BST-based low temperature co-fired ceramic (LTCC) modules for microwave tunable components, Acta Universitatis Ouluensis C Technica 198

Viime vuosina sähkökeraamisten materiaalien kehitystä on tapahtunut matalassa lämpötilassa yhtäaikaisesti sintrattavien keraamien (LTCC) alueella. Tutkimuksessa paneuduttiin ferrosähköisen bariumstrontiumtitanaattikeraamin (BST) kehittämiseen tavoitteina LTCC-koostumus, joka mahdollistaa sähkökentällä säädettävien komponenttien valmistuksen mikroaaltotaajuuksille (2-26 GHz) ja niiden integroimisen moduulirakenteisiin. Materiaalille asetettiin käyttäjä- ja sovelluslähtöiset tavoitteet: matalahko suhteellinen permittiivisyys (100-1000) ja sen riittävä säädettävyys, matala häviökerroin (~0.001) koko vaaditulla taajuusalueella ja LTCC-teknologian toteuttamisen edellyttämä matala sintrauslämpötila (~900 °C). Työssä tutkittiin laajasti erilaisia BST:n valmistus- ja seostustapoja. Perusmateriaalia seostettiin magnesiumoksidilla häviökertoimen ja permittiivisyyden minimoimiseksi. Sekä puhtaalle että magneisumoksidilla seostetulle (BSTM) keraamille saatiin parhaat ominaisuudet valmistamalla keraamijauhe perinteisellä oksidien sekoitusmenetelmällä ja seostamalla niihin sintrausapuaineina hiven boorioksidia ja litiumkarbonaattia. Näin pystyttiin valmistamaan koostumus, joka sintrautui jo 890 °C:n lämpötilassa (puhtailla BSTkoostumuksilla sintrauslämpötila on >1300 °C), ja jonka sähköiset arvot täyttivät asetetut vaatimukset. Työssä valmistettiin myös 26 GHz:n taajuudelle suunniteltuja sähkökentällä säädettäviä komponentteja. Rakenteet koostuivat aluminioksidialustasta, jonka päälle oli optimoidusta matalan lämpötilan BSTkeraamista nauhavaluutekniikalla, laminoimalla ja sintraamalla valmistettu 50 ¼m paksuinen kerros. Käytettäessä BSTMpohjaista keraamia 26 GHz:llä saavutettiin huoneenlämpötilan permittisyysarvo 130, jota voitiin säätää yli 15 % sähkökentällä 4 V/¼m. Täten voitiin valmistaa esim. komponentteja, joiden signaalin vaihe oli säädettävissä 10:stä 35 asteeseen sähkökentän muuttuessa välillä 1-2.5 V/¼m.

ISBN-10:
951-42-7291-9
Kieli:
ENGL
Tekijät:
Hu Tao
Tuotekoodi 013343
12,00 €