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研究生:曹淳凱
論文名稱:低溫共燒鈦酸鎂鈣微波介電陶瓷之開發
論文名稱(外文):Low temperature Co-fired ceramics of (MgCa)TiO3 microwave dielectiv materials
指導教授:林正雄林正雄引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:英文
論文頁數:92
中文關鍵詞:低溫共燒鈦酸鎂鈣
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在商業化強烈競爭需求與電子元件小型化下,開發多層結構的電子元件,增加其體積效率與降低成本為一主要趨勢。
在製造多層結構的元件時,陶瓷介電材料必須要與內導體層金屬共燒,傳統高溫燒結製程,燒結溫度太高(>1300℃),只能用成本較高的白金或銀鈀,若要採用熔點較低的銀導體來做為內導體,介電陶瓷材料與它們共燒時必需降低燒結溫度,因此低溫可燒成的高頻介電材料的開發就變得非常重要。
因此本實驗嘗試研究玻璃之微波性質,探討其與成份間之關係及其原因,以期能純以玻璃作為微波用介電材質,或添加到陶瓷共燒,利用玻璃在低溫融熔做液相燒結,用為開發低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics)。
本實驗開發的材料是鈦酸鎂鈣(MgCa)TiO3,以下稱MCT,MCT為一高品質因子的微波材料(K=21 Q*f=45000),但是純MCT燒結溫度需要到1350℃4hr,因此本實驗將已開發好的玻璃(組成為鋇硼矽BBS),與MCT混合、共燒、做成塊材,量測微波性質,尋找最佳條件,而後再進行Tape Casting製程,量測性質,確定厚膜的微波性質,再將此參數帶入模擬軟體(Emsemble),模擬高頻濾波器的尺寸,再依元件製程將元件製作出來。
依照前述實驗過程,可以歸納出幾點結果
1. MCT與BBS混合以(50:50Vol.﹪)製成塊材燒結,850℃30min達到76﹪的緻密度,K值=11,Q*f=7000
2.MCT與BBS混合以(40:60Vol.﹪)製成厚膜燒結,850℃10min可以達到91﹪的緻密度,K值=12,Q*f=5000

目 錄
摘要…………………………………………………………….……….I
目錄…………………………………………………………….………II
圖目錄………………………………………………………….……...III
第一章 前言…………………………………………………….……….1
第二章 文獻回顧……………………………………………..…………2
2-1 簡介
2-1-1 微波介電材料性質
2-1-2 發展中微波介電陶瓷系統……………………..………8
2-1-3 低溫共燒陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic) ………………………………………………8
2-2 微波介電性質量測方法簡介……………… ………….……12
2-2-1 圓柱型共振腔法量測塊材微波性質
2-2-2(SPDR;Split-Post Dielectric Resonator)量測厚膜微波性質……………………………………………13
2-3 刮刀成形概述…………………………………………..……15
2-3-1 影響生胚品質的變數
2-4 液相燒結理論………………………………………..………18
2-4-1 存有液相時的燒結
2-4-2 驅動力……………………………………………..………19
2-4-3 重排……………………………………………….…….…20
2-4-4 溶解-析出……………………………………………….…21
2-4-5 聚合……………………………………………….…….…22
2-4-6 孔隙填充
2-4-7 孔隙去除與晶粒粗大化……………………………...……23
2-5 玻璃成分與微波性質…………………………………...……24
第三章 實驗步驟及分析方法…………………………………………27
3-1-1融熔法製作玻璃
3-1-2 溶凝膠法(Sol-gel)製作玻璃
3-2 MCT與玻璃混合塊材低溫燒結過程
3-2-1試片的準備
3-2-2特性的量測…………………………………………………28
3-3 MCT與玻璃混合厚磨低溫燒結過程…………………30
第四章 結果與討論……………………………………………………31
4-1 MCT與glass 擴散偶部分
4-1-1 RO-B2O3-SiO2 玻璃系列
4-1-2 RO-Al2O3-B2O3-SiO2 玻璃系列………………….….…33
4-2 低溫燒結塊材……………………………………………34
4-3 低溫燒結厚模部分………………………………..….…36
4-4無收縮基板實驗部分……………………………………37
4-5抑制二次相生成(coating process) ……………………40第五章 結論……………………………………………………………42
第六章圖表(二三四章)………………………………………………43
參考文獻…………………………………………………………….89

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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