低温度系数钨酸盐LTCC材料及应用研究

发布时间：2018-07-10 10:43

  本文选题：钨酸盐 + LTCC　； 参考：《电子科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,移动通讯终端设备正在微型化、可集成化、高可靠性等诸多方面得到迅猛的发展。这将对微波介电陶瓷材料提出了更大的挑战,因此研发出具备低损耗,低温度系数的低温共烧陶瓷(LTCC)将会成为热点研究课题。钨酸盐陶瓷材料是近些年来低介微波陶瓷的一个热门研究方向。以CaWO_4为例,在1150℃下烧结的介电性能为εr?10,Q×f?75,000GHz,τf=-25ppm/℃。本文以CaWO_4作为钨酸盐的主体系,通过引入具有正温度系数的Li_2TiO_3和Ba_5Nb_4O_(15)来调节钨酸盐的温度系数,通过引入低熔点的氧化物Li_2WO_4或者低熔点的玻璃BBSZ,LBSCA等来使材料的烧结温度下降。首先研究(1-x)[0.9CaWO_4-0.1Li_2WO_4]+x Li_2TiO_3三元LTCC材料体系,当x=0.49时材料在950℃下烧结的Q×f值为23,600GHz,温度系数为τf=+1.2 ppm/℃。由于掺杂过多的Li_2TiO_3必然会导致钨酸盐陶瓷低温烧结性能的急剧下滑。然后采用引入玻璃相BBSZ,LBSCA的方法对钨酸盐的低烧性能进行实验,分别在钨酸盐陶瓷体系中掺入微量的玻璃相,通过对比实验分析得出结果。0.86CaWO_4-0.14Li_2TiO_3+x%LBSCA(x=0.25~2),当x=0.5时,陶瓷在900℃烧结3小时表现出微波性能最佳为:εr=12.43,Q×f=76,000GHz,τf=-2.9(ppm/℃)。当钨酸盐陶瓷材料采用玻璃BBSZ掺杂,运用同样的分析手段研究其微观形貌以及微波介电性能。得出结论,当掺杂量x=0.5时陶瓷材料在900℃烧结的Q×f值最高为59,000GHz。通过引入具有正温度系数的Ba_5Nb_4O_(15)用来调节CaWO_4的谐振频率温度系数。首先固定玻璃掺杂量,对(1-x)CaWO_4-x Ba_5Nb_4O_(15)+0.5wt%LBBS体系进行物相分析发现产生了BaWO_4的晶相,这说明两种材料在高温下无法共存在固溶体中。由于Ba_5Nb_4O_(15)烧结温度比较高,所以接下来进行掺杂玻璃的低温烧结实验。陶瓷材料0.79CaWO_4-0.21Ba_5Nb_4O_(15)+xwt%LBBS(x=0.5~2)进行介电性能分析,当掺杂量为x=1时在950℃下烧结,陶瓷材料的Q×f值达到峰值为18,300GHz。基于自己研发的钨酸盐陶瓷材料0.86CaWO_4-0.14Li_2TiO_3+0.5wt%LBSCA,设计仿真了一款小型化微带双频天线。在HFSS中分别进行了结构仿真和电磁仿真,其仿真性能结果为:中心频率f0=2.8GHz;5.4GHz,带宽BW10MHz,通带内回波损耗S1115dB,最大增益G0=4.8dB。
[Abstract]:In recent years, mobile communication terminal devices are developing rapidly in many aspects, such as miniaturization, integration, high reliability and so on. This will pose a greater challenge to microwave dielectric ceramic materials, so the development of low-temperature co-fired ceramics (LTCC) with low loss and low temperature coefficient will become a hot research topic. Tungstate ceramic material is a hot research direction of low dielectric microwave ceramics in recent years. Taking CaWO _ 4 as an example, the dielectric properties of sintered at 1150 鈩，

本文编号：2113135