微波MLCC用镁锌钛基瓷料的研究

发布时间：2020-07-03 11:57

【摘要】：多层独石陶瓷电容器(MLCC)是电路中常用的一种无源器件,具有尺寸小、比容高、精度高、可靠性高等优点。如今的电子信息飞速发展,要求电子设备的体积更小,在高频甚至微波频段下工,微波MLCC成为了如今电路中必不可少的元器件。本文选用的Mg-Zn-Ti系微波陶瓷作为微波MLCC的介质陶瓷材料,对瓷料的合成技术、掺杂改性技术、以及低温烧结技术进行了系统性的研究,研究结果表明:(1)MgTiO3与ZnTiO3会形成共熔体,其中MgTiO3与ZnTiO3含量的变化会影响介质陶瓷的烧结温度和介电性能,当ZnTiO3含量偏低,陶瓷的烧结温度较高。当ZnTiO3含量偏高时,会引入杂相,而且很容易使陶瓷出现过度烧结的现象,破坏陶瓷结构,影响介电性能。同时预烧温度对于陶瓷的性能也有较大影响,预烧温度是否合适,直接影响到最终陶瓷样品的性能。(2)Ta2O5、CaF2、CaTiO3作为掺杂剂对Mg-Zn-Ti介质陶瓷的性能有较大影响,其中Ta2O5适量掺杂可以提升陶瓷的品质因数,加入量过多会引入更多杂相。CaTiO3的加入不会与陶瓷反应,虽然会影响烧结,降低品质因数,但是可以调节频率温度系数,提升介电常数。(3)硼酸、LBS玻璃、BBS玻璃作为降烧剂入到Mg-Zn-Ti陶瓷中可以有效的降低陶瓷的烧结温度,硼酸的对烧结的帮助很明显,可以使烧结温度降低到1000℃以下,但是由于硼酸易挥发,会影响陶瓷与电极的共烧效果,玻璃较为稳定,不会影响电极的烧结,其中BBS玻璃适合批量生产,而且可靠性高;同时研究了不同的球磨方式以及不同球磨时间对粉料粒度分布的影响,实验表明行星球磨的效率高,但是粒度分布较差,滚动球磨虽然效率较低,但是粒度分布好。通过以上步骤对Mg-Zn-Ti介质陶瓷进行了系统性研究后,得到的微波介质陶瓷在1050℃下烧结,介电性能性能为:εr=22.1,Q×f=48740 GHz(at 6.5GHz),τf=-3.3ppm/oC,与电极很好的烧结。并且制作了MLCC,在1090℃下烧结良好,容值在100pF左右,偏差率为±4%以内,损耗在0.01%左右。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ174.75;TM53
【图文】：

结构图,结构图,异性电,片式元器件

电子科技大学硕士学位论文 MLCC 的结构与原理MLCC 作为片式元器件中应用较为成熟而且广泛的一类，相对于其他器，MLCC 主要的优点是：器件的尺寸小、比容高、精度高，应用于电路或是混合集成电路中，能有效的缩小电子信息终端产品的重量以及可以提高产品的可靠性。在电路的工艺方面 MLCC 的优点不仅是封装好、而且可以有效的隔离异性电极。

产品分类,电容器

第一章绪论高 Q 值 MLCC 产品，图 1-2 为村田集团的 MLCC 系列产品，高频产品，一度出现供不应求的情况。对于高频 MLCC 产品电容值从。其中风华高科的高频 MLCC 系列产品最为全面。图 1-3 为风华高产品性能参数，可以看出使用频率为 300MHz，已经达到微Hz~300GHz），但是在损耗和稳定性方面与国外公司还有些许差距料技术相对成熟，MLCC 性能主要还是取决于介质材料，对于高频而言，微波介质陶瓷材料的性能就是技术的关键。

【参考文献】