【大學實驗】高介電材料對微波組件尺寸的影響

1、國立聯(lián)合大學國立聯(lián)合大學電機工程學系電機工程學系專題報告專題報告整理課件專題報告Fabrication and Application of Microwave Dielectric Ceramics實驗目的：探討高介電材料對微波組件尺寸的影響實驗目的：探討高介電材料對微波組件尺寸的影響什么是陶瓷介電材料判別方法陶瓷材料介紹陶瓷基板制作流程圖NCT之最佳結(jié)果微帶天線之研制 整理課件什么是陶瓷介電材料n陶瓷材料是一種經(jīng)過高溫處理成為致密化的非金屬無機材料。而利用化學及物理方式控 制其結(jié)構(gòu)的組成產(chǎn)生不同的特性。n陶瓷材料的結(jié)構(gòu)會因為電場影響產(chǎn)生極化。n陶瓷介電材料因高介電系數(shù)、高質(zhì)量因子及低頻率溫

2、度系數(shù)使體積小，重量輕可以直接裝置在微波電路上。整理課件判別方法n介電系數(shù)（）：越高越好，介電系數(shù)，共振尺吋，一般以30為佳。n品質(zhì)因子（Q）：共振器內(nèi)電磁能之儲存與散失的比值，Q表示電磁能儲存越大。（tan=1/Q，tan為介電損耗，Q，tan）n頻率溫度系數(shù)（）：為一頻率隨溫度變化而改變之系數(shù)。 則頻率漂移量越低，且可穩(wěn)定共振頻率（20ppm/)整理課件陶瓷材料介紹-NCTn目標材料Nd(Co1/2 Ti1/2)O3 n化學式:1/2Nd2O3+1/2CoO+1/2TiO2Nd(Co1/2 Ti1/2)O3n透過相關(guān)文獻知用ZnO作為燒結(jié)促進劑，可降低燒結(jié)溫度。故添加ZnO來探討其對電特性

3、與燒結(jié)之關(guān)系（Doping 比例: 0.5wt% , 1wt% , 2wt%）整理課件原始粉末球磨烘乾煆燒加黏劑壓磨燒結(jié)(去黏劑)鍍金SEM Analysis微波特性量測Q、拋光XRD AnalysisDOPPING整理課件最佳結(jié)果-NCT純純NCTNCT摻雜摻雜 ZnO 0.5wt%燒結(jié)溫度燒結(jié)溫度(4hrs)14401350Dielectricconstant2727Qxf140000(GHz)147000(GHz)f-46ppm/-30ppm/整理課件微帶天線之研制n設(shè)計微帶天線在頻段（手機系統(tǒng)）n使用軟件IE3D、AutoCADn差異材料FR4NCT厚度0.8mm0.9mm10介電值4

4、.427來源材料行自制制作方法使用曝光技術(shù)，再將光阻洗去使用網(wǎng)印技術(shù)將模型印上整理課件軟件仿真-FR4（A series改變GAP位置）單位milS11整理課件軟件仿真-FR4 (B series改變饋入線位置)單位milS11整理課件軟件仿真-FR4 （改變GAP大小）單位milS11整理課件仿真軟件-FR4 (P series將基準點往上移) S11整理課件P6之SMITH CHART 整理課件總結(jié)n由A series和B series比較GAP和饋入線不要距離太遠較好,損失較小。nC1、D1比較發(fā)現(xiàn)GAP的L值越大Lose較小但是中心頻率向左移（降低）。nA2、B1差不多 、但B1整體而言較佳，所以GAP之W值小一點較佳。nP series 將饋入線和GAP往上移，并將GAP大小則中,取W30，L450發(fā)現(xiàn)其lose小，在觀察SMITH CHART發(fā)現(xiàn)P6阻抗較匹配，便選擇P6實作。（單位mil）整理課件軟件仿真-NCT單位mmS11整理課件NCT-SMITH CHART 整理課件模擬結(jié)果比較： 面積相差約面積相差約倍倍整理課件NCT成品圖整理課件測量結(jié)果 -21.484dBS11整理課件結(jié)論在這次專題中使用陶瓷高介電系數(shù)在