高頻疊層片式電感用NiCuZn鐵氧體材料的制備工藝及性能研究.pdf

1、隨著電子元器件向著小型化、微型化方向飛速發(fā)展,表面貼裝技術(shù)(SMT)迅速崛起,這就促進(jìn)了為適應(yīng)表面貼裝技術(shù)而迅速發(fā)展起來(lái)的片式元器件之一的疊層片式電感(MLCI)的開發(fā)和應(yīng)用。MLCI的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)磁介質(zhì)材料(軟磁鐵氧體)和內(nèi)導(dǎo)體共燒結(jié),而NiCuZn鐵氧體是目前制造MLCI應(yīng)用最為廣泛的磁介質(zhì)材料,以其能夠?qū)崿F(xiàn)磁介質(zhì)材料和內(nèi)導(dǎo)體共燒結(jié),并同時(shí)具有燒結(jié)溫度較低、電阻率高、高頻特性好,有一定的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注,成為目前制備中高頻

2、片式電感器件最佳的候選鐵氧體材料。本文以NiO、CuO、ZnO、Fe2O3為原料,加入適量的添加劑C0203和MnC03,采用氧化物法,經(jīng)過(guò)球磨、預(yù)燒、成型和燒結(jié)等工藝,最后制得尺寸為外徑42mm,內(nèi)徑30mm的鐵氧體磁環(huán)。首先,在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有配方的基礎(chǔ)上,優(yōu)化出1＃配方。然后對(duì)1#配方,先按照工藝流程改變工藝參數(shù)預(yù)燒溫度、二次球磨時(shí)間、預(yù)燒冷卻方式,通過(guò)對(duì)材料密度、粒度、磁導(dǎo)率及品質(zhì)因數(shù)的測(cè)量得知工藝參數(shù)對(duì)材料電磁性能的影響規(guī)律,根據(jù)實(shí)

3、驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果得到最佳鐵氧體燒結(jié)工藝參數(shù)；再進(jìn)一步提出一種分組預(yù)燒的新方法,研究預(yù)燒時(shí)預(yù)期鐵氧體的生成對(duì)NiCuZn鐵氧體性能的影響,該方法以1#配方為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不同的分組方式,即把1#配方中的4種組分(Fe2O3, NiO, CuO和ZnO)以一定的方式分成兩組,分別形成預(yù)期的鐵氧體。通過(guò)SEM、XRD等分析手段了解預(yù)燒時(shí)預(yù)期鐵氧體的生成對(duì)鐵氧體材料微觀結(jié)構(gòu)的影響,并討論了性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系；測(cè)量了材料密度、電阻率、磁導(dǎo)率頻譜及品質(zhì)因數(shù)得

4、出預(yù)期鐵氧體的生成對(duì)磁性能的影響規(guī)律,結(jié)果表明：(1) NiCuZn鐵氧體最佳的預(yù)燒溫度為800℃,最佳的二次球磨時(shí)間為6h,最佳的預(yù)燒冷卻方式為空冷；得到1050℃時(shí),p為5.06g/cm3、μ為93、Q為170,1100℃時(shí),ρ為5.12 g/cm3、μ為100、Q為120。(2)分組預(yù)燒后,得到了預(yù)期的單一鐵氧體；1MHz下測(cè)試結(jié)果為在1050℃C,1F的Q可達(dá)到240,μ為37；在1100℃下,3F的μ可達(dá)到109,Q為8。樣品