厚膜电路用BaO-Nd2O3-TiO2系统陶瓷材料研究

作     者：陈志兵 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴顺华

授予年度：2008年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：BNT系统 LTCC陶瓷 BZB玻璃 GE玻璃 介电性能 

摘      要：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=0～1,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。