CLNT系LTCC微波介質材料研究.pdf

1、現(xiàn)代移動通信技術的高速發(fā)展，對移動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，簡稱LTCC）技術為基礎的多層結構設計可有效減小器件體積，是實現(xiàn)元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本方向發(fā)展的關鍵途徑。為滿足LTCC工藝要求，探索低溫燒結的高性能微波介質陶瓷已成為當今研究熱點。 Ca[(Li1/3Nb2/3),Ti]O3-δ(CLNT)系微波介

2、質陶瓷材料具有較低的燒結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助劑，并利用高能球磨工藝制粉，研究了CLNT材料的低溫燒結特點。CLNT系微波介質陶瓷具有復合鈣鈦礦結構，為進一步探討微波介電性能的影響機制，并改善其微波介電性能，本文還研究了B位Ti4+、Zr4+取代對于低溫燒結CLNT陶瓷的影響。 進行了CLNT陶瓷

3、低溫燒結特點研究。以Ca[(Li1/3Nb2/3)0.9Ti0.1]O3?δ為基體材料，添加常見低熔點氧化物B2O3和Bi2O3為燒結助劑，添加量分別為3wt.％和5wt.％時，980℃/4h燒結，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，獲得：Qf=13026 GHz，εr=32.25，τf=-36 ppm/℃。 研究了B位Ti4+、Zr4+取代對低溫燒結CLNT陶瓷微波性能的影響。結果表明，隨B位Ti4+取代量增加，B位有序化程度降低，Qf值減?。蝗萑桃蜃釉龃?，τf向正頻率溫度系數(shù)移動；εr增大；當Ti4+取代量為0.21時，CLNT+ZB陶瓷微波介電性能為：940℃/4h燒結：Qf=8658 GH

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