多层片式电感器介质材料及其工艺的发展现状

综述了近年来国内外多层片式电感器介质材料及其工艺研究的发展现状和方向，介绍了不同的频率段，应选择不同的低烧材料作为器件的介质材料，特别针对有关用于高频ＭＬＣＩｓ的低介瓷的研究进行了详细的介绍．同时概括了多层片式电感器生产的特殊而典型工艺过程．

多层片式电感及其材料的研究与发展

综述了国内外多层片式电感发展现状和前景 ,介绍了近年来多层片式电感器及其材料的研究现状 ,列举了目前应用于不同频率段的多层片式电感低烧材料 ,并介绍了用于高频多层片式电感器的低介材料 。

PZT系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究

采用陶瓷坯膜流延成型和陶瓷坯膜／金属内电极共烧技术，制作了多层片式高含铅PZT软性压电陶瓷微驱动器．该器件具有体积小、工作电压低、位移量大（38V，105μm）的特点．本文对制作的多层片式器件在直流和单向交流工作电压的作用下产生的静态和动态位移特性，从PZT压电陶瓷材料的晶体和电畴结构特点进行了分析和研究．

多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结

本文利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结．利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理，并确定最佳烧结温度范围在840～900℃之间．X－ray分析结果表明：加入Bi2O3后生成另相化合物Bi(36)Fe2O(57)烧结后期少量Fe的固溶有助于稳定高温γ－Bi2O3相的立方结构，避免了冷却过程中的晶型转变．Bi(36)Fe2O(57)另相的存在能有效地阻止晶粒长大，从而达到改性的目的．

多层片式ZnO压敏电阻器

用流延工艺制备了ＺｎＯＢｉ２Ｏ３系统的多层独石式片状结构的ＺｎＯ压敏电阻器，测量了元件的电学性能，结果表明：用常规ＺｎＯ瓷料，选用合适的厚膜制备工艺和内电极材料能得到性能良好的低压ＺｎＯ压敏电阻器。

多层片式ZnO压敏电阻器研究进展

叙述了片式ZnO压敏电阻器的特点,以及ZnO-V_2O_5系、ZnO-玻璃系两种新型压敏电阻材料的近期研究成果,提出了片式压敏电阻今后的主要研究万向。

高性能叠层片式电感(MLCI)材料研究进展

综述了用于制造叠层片式电感 (MLCI)的材料———软磁铁氧体的低温烧结方法及各种低温烧结铁氧体材料的研究进展 。

多层片式陶瓷电容器容量命中率的研究

多层片式陶瓷电容器 (MLCC)容量命中率低是生产中普遍存在的问题。本文通过微观结构、金属层和介质层厚度、以及工序因素分析 ,探讨了引起MLCC容量分散的主要原因 ,提出了工序中应控制的因素 ,为MLCC生产过程控制、提高容量命中率提供了依据。

叠层片式陶瓷元件发展概述

综述近几年来文献报导的关于叠层片式陶瓷电子元件的研究现状。对叠层片式陶瓷电容器、叠层片式陶瓷压敏电阻、叠层片式陶瓷压电产品和叠层片式复合陶瓷电子元件分别作了阐述。指出叠层片式元件适应集成电路中电子元件小型化、高性能化及多功能化而出现的必然性,同时对该类元件在发展过程中出现的各种的问题进行分析,指出了其研究方向。

X波段叠层片式微带铁氧体环行器的设计

采用叠层片式化设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的结合。借助三维电磁仿真手段设计了一种X波段微带铁氧体环行器,基片采用具有不同饱和磁化强度的旋磁材料构成叠层片式结构。研究结果表明,叠片数目及其饱和磁化强度的搭配对环形器的回波损耗和隔离度特性影响显著,这与叠层结构引入的界面及叠片变化的饱和磁化强度影响了环形器的等效输入电路参数有关。通过优化设计,可以获得具有高回波损耗、高隔离度及低插入损耗等优良性能的器件,但带宽受叠片数目及其饱和磁化强度的搭配影响较小,难以通过优化进行拓展。

多层片式LC滤波器中间层复合材料的研究

为了解决多层片式LC滤波器制造中的介电体与铁氧体的共烧问题,采取了在两种材料之间加入中间层复合材料的方法来实现异种材料之间的共烧。制备了由Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3基介电体和NiZnCu铁氧体构成的中间层复合材料,研究了其显微组织、成分分布以及其与介电体和铁氧体的共烧界面等,结果表明中间层复合材料中介电体与铁氧体各自保持独立的相结构,没有新相生成;介电体晶粒与铁氧体晶粒相间分布于中间层中,且它们之间存在着离子的相互扩散;中间层能够有效地减小异种材料共烧界面上的应力。

一种低烧、低介、高频多层片式电感用的介质材料

利用复合结构原理，研制出“硼硅玻璃＋α-石英＋硅酸锌”率低烧低介陶瓷材料，利用XRD、HP4194频谱仪，SEM分析了该材料的晶相组成，介电性能及显微结构，结果表明：在高频下，该材料具有很低的介电常数（K＝4－5，1MHz）和很低的介电损耗（tanδ<0.001,1MHz），同时能在低于900℃温度下烧中，该材料是一种理想的适用于高频（1GHz以上）多层片式电感（MLCIs）元件用的介质材料，同时得出：在该组成中，硼硅玻璃重烧结的过程中有方英析出；少量硅酸锌由于锌离子进入玻璃中而转变为亚硅酸锌；硅酸锌在该组成中有助烧结的作用，该材料介质性能随频率的变化与德拜方程的描述基本吻合。

多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结

利用Ｂｉ２Ｏ３作为烧结促进剂实现了ＮｉＣｕＺｎ铁氧体在９００℃以下烧结。利用ＴＧ、ＤＴＡ、ＤＤＴＡ等分析手段研究Ｂｉ２Ｏ３的低温烧结机理，并确定最佳烧结温度范围在８４０～９００℃之间。Ｘ线分析结果表明，加入Ｂｉ２Ｏ３后生成另相化合物Ｂｉ３６Ｆｅ２Ｏ５７。烧结后期少量Ｆｅ的固溶有助于稳定高温γ－Ｂｉ２Ｏ３相的立方结构，避免了冷却过程中的晶型转变。Ｂｉ３６Ｆｅ２Ｏ５７另相的存在能有效地阻止晶粒长大，从而达到改性的目的。

低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感应用研究

从模拟向数字、定频向变频、接插件向平面片式化的方向发展是当前电子信息技术变革的主要方向,而叠层片式电感器件及其相关的低温共烧铁氧体材料,则是实现无源接插件向平面片式化发展的技术瓶颈。通过理论分析、材料研制以及器件应用验证三位一体的研究模式,实现了从材料微观、宏观性能的分析到材料研制途径和工艺优化以及片式器件设计及制备的综合调控,为开发高性能的低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感器件奠定理论和实践基础。在理论研究方面,首先分析了决定低温烧结NiCuZn铁氧体材料主要磁性能:包括起始磁导率、品质因数、饱和磁感应强度、居里温度和矫顽力等的关键影响因素,为材料研制过程中如何控制和改善这些磁性能提供了重要的理论指导。然后又从物质迁移的角度探讨了促进NiCuZn铁氧体低温烧结和致密化的有效途径。此外,为了实现低温烧结NiCuZn铁氧体能够根据磁导率目标要求进行材料配方的"量身定制",还结合理论推导和数值拟合得到NiCuZn铁氧体磁导率的半经验计算公式,并基于遗传算法建立配方优化设计程序,大大提高了材料研发的效率和速度。在材料实验研究方面,分别采用了三种方法,即氧化物法、sol-gel法以及复合法对低温烧结NiCuZn铁氧体展开研究。在氧化法材料研制过程中,首先明确了NiCuZn铁氧体配方设计的基本原则,并在此基础上详细研究了主配方中CuO含量对材料烧结特性、微观形貌及电磁性能的影响,确定当主配方中x(CuO)为10.2%时,能较好兼顾材料低温烧结和高电磁性能的要求。此后通过对比实验,详细研究了预烧温度、球磨时间以及升温速率等制备工艺参数对材料烧结特性和电磁性能的影响。确定了低温烧结NiCuZn铁氧体最佳的预烧温度为800℃;最佳的二次球磨时间为24 h;最佳的升温速率应≤2.5℃/min。最后研究了不同的掺杂组合模式对材料性能的影响,明确了获得高磁导率的掺杂模式为:加入物的最佳质量分数是1.5%Bi2O3+0.3%WO3;兼顾高磁导率和高品质因数的掺杂模式为:1.5%Bi2O3+0.3%WO3+0.2%Co2O3。在sol-gel法低温烧结NiCuZn铁氧体材料研制过程中,首先对工艺过程中形成的干凝胶、自蔓延燃烧粉末以及最终烧结样品的晶相结构进行了分析。明确了经过自蔓延燃烧后的粉末已经铁氧体化,且粉末颗粒尺寸仅为几十纳米,具有很好的表面自由能。然后将sol-gel法与氧化物法制备样品的烧结特性和电磁性能进行了综合对比,详细分析了两种低温烧结铁氧体制备方法各自的技术优劣。此后,又采用了综合氧化物法和sol-gel法的复合法进行低温烧结NiCuZn铁氧体材料的研制。研究发现,纳米铁氧体微粉掺杂对促进NiCuZn铁氧体的低温烧结效果明显。这是由于具有高活性的纳米微粉均匀混合到氧化物法制备的微米级粉料中,增大了颗粒之间的接触面积及互扩散的缘故。同时,复合法能够避免氧化物法和sol-gel法各自技术上的一些缺陷,因而有望获得更好的材料电磁性能。在片式电感应用研究方面,首先基于有限元计算和电磁场仿真的思想,借助HFSS软件,进行片式电感结构的优化设计及性能的仿真预测。明确了对于0603型片式电感,当采取绕线长边长a=1 200μm,短边长b=500μm,绕线线宽w=100μm,绕线距上下边距μ=150μm时,能获得较好的片式电感性能。同时,通过拟合得到片式电感的感量与叠层匝数之间的指数关系。此后,对片式电感制备工艺流程进行了详细分析,明确了一些工艺控制的关键技术。最后,采用研制的低温烧结NiCuZn铁氧体材料,按照优化的片式电感结构,在电子科大LTCC工艺线上进行了片式电感的实际研制。经验证,实际制备的片式电感的感量比仿真预测值偏低,这主要是由于片式电感磁芯的磁导率与标样环有一定的差异所致,但电感量与叠层绕匝数之间的指数关系与预测值较为吻合。

多层片式压敏电阻器的最新发展动向

介绍了多层片式压敏电阻器的现状,分析了当前工艺中存在的问题(内电极与瓷体材料的反应和端电极的爬镀)和解决的办法,指出了其最新的发展动向。在工艺技术和应用上,多层片式压敏电阻器向小型化、阵列化、模块化及低电容等方向发展;同时还要从环境保护和生产成本角度来考虑,采取水基流延制备工艺和采用新配方或纳米材料来降低压敏陶瓷烧结温度。

叠层片式ZnO压敏电阻器研究进展

叠层片式ZnO压敏电阻器(MLCV)具有体积小、通流容量大、响应速度快、表面安装性好和易实现低压化等优点,其广泛应用于电子和电力系统中。介绍了叠层片式ZnO压敏电阻器的生片材料和内电极材料的研究现状,分析了当前工艺中存在的电极扩散问题,并提出了其解决的办法,同时指出了叠层片式ZnO压敏电阻器向低压化、小型化、集成化及低成本化方向发展的趋势。

多层片式压敏电阻器的应用

介绍了多层片式压敏电阻器的分类和应用范围,指出它是目前电路中浪涌防护的最佳保护元件,详述了它在一般信号线路和高频信号线路静电放电保护中的应用。其主要应用领域为汽车电子、通信、计算机、消费类电子产品和军用电子产品等,其应用发展趋势为小型化、阵列化、复合化和低电容化等。

叠层片式电感低介低烧陶瓷材料的研究进展

低温烧结、低介电常数和低介质损耗的陶瓷材料是影响叠层片式电感发展的关键因素之一。文章综述了高频MLCI低介电常数陶瓷材料的最新研究,重点介绍了玻璃-陶瓷复合体系和微晶玻璃体系的材料研究进展,并简述了MLCI低温烧结方法和发展趋势。

多层片式ZnO压敏电阻器内电极材料研究

把三种不同钯银比例的浆料用作多层片式ZnO压敏电阻器(MLCV)的内电极材料,并研究了它们对MLCV电性能的影响。结果表明:含钯内电极材料的压敏电阻的电性能,明显优于纯银内电极的压敏电阻。压敏电阻的限制电压与压敏电压比(Vc/V1mA)及漏电流(IL)随着钯含量的升高而减小;非线性系数(α)、峰值电流(Ip)及能量耐量(ET),随着钯含量的升高而提高。分析认为,随着内电极材料中Ag含量的升高,Ag+的扩散增加,导致晶粒电阻增加,即施主浓度(Nd)减少,势垒高度(■)升高,致使MLCV的电性能劣化。

多层片式PTCR瓷片烧成工艺及电性能关系的研究

为研制一种独石结构的片式热敏PTC电阻器,采用轧膜成型工艺制备生坯薄片并在成瓷后叠层。为满足叠层所需的平整度与电性能参数,分别从烧成温度、升温速率、保温时间与降温速率等烧成工艺参数加以控制并给出了相应的讨论。确定了多层片式PTCR的最佳烧成工艺曲线并制备具有PTC效应的3层并联结构的热敏电阻器。