厚膜电路用BaO-Nd2O3-TiO2系统陶瓷材料研究

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随着通讯技术的高度发达,通讯器材普遍朝着小型化方向发展,为适应集成化程度越来越高的的变化趋势,低温共烧(烧结温度<1000℃),且具有低损耗和良好温度稳定性的介质材料有着极好的应用前景。本文围绕BZB, GE玻璃等烧结助剂在特定组成BNT系陶瓷材料中所起的作用,探讨了烧结助剂对材料介电性能的影响及其作用机理,并从配比和工艺等方面进行调整,得出如下实验结论。BaO-Nd2O3-TiO2(BNT)系统是一种介电性能优良的陶瓷,但是其烧结温度较高,无法直接在850℃与Ag、Cu等低熔点金属电极材料共烧。本文首先对BNT陶瓷体系进行改性,添加Bi2O3使其烧结温度降低,然后加入软化点低的玻璃添加剂。低软化点的玻璃和高熔点的BNT陶瓷相互作用,使得BNT和玻璃之间良好润湿,最后使烧结温度降低,同时调节工艺等条件,使介电性能满足需要。通式为Ba6-3x(Nd1-yBiy)8+2xTi18O54(x=01,y=0.5)的BNT材料在添加5wt%BZB玻璃后,可以在850℃烧结致密,测试频率为1MHz时,介质材料的介电性能为:ε≈52,tanδ≈6×10-3,αc≤2%,绝缘电阻R≥1×1011。在该成果的基础上我们又研究了GE玻璃添加剂的作用,复合添加5%的BZB玻璃和1%的GE玻璃后,得到的BNT+BZB+GE介质材料在850℃烧结,陶瓷体的介电性能为:ε≈55.9,tanδ≈2×10-3(测试频率为1MHz),αc≤2%,绝缘电阻R≥1×1011。本文研究材料可用于制备厚膜电路用BNT系统LTCC陶瓷电容器等器件,凭借其优良的性能,将成为未来电子器件集成化、模块化的首选方式,具有十分广阔的应用市场和发展前景。
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