高介电材料对微波组件尺寸的影响

国立联合大学

电机工程学系

专题报告/sundae_meng专题报告FabricationandApplicationofMicrowaveDielectricCeramics实验目的：探讨高介电材料对微波组件尺寸的影响什么是陶瓷介电材料判别方法陶瓷材料介绍陶瓷基板制作流程图NCT之最佳结果微带天线之研制﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏

/sundae_meng什么是陶瓷介电材料陶瓷材料是一种经过高温处理成为致密化的非金属无机材料。而利用化学及物理方式控制其结构的组成产生不同的特性。陶瓷材料的结构会因为电场影响产生极化。陶瓷介电材料因高介电系数、高质量因子及低频率温度系数使体积小，重量轻可以直接装置在微波电路上。/sundae_meng判别方法介电系数（εγ）： 越高越好，介电系数↑，共振尺吋↓，一般以30为佳。品质因子（Q）： 共振器内电磁能之储存与散失的比值，Q↑表示电磁能储存越大。（tanδ=1/Q，tanδ为介电损耗，∴Q↑，tanδ↓）频率温度系数（τγ）： 为一频率随温度变化而改变之系数。τγ↓则频率漂移量越低，且可稳定共振频率（±20ppm/℃)/sundae_meng陶瓷材料介绍-NCT目标材料Nd(Co1/2

Ti1/2)O3

化学式:1/2Nd2O3+1/2CoO+1/2TiO2→Nd(Co1/2Ti1/2)O3透过相关文献知用ZnO作为烧结促进剂，可降低烧结温度。故添加ZnO来探讨其对电特性与烧结之关系（Doping比例:0.5wt%,1wt%,2wt%）/sundae_meng原始粉末球磨烘乾煆燒加黏劑壓磨燒結(去黏劑)鍍金SEMAnalysis微波特性量測Q、ε、τ拋光XRDAnalysisDOPPING→/sundae_meng最佳结果-NCT纯NCTNCT掺杂ZnO0.5wt%烧结温度(4hrs)1440℃1350℃Dielectricconstant2727Qxf140000(GHz)147000(GHz)τf-46ppm/℃-30ppm/℃/sundae_meng微带天线之研制设计微带天线在1.9GHZ频段（手机系统）使用软件IE3D、AutoCAD差异材料FR4NCT厚度0.8mm0.9mm±10％介电值4.427来源材料行自制制作方法使用曝光技术，再将光阻洗去使用网印技术将模型印上/sundae_meng软件仿真-FR4（Aseries改变GAP位置）←1.875GHZ单位milS11/sundae_meng软件仿真-FR4(Bseries改变馈入线位置)1.879GHZ单位milS11/sundae_meng软件仿真-FR4（改变GAP大小）

单位milS11/sundae_meng仿真软件-FR4(Pseries将基准点往上移)1.891GHZ

-23.94dB→S11/sundae_mengP6之SMITHCHART『』/sundae_meng总结由Aseries和Bseries比较GAP和馈入线不要距离太远较好,损失较小。C1、D1比较发现GAP的L值越大Lose较小但是中心频率向左移（降低）。A2、B1差不多、但B1整体而言较佳，所以GAP之W值小一点较佳。Pseries将馈入线和GAP往上移，并将GAP大小则中,取W＝30，L＝450发现其lose小，在观察SMITHCHART发现P6阻抗较匹配，便选择P6实作。（单位mil）/sundae_meng软件仿真-NCT1.889GHZ-24.04dB→单位mmS11/sundae_mengNCT-SMITHCHART『』/sundae_meng模拟结果比较：2000mil≒50.3mm

面积相差约11.25倍/sundae_mengNCT成品图/sundae_meng测量结果△f=4.2MHZ↓＿＿＿＿