和CaO-B2O3-SiO2微波介质陶瓷的烧结特性、相组成、 显微结构和微波介电性能的影响,并探讨了BiNbO4和CaO-B2O3-SiO2陶瓷体系 的料浆特性和流延膜片特征,研究成果如下: (一)CaO-B2O3-SiO2微波介质陶瓷低温烧结研究 ZBS、PBS、Na2O/ZnO助剂引入,均不同程度降低CaO-B2O3-SiO2微波介质 陶瓷的烧结温度(降低100-300℃),促进主晶相CaSiO3合成;相对而言,ZnO 或Na2O、ZnO复合作为助剂比以ZBS、PBS作为助剂降温效果显著,并可获得 晶粒尺寸均一、结构致密的陶瓷。ZnO的引入,使陶瓷烧结温度降至1000℃, 对陶瓷的介电性能影响较小;而Na2O的引入,虽能使烧结温度降至950℃,但 由于Na+半径小,在结构中易迁移,破坏硅灰石晶体结构,同时在高温下产生离 子电导,材料的Q·f值大幅度降低。以2mol%ZnO取代CaO,在1000℃保温 2h,陶瓷的各项性能最佳,其介电性能:εr=5. 39,Q·f=15075GHz,陶瓷料 浆均匀、适度适中,流延膜片粉体颗粒均匀分布、无团聚现象。 (二)BiNbO4微波介质陶瓷低温烧结研究 ZB、ZBS、B2O3作为BiNbO4微波介质陶瓷的烧结助剂,均能不同程度地促 进陶瓷的烧结,在900-920℃可获得单相α-BiNbO4。在相同条件下,以ZB作 为助剂比以ZBS或B2O3作为助剂更能均匀润湿、包裹固体颗粒,在较低烧结温 度条件下可获得晶粒尺寸均一、结构致密的陶瓷。ZB助剂对BiNbO4陶瓷介电 浙江大学硕士学位论文 性能破坏作用小于ZBS或BZO3。掺入lwt%ZB的BINbO4陶瓷,在880℃保温 4h,材料的e:一42,tg61 .5 x10一3。低温烧结BINbo;陶瓷料浆均匀、粘度适中, 流延膜片粉体颗粒均匀分布、无团聚现象。 本文通过添加剂优化设计,获得了介电性能优良、适合于流延成型的 cao一BZ场一510:和BINbO4低温烧结微波介质陶瓷,为LTCC微波介质陶瓷产业 化奠定了基础。 关键词:微波介质陶瓷低温烧结LTcc技术烧结助剂
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ174

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王志刚;微波毫米波前端中的LTCC技术研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张凯;毫米波LTCC收发组件研究[D];电子科技大学;2007年
2 曾欣;毫米波LTCC电路设计技术研究[D];电子科技大学;2008年
3 邱频捷;Ka波段频率合成器LTCC技术研究[D];电子科技大学;2009年
4 刘新宇;微波LTCC电路模型研究[D];电子科技大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江贵生;先驱体法合成LaPNYT烧成温度的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年03期
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3 石礼伟,李玉国,王强,薛成山,孙海波;高密存储介质磁性纳米颗粒薄膜与纳米超晶格结构研究进展(英文)[J];微纳电子技术;2003年09期
4 朱传凤,韩梅娟,商广义,万立骏,沈玉全,邱玲,郝聚民;光学高分子薄膜纳米结构与性能关系的探讨[J];微纳电子技术;2005年06期
5 张楷亮,宋志棠,封松林,Chen Bomy;ULSI关键工艺技术——纳米级化学机械抛光[J];微纳电子技术;2005年07期
6 杨阳;妥万禄;常爱民;赵青;张慧敏;;Co-Ni-Sr-O系低温热敏陶瓷材料研究[J];微纳电子技术;2007年Z1期
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8 王炜;李长荣;杜振民;郭翠萍;;Si/(Ni-Cr合金)/Cu扩散偶950℃相稳定性[J];北京科技大学学报;2009年03期
9 王承遇,潘玉昆,陶瑛;21世纪新玻璃的发展[J];玻璃与搪瓷;2002年03期
10 王承遇;卢琪;陶瑛;;信息时代的玻璃[J];玻璃;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张伟强;陈秀华;项金钟;王莉红;;集成电路亚45nm级铜布线扩散阻挡层WN薄膜的研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
2 杨阳;妥万禄;常爱民;赵青;张慧敏;;Co-Ni-Sr-O系低温热敏陶瓷材料研究[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
3 肖腊连;吕文中;李秀峰;胡勇;曾亦可;;基于串口通信的热释电系数测试系统设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨阳;低温溶剂热条件下无机—有机杂化硼酸盐的合成、结构及性质研究[D];大连理工大学;2011年
2 王培峰;大功率半导体激光器端面泵浦全固态激光器研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
3 牛小玲;有机红外热探测材料[D];陕西师范大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
2 宋文文;ZnNb_2O_6及ZnTa_2O_6陶瓷粉体的制备方法研究[D];中国海洋大学;2010年
3 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
4 张大志;钛酸铋钠—钛酸钡无铅压电薄膜制备及性能研究[D];湘潭大学;2010年
5 郭宏政;CaTiO_3-NdAlO_3微波介质陶瓷的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
6 王宗荣;Ag-PST复合薄膜材料的制备及其介电性能研究[D];浙江大学;2010年
7 彭利琴;改性SrLaAlO_4基陶瓷的结构及微波介电性能[D];浙江大学;2011年
8 张豪磊;579nm全固态黄光拉曼激光器的研究[D];西北大学;2011年
9 卫巍;铌酸钾钠基陶瓷的掺杂改性及其晶体的制备[D];景德镇陶瓷学院;2011年
10 李晓艳;金属酞菁在MCM-41中的封装及催化性质研究[D];大连理工大学;2011年
【同被引文献】
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1 王悦辉;周济;崔学民;沈建红;;低温共烧陶瓷无源集成技术及其应用[J];材料导报;2005年09期
2 燕文琴;刘颖力;张怀武;;低温共烧陶瓷射频无源集成基础技术研究进展[J];磁性材料及器件;2006年05期
3 燕文琴;刘颖力;李元勋;张怀武;;低温共烧陶瓷埋置电感的设计与仿真[J];磁性材料及器件;2007年05期
4 吴静静;延波;张其劭;郭高凤;苏宏;;微波LTCC内埋置电感设计与参数提取[J];电讯技术;2007年05期
5 王钧,施建俊,李征凡;微波MCM电路的设计与制作[J];电讯技术;1998年06期
6 魏晓云,曾云,晏敏;多芯片组件(MCM)技术[J];电子与封装;2004年06期
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8 郭春生,李志国;MCM-C基板上的多层互连及厚膜电阻的可靠性研究[J];电子学报;2005年08期
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10 恽小华;现代频率合成技术综述[J];电子学报;1995年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 苏宏;杨邦朝;任辉;胡永达;;微波LTCC内埋置电容设计与参数提取[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙慧萍;LTCC低介高频微波介质材料[D];浙江大学;2004年
2 魏宇哲;低温共烧陶瓷中无源滤波器的分析与设计[D];南京理工大学;2004年
3 夏雷;8毫米MCM接收前端研究[D];电子科技大学;2004年
4 王步冉;内埋置型LTCC三维MCM技术研究[D];电子科技大学;2005年
5 崔志伟;小型低相位噪声毫米波频率合成源技术研究[D];电子科技大学;2005年
6 杨华荣;大功率厚膜电阻浆料的研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 苏宏;层叠片式LTCC微波滤波器设计与研究[D];电子科技大学;2006年
8 章圣长;毫米波段LTCC高Q滤波器研制[D];电子科技大学;2006年
9 赵晨曦;Ka波段空间功率合成式放大器的研制[D];电子科技大学;2007年
10 田兵;Ka频段电路功率合成技术研究[D];电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 刘振哲;汪澎;;基于LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计[J];火控雷达技术;2012年03期
2 张宾;邵宁修;;基于DDS驱动PLL结构的Ka波段频率合成器[J];企业技术开发;2012年23期
3 金煜峰;王志刚;延波;徐锐敏;;三个传输零点的三阶LTCC Ka-band窄带滤波器[J];微波学报;2010年S1期
4 陈明川;詹铭周;徐锐敏;;基于LTCC技术的Ka波段频率合成器[J];微波学报;2010年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 惠力;唐高弟;李中云;;LTCC多路选通毫米波接收前端技术研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李夏琴;L波段LTCC收发前端研究[D];电子科技大学;2011年
2 陈明川;Ka波段LTCC频综组件研究[D];电子科技大学;2011年
3 赵博韬;Ka波段LTCC组件关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
4 许靖伟;毫米波LTCC收发前端设计[D];西安电子科技大学;2011年
5 王莎鸥;基于LTCC技术的雷达模拟器小型化设计与实现[D];电子科技大学;2011年
6 戴晓芒;基于LTCC技术的S波段发射前端小型化研究[D];电子科技大学;2011年
7 胡嵩松;基于LTCC技术的射频接收前端研究[D];电子科技大学;2011年
8 吴鹏;毫米波收发组件及其关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
9 尚艳伟;小体积多层结构微带滤波器的研究与设计[D];电子科技大学;2008年
10 徐鑫;LTCC毫米波集成传输线的过渡及寄生模式的分析与建模[D];电子科技大学;2009年
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1 林慧兴;李华新;赵相毓;陈玮;罗澜;;低温烧结BaO-TiO_2系微波介质陶瓷的研究[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年
2 崔学民;周济;缪春林;沈建红;;LTCC材料的应用及研究现状[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
3 刘浩斌;;LTCC现状与问题[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
4 马嵩;尉旭波;杨邦朝;胡永达;;基于LTCC技术0.1-4GHZ超宽带低噪声放大器小型化设计[A];2010中国电子制造技术论坛论文集[C];2010年
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9 蒋明;杨邦朝;王步冉;胡永达;李建辉;;LTCC多层基板内埋置电阻技术研究[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
10 周波;盛卫星;王昊;;基于主动空间映射算法的宽带LTCC功分器[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
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1 刘浩斌;南玻电子建成国内首条LTCC生产线[N];中国电子报;2003年
2 深圳南玻电子有限公司 刘浩斌;LTCC:电子元件领域的新热点[N];中国电子报;2004年
3 信息产业部电子第一线3研究所 王正义;LTCC:移动通信器件新选择[N];中国电子报;2000年
4 深圳南坡电子有限公司 刘浩斌;LTCC:未来电子器件模块化首选[N];中国电子报;2005年
5 本报记者 滕继濮;LTCC陶瓷:不在餐桌上 在你手机里[N];科技日报;2010年
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1 董世洪;基于流延成型工艺的LTCC微波介质陶瓷研究[D];浙江大学;2005年
2 孙慧萍;LTCC低介高频微波介质材料[D];浙江大学;2004年
3 郑轶;一种LTCC双频芯片天线设计[D];电子科技大学;2009年
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5 朱勇;毫米波LTCC封装技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 苏丽娜;LTCC磁介复合陶瓷的制备及电磁性能研究[D];陕西师范大学;2010年
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8 戴煜辉;基于Ba铁氧体低温共烧陶瓷及无源LTCC器件设计[D];电子科技大学;2006年
9 李夏琴;L波段LTCC收发前端研究[D];电子科技大学;2011年
10 姚友芳;微型LTCC平衡滤波器的研究[D];南京理工大学;2010年
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