低温烧结抗直流偏置NiCuZn铁氧体及应用研究

发布时间：2020-04-18 01:27

【摘要】：近年来,具有体积小、优良高频特性、适合表面贴装等特点的叠层片式电感器正逐步取代传统的插装电感器,被广泛应用于各类电子产品中。而这类电子产品在实际电路中往往会存在一定直流漏电流,因此要求叠层片式电感需具备较好的抗直流偏置能力,即在外加直流偏置场下,其电感量需保证较好的稳定性,从而确保产品的正常运行。NiCuZn铁氧体材料作为片式电感的关键材料,其直流偏置特性直接影响着器件的抗直流偏置能力。本文的目标就是研制出具有高直流偏置特性和优异磁学性能的NiCuZn铁氧体材料,并基于自主研制的铁氧体材料开展相应的应用研究。具体研究内容如下:首先,在材料研究方面,重点开展了NiCuZn铁氧体材料微观结构与直流偏置性能的关联性研究。在NiCuZn铁氧体材料中分别掺杂低熔点Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3(BZB)玻璃和复合二元氧化物Bi_2O_3-CuO的初步掺杂实验发现,构建细晶粒结构有利于提升材料的直流偏置特性,但是细晶粒结构往往伴随着较低的烧结密度,导致材料的饱和磁感应强度等磁学性能恶化。为了获得兼顾细晶粒结构和高致密度的样品,本论文设计了一种具有一定熔化温度梯度的多元助熔体系,巧妙利用助剂对NiCuZn铁氧体致密化过程与晶粒生长过程影响的差异,得到以细小晶粒为主的致密多重微观结构。采用低熔点BZB玻璃和较高熔点氧化物Bi_2O_3或Bi_2O_3-CuO复合掺杂的研究结果表明,由于形成特殊的致密微观结构,引入多元助熔体系在显著改善材料直流偏置特性的同时,大幅度提升了材料密度及磁学性能。综合考虑直流偏置特性、密度与饱和磁感应强度三个重要参数,发现当CuO掺杂量为0.02wt%,烧结温度890°C时,材料具有最优综合性能(饱和磁感应强度为312mT,密度4.82g/cm~3,H_(70%)=625A/m)。其次,采用自主研发的NiCuZn铁氧体材料,进行了器件的应用研究。首先,采用Ansoft HFSS软件设计了0805型叠层片式电感。然后,使用Maxwell软件对其直流偏置特性进行了仿真。结果显示:电感量为0.97μH时,饱和电流Isat为1.8A,达到设计指标要求。
【图文】：

LTCC工艺流程图

固相烧结法制备铁氧体材料的主要流程
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM277

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 高永毅;欧阳辰鑫;朱建华;王海;;预烧温度对NiCuZn铁氧体材料显微组织及直流偏置特性的影响[J];电子元件与材料;2015年10期

2 欧阳辰鑫;肖淑敏;施威;朱建华;高永毅;;镍锌比和BSZ玻璃对NiCuZn铁氧体组织与性能的影响[J];电子元件与材料;2015年08期

3 董丽;颜铄清;冯则坤;;助烧剂对NiCuZn铁氧体直流叠加特性的影响[J];磁性材料及器件;2012年03期

4 丁晓鸿;樊应县;施威;曹华春;高永毅;;引出结构对叠层片式电感器可靠性影响的研究[J];电子元件与材料;2012年02期

5 赵海;刘颖力;张怀武;胡嵩松;秦培;;Co~(2+)取代与Li~+掺杂对NiCuZn铁氧体磁性能和直流叠加特性的影响[J];磁性材料及器件;2011年01期

6 李旭哲;苏桦;张怀武;师凯旋;顾卫卫;;Co~(2+)替代对NiCuZn铁氧体电磁性能的影响[J];磁性材料及器件;2010年05期

7 韩志全;;LTCC铁氧体叠层片式器件及材料的国内外发展动态[J];磁性材料及器件;2009年06期

8 庄立波;包生祥;汪蓉;;多层陶瓷电容器端电极银浆料匹配问题的研究[J];电子工艺技术;2009年04期

9 苏桦;张怀武;;低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感应用研究[J];电子元件与材料;2008年06期

10 黄伟;何华辉;冯则坤;黄爱萍;谭福清;李喜雄;;高磁导率、高直流叠加MnZn软磁铁氧体材料研究[J];磁性材料及器件;2005年06期

相关会议论文 前1条

1 张力;;叠层片式感性元件进展[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

相关博士学位论文 前2条

1 蒋晓娜;高旋磁特性的LiZn铁氧体及其应用研究[D];电子科技大学;2012年

2 苏桦;低温烧结NiCuZn铁氧体（LTCF）材料及叠层片式电感应用研究[D];电子科技大学;2006年

相关硕士学位论文 前5条

1 宦丽;抗偏置低温烧结NiCuZn铁氧体及在功率片式电感中的应用研究[D];电子科技大学;2015年

2 于丕风;高Bs低损耗MnZn铁氧体材料的研制[D];电子科技大学;2015年

3 王昕;叠层片式电感器电感稳定性研究[D];电子科技大学;2012年

4 高永毅;叠层片式大功率电感器的设计与制作技术[D];电子科技大学;2012年

5 陈世钗;PZT-NiCuZn铁氧体复合双性材料电磁性能研究[D];电子科技大学;2009年

，

本文编号：2631547