基于5G通讯用Mo系LTCC介质结构与性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着移动通信技术的飞速发展,人们对通信设备的电路基板以及射频器件所用陶瓷材料的可靠性、经济性、高效性提出了更高的要求。在实际应用中,低介电常数、高品质因数的介电陶瓷基片能最大限度地减小交叉耦合,并通过耗散来维持整个电路[1]。因此,具有上述特性,可作为介电谐振器,滤波器,波导,基板,天线原材料的微波介电陶瓷,受到了科学与商业界的广泛关注[2][3]

ltcc是一种典型的微波介电陶瓷,其支持高效的无源元件集成技术,即将各个器件按照事先标注的电路图置入陶瓷基板中,再将陶瓷基板叠层排布构成完整电路,在低于1000℃的温度中统一烧结成型;也可制成内置无源元件的三维电路基板,在其表面可贴装ic和有源器件,制成无源/有源集成的功能模块[4]

在此基础上,ltcc技术可使多种电路封装在同一多层结构中,实现电路设计的3d结构,降低了组装复杂程度,减少了接入损耗,加之封装质量的减小,介质绝缘和导体的低损耗,使得ltcc基板成为宇航和军品电子系统最理想的选用材料[5]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备:以MgO、MoO3为原料经过球磨,预烧,制备不同配比的MgMoO4粉体;再分别加入不同配比x%的TiO2,经过球磨,排胶,烧结制备MgMoO4 x% TiO2陶瓷。

材料表征:对不同配比的MgMoO4 x% TiO2陶瓷进行结构与电化学性能测试,通过XRD、SEM等表征手段对其形貌及其结构进行表征,测试d33以及交流阻抗图对其进行电学性能评估。

2.2研究目标

1.以Mo基体系为研究对象,探讨金属离子组成对材料的电学性能的变化规律;

2.研究材料的显微结构与电学性能的变化规律;

3.研究温度场或者电压场对结构的影响,进一步探讨其对电学性能的作用效果;

4.调节烧结温度和反应物配比,获得温度稳定性好且可以与贱金属共烧的陶瓷瓷料。

2.3技术方案

1.制备MgMoO4粉体

(1)粉料制备

a.称量不同比例的MgO与MoO3 并均匀混合

b.将样品球磨24h

c.烘干产物

(2)预烧

a.将烘干得到的产物转移至坩埚中

b.在马弗炉内进行预烧,自然冷却后获得MgMoO4粉体

(3)测试(对照组,TiO2=0)

a.从样品中取出部分粉体,加入PVA进行研磨,过筛后压片

b.将压片排胶

c.将压片烧结

d. 用XRD、SEM、P-E工作站,阻抗分析仪,d33测试仪等测试技术对MgMoO4 x% TiO2(x=0) 陶瓷的相结构、形貌及电学性能进行表征

2.制备MgMoO4 x% TiO2 陶瓷

(1)混合TiO2

a.取MgMoO4粉体,混合不同质量分数比(x=10,x=20,x=30)的TiO2

b.将样品球磨24h

c.烘干产物

(2)制备MgMoO4 x% TiO2 陶瓷

a.从烘干得到的产物中取出部分粉体,加入PVA进行研磨,过筛后压片

b.将压片排胶

c.将压片烧结

3.测试

用XRD、SEM、P-E工作站,阻抗分析仪,d33测试仪等测试技术对不同组分的MgMoO4 x% TiO2 陶瓷的相结构、形貌及电学性能进行表征,并与对照组(x=0)样品进行性能上的比较,分析TiO2的用量对材料介电常数,品质因数等性质的影响。

主要制备工艺流程图如下:




3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照设计方案,制备ltcc粉体及陶瓷。

第8-12周:用xrd、sem、p-e工作站,阻抗分析仪等测试技术对材料的相结构、形貌及电学性能进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]choi g k , kim j r , yoon s h , et al. microwavedielectric properties of scheelite (a = ca, sr, ba) and wolframite (a = mg, zn,mn) amoo4 compounds[j]. journal of the european ceramic society, 2007,27(8-9):3063-3067.

[2] i. m. reaney and d. iddles. microwave dielectricceramics for resonators and filters in mobile phone networks [j]. journal ofthe american ceramic society, 2006, 89, 2063-2072.

[3] cava r j . dielectric materials for applicationsin microwavecommunications[j].journal of materials chemistry, 2001, 11, 54-62.

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