LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技能成为了世界研讨的焦点,由于运用LTCC技能制备的产品不仅能具有高电流密度、小体积,并且还具有高可靠性和优秀的电功能、传输特性及密封性。LTCC技能是一种先进的混合电路封装技能。它将四大无源器材,即变压器(T)、电容器(C)、电感器(L)和电阻器(R)集成,配置于多层布线基板中,与有源器材(如:功率MOS、晶体管和IC电路模块等)一同集成为一完好的电路体系。因而LTCC技能又称为混合集成技能,它能有效地进步电路的封装密度及体系的可靠性。

  笔者环绕LTCC技能中的低温共烧铁氧体LTCF(Low Temperature Co-fired Ferrite)资料,选用理论、试验及运用三位一体的研讨形式,开发了一种新式LTCC复合介质资料,不但对该资料的复合机理进行了理论模仿并且对其在LTCC滤波器中的运用展开了研讨。

  笔者在理论模型、资料制备和器材规划上做了一些探究性和立异性的作业,具体的细节内容如下:

  (1)探究性地树立了针对LTCC陶瓷的低温烧结模型。模型依据液相烧结理论,以液相在晶粒鸿沟引起的毛细管压力及溶解淀析过程中化学势能的改动为烧结驱动力,将烧结温度、时刻与烧结后的终究晶粒大小、相对密度联系起来,模仿出低温烧结动态过程中相对密度的改动趋势。

  (2)初次提出铁电铁磁复合资料的复合理论并给予了体系的剖析。评论了复合资料中两相成分的化学结构及电磁功能在理论上对复合可能性的影响,依据资料的微观结构树立了复合模型,模型中假定铁电相均匀分布于铁磁相晶粒外表,并和气孔一同构成非磁性薄层将铁磁晶粒之间间隔,使铁磁颗粒孤立。经过对复合结构中铁磁晶粒内场改动的剖析,推导出复合资料铁电/铁磁成分比与复合磁导率的联系方程;别的,运用微观结构中电流流转的等效电路,推导得到不同铁电/铁磁成分比时复合资料复数介电常数与频率的联系表达式。

  (3)研讨了工艺条件对资料电磁功能的影响。依照工艺流程改动工艺参数预烧温度、二次球磨时刻、烧结曲线中升温降温速度、烧结温度和保温时刻,经过SEM、XRD等剖析手法了解改动工艺参数对铁氧体资料微观结构的影响规则,经过对资料介电常数频谱、磁导率频谱及品质因数的丈量得知工艺参数对资料电磁功能的影响规则,依据试验数据成果得到最佳铁氧体烧结工艺参数。

  (4)研讨了不同掺杂离子及助熔剂的参加对低温烧结铁氧体LTCF资料的微观结构及电磁功能影响。首要研讨了不同MnCO3和CuO含量对NiZn铁氧体烧结特性、微观结构及电磁功能的影响,初次发现了掺杂Mn离子的NiZn铁氧体其电磁功能对烧结温度具有敏感性。其次研讨了不同助熔剂Bi2O3、WO3和Nb2O5对NiCuZn铁氧体烧结特性、微观结构及电磁功能的影响,试验提醒W6+对资料微观结构的改进;最终对低温NiCuZn铁氧体进行改性掺杂,研讨稀土氧化物CeO2对其微观结构及电磁功能的影响,并给出NiCuZn铁氧体掺杂稀土元素时的磁频谱及介频谱。

  (5)开发了一新式的依据不同低温烧结NiCuZn铁氧体与高介电常数(BaTiOk+X)钙钛矿的具有电感、电容双性的铁电铁磁复合资料,研讨了不同铁电铁磁含量对各组复合资料微观结构及电容电感双性的影响。并研讨了不同助熔剂Bi2O3、WO3和Nb2O5对其烧结特性、微观结构及电容电感双性的影响。最终对复合资料来稀土掺杂改性,研讨稀土氧化物CeO2对其微观结构及电容电感双性的影响。

  (6)规划并制作出两种运用LTCC复合双性资料的3G通讯设备用带通滤波器。选用Ansoft HFSS电磁仿真软件对所树立的滤波器模型进行模仿仿真,经过调理滤波器结构参数使滤波器各功能指标到达必定的要求,并完成出产制备。制得带通中心频率3.5 GHz,插损2.8 dB,带宽400 MHz,阻带衰减大于35 dB的微带式带通滤波器和带通中心频率1.4 GHz,插损3 dB,带宽160 MHz,阻带衰减大于30 dB的LC式带通滤波器。