BST厚膜應用于鐵電移相器的研究.pdf

1、作為一種典型的鐵電材料,鈦酸鍶鋇(BST)在順電相下具有較高的介電可調(diào)率以及較低的介電損耗,被廣泛應用于各種壓控微波器件,特別是移相器的設計和開發(fā)當中。相比于體材料,BST厚膜具有適中的介電常數(shù)以及更低的驅(qū)動電壓;相比于薄膜材料,厚膜材料具有更好的介電性能。與現(xiàn)有的各種工藝相比,絲網(wǎng)印刷法是一種成本低廉,工藝簡單的厚膜制備工藝。
　　隨著電子元器件的微型化、集成化以及多功能化,低溫共燒技術(shù)(LTCC)得到了快速的發(fā)展,該技術(shù)要求電

2、子材料能與Ag等金屬電極共燒,而BST厚膜的燒結(jié)溫度太高,一般在1200℃以上,本文的研究目標是將BST厚膜的燒結(jié)溫度降低到銀的熔點以下。
　　本文采用絲網(wǎng)印刷工藝,在Al2O3陶瓷襯底上,通過B2O3-Li2O摻雜低溫液相燒結(jié)制備了Ba0.6Sr0.4TiO3厚膜材料,系統(tǒng)研究了B2O3-Li2O含量對厚膜樣品微觀結(jié)構(gòu)、物相成分及介電性能的影響。結(jié)果表明:B2O3-Li2O摻雜量的增加,使 BST厚膜的燒結(jié)溫度遞減,材料的晶粒尺

3、寸及室溫下的介電常數(shù)明顯變小。當總摻雜量為4.5 wt％,BST厚膜可在900℃下低溫燒結(jié),在20℃和10kHz頻率下測得其介電常數(shù)為312,介電損耗為0.0039,在3kV/mm偏場下的可調(diào)率可達16.2％。
　　采用Ansoft HFSS軟件對BST厚膜移相段共面波導進行了結(jié)構(gòu)和性能的綜合模擬,并根據(jù)模擬分析結(jié)果對BST厚膜共面波導結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。結(jié)果表明:影響移相器性能的主要因素是BST厚膜的介電性能,適當減小厚膜的介電常數(shù),