Technologie PCB - Qu'est - ce qu'une céramique diélectrique micro - ondes et les méthodes de préparation des matériaux diélectriques micro - ondes?

1. Qu'est - ce que la céramique à micro - ondes la carte PCB en céramique à micro - ondes se réfère à un nouveau type de matériau fonctionnel en céramique utilisé dans le circuit de fréquence micro - ondes (principalement dans la bande de fréquence 300 MHz ~ 300 GHz). Dans la bande de fréquence micro - ondes, divers mécanismes de polarisation sont stables et la constante diélectrique du matériau ne varie pas fondamentalement avec la fréquence. Ainsi, en fonction de l'importance de la constante diélectrique, il peut être divisé en trois catégories: faible diélectrique, diélectrique intermédiaire et diélectrique élevé. Les systèmes céramiques diélectriques micro - ondes à faible diélectrique, tels que la série AL 2 O 3 - tio 2 et la série Titanate de magnésium, sont utilisés dans des domaines où Les pertes diélectriques sont strictement requises, tels que les communications par satellite, en raison de leur facteur de qualité élevé, Radar militaire, etc. (Zr, SN) Les systèmes céramiques intermédiaires à micro - ondes tels que tio4 ont des valeurs Q élevées et des coefficients de température de fréquence de résonance faibles qui peuvent être utilisés pour préparer des Résonateurs à médium pour résoudre les problèmes de dérive de fréquence des Résonateurs à bande étroite.

La céramique diélectrique à haute teneur en micro - ondes peut faciliter la miniaturisation et l'intégration des dispositifs de communication à micro - ondes et des résonateurs, largement utilisés dans les circuits intégrés de grande capacité et les dispositifs de communication fonctionnant à basse fréquence. La poudre de céramique à micro - ondes n'est pas un matériau unique, mais un système de matériaux dans lequel plusieurs matériaux sont mélangés proportionnellement. Au cours de la préparation, des oxydes de terres rares ont également été ajoutés. De nombreuses études ont montré que le dopage de quantités appropriées d'éléments de terres rares peut améliorer la fritté, la densité et les propriétés diélectriques des céramiques à micro - ondes.

2. Méthode de préparation de la céramique de milieu micro - ondes la méthode de production de matériaux céramiques de milieu micro - ondes comprend la méthode de réaction en phase solide, la méthode sol - gel, la méthode hydrothermale, la méthode de précipitation, etc. 1) La méthode de réaction en phase solide la méthode de réaction en phase solide est une méthode de processus traditionnelle avec maturation du processus, opération facile, Et un rapport qualité - prix élevé. Il convient à la production de masse et est actuellement la méthode la plus utilisée dans la production industrielle. Cependant, il présente les inconvénients d'une température de frittage élevée, d'une formation facile d'une deuxième phase et d'une croissance anormale des grains localisés, ce qui affecte les propriétés diélectriques des micro - ondes. 2) Méthode sol - gel la méthode sol - sol utilise une solution de complexe métallique et un sel inorganique pour former Un sol transparent à un pH spécifique, On Calcine ensuite pour éliminer les Constituents organiques et obtenir des particules homogènes et très fines. La poudre brute améliore considérablement l'homogénéité, l'homogénéité et la compacité de la composition céramique, réduit considérablement la température de frittage de la céramique et raccourcit la période de frittage, ce qui permet de réduire ou d'éviter la formation de la deuxième phase, favorisant l'amélioration du matériau. Le coût de la poudre est relativement élevé, le processus est complexe, les paramètres du processus ne sont pas faciles à contrôler, le cycle de production est long et difficile à industrialiser. 3) Méthode hydrothermale la méthode hydrothermale est une réaction effectuée dans un récipient sous pression scellé avec une solution aqueuse comme milieu, La formation de la poudre passe par le processus de dissolution à la cristallisation, ne nécessite pas d'alcoolates coûteux, de nombreux matériaux peuvent être synthétisés directement à basse température, évitant la croissance des grains, 4) Méthode de précipitation la méthode de précipitation utilise les sels métalliques solubles de chaque élément constitutif pour former une solution dans une certaine proportion, l'ajout d'une quantité appropriée d'agent précipitant permet aux ions métalliques de précipiter uniformément, en ajustant la concentration et le pH de la solution pour contrôler les propriétés de la poudre. Après calcination, on obtient un mélange homogène d'oxydes. Le procédé est simple, facile à mettre à l'échelle pour la production, peu coûteux, mais l'agglomération ou la composition inégale peuvent affecter les propriétés diélectriques. Le processus de préparation du matériau en poudre est techniquement difficile. Par exemple, un procédé hydrothermal à base de carbonate de baryum comprend des procédés de dissolution, d'Acylation du titane, de séchage, d'hydrothermie et de re - séchage. Un contrôle acido - basique déraisonnable et la production d'impuretés peuvent endommager la poudre. La qualité influe finalement sur les performances du filtre. Les matériaux du filtre de média en céramique 5G exigent que la céramique de média micro - ondes soit largement utilisée. Du fait de leurs bonnes propriétés diélectriques micro - ondes telles que de faibles pertes diélectriques haute fréquence, une constante diélectrique modérée et un coefficient de basse température de la fréquence de résonance, ils peuvent être utilisés comme substrats diélectriques, antennes diélectriques, résonateurs diélectriques et filtres diélectriques, La résonance des ondes électromagnétiques dans le filtre de média céramique 5G se produit à l'intérieur du matériau de média céramique, ce qui impose des exigences plus élevées sur les performances du matériau de média céramique micro - ondes. Les indicateurs de performance diélectrique des céramiques micro - ondes sont principalement la constante diélectrique, le facteur de qualité Q et la température de fréquence de résonance. Trois coefficients: 1) constante diélectrique appropriée; Une constante diélectrique élevée permet de dimensionner et de miniaturiser la conception du filtre, mais plus la constante diélectrique n'est pas élevée, mieux c'est, une constante diélectrique trop élevée affecte les pertes de transmission, il est donc nécessaire de prendre en compte les exigences de conception du filtre pour choisir le coefficient diélectrique approprié. La constante diélectrique de la céramique diélectrique micro - ondes dépend principalement de la structure du matériau et de la phase cristalline pendant la préparation. 2) facteur de qualité Q élevé, faibles pertes diélectriques; Plus le facteur de qualité Q est élevé, plus la bande passante est étroite, meilleure est la sélectivité du circuit et meilleure est la fonction de filtrage. La valeur de Q est inversement proportionnelle aux pertes diélectriques Tan. Plus la valeur de Q est grande, plus les pertes d'insertion du filtre sont faibles. Le matériau a une structure uniforme, une densité élevée et une croissance uniforme des grains, la réduction des impuretés et des défauts peut améliorer la valeur Q. 3) coefficient de température réglable avec une fréquence de résonance proche de zéro. Le coefficient de température de la fréquence de résonance est proche de zéro pour une grande stabilité et une grande fiabilité du filtre. Le coefficient de température de la fréquence est principalement déterminé par le coefficient de dilatation linéaire et la constante diélectrique du matériau. La poudre de céramique détermine les propriétés du filtre diélectrique et la formulation et la préparation de la poudre sont plus difficiles. Ce n'est qu'avec une bonne formulation du matériau qu'il est possible d'obtenir des céramiques diélectriques à Q élevé dans certaines conditions d'utilisation. On peut dire que notre propre formule de poudre est la compétence de base des fabricants de filtres en céramique. Les fabricants de filtres pour les formulations en poudre peuvent se formuler eux - mêmes en achetant des matières premières et éviter d'acheter auprès des fabricants de poudre, ce qui permet non seulement d'économiser de l'argent, mais aussi d'ajuster plus facilement les paramètres pertinents du filtre en fonction des exigences personnalisées du client.