低温烧结mgcuzn铁氧体粉料研制与其在叠层片式电感器应用分析

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1、摘要摘要随着电子技术的快速发展，电子元件片式化、小型化水平逐年提高。在无源元件片式化、小型化的进程中，电感类磁性元件相对落后于阻容元件，但叠层片式电感器（MLCI）近二十年来发展十分迅速。MLCI的结构是由交替叠加的铁氧体层和内导体层利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术形成的独石结构，制造过程采用了先进的厚膜多层印刷技术和叠层工艺，因此可实现超小型化。同时，相对于绕线式结构的电感器，MLCI还具有体积小、重量轻、磁屏蔽良好、漏磁通小、适于高密度组装等一系列优点，已成为电感器的主流产品。低温烧结铁氧体粉料是制作M

2、LCI的重要原材料，迄今为止国内外研究最多及应用最广的MLCI原材料是NiCuZn铁氧体粉料，但由于近年来NiCuZn原材料价格居高不下，许多MLCI生产厂家及研究机构致力于研究可以取代低温烧结NiCuZn铁氧体粉料的低成本材料。研究发现，MgCuZn铁氧体粉料有良好的磁性能及烧结特性，并且我国镁资源丰富，原材料成本较低。因此，MgCuZn铁氧体有望成为NiCuZn铁氧体较为理想的替代材料，应用于MLCI生产。本文以Fe2O3、MgO、ZnO及CuO为主要原料，通过掺杂Bi2O3，并添加微量的CoO，采用氧

3、化物法制备成磁导率μ=100±15的低温烧结MgCuZn铁氧体材料，并应用至叠层片式电感器生产线上进行工艺验证研究。样品研制时先确定MgCuZn氧化物混合粉料的基本配方，在此基础上对混合粉料进行Bi2O3的掺杂，再利用现代测试仪器如线膨胀测量仪、激光粒度分析仪对材料物理性能及电磁性能进行分析，研究了粉料的配方、预烧温度和掺杂等因素对所制作粉料性能的影响，并结合LTCC工艺的需要，优选出粉料的配方、预烧温度和掺杂量，制备出适合于叠层片式电感器LTCC用的MgCuZn铁氧体粉料。随后将MgCuZn粉料应用于深圳

4、振华富电子有限公司MLCI生产线进行工艺验证并制作出MLCI样品，对样品的性能参数进行了检测与分析，并与NiCuZn铁氧体MLCI的产品性能进行对比研究，发现低温烧结MgCuZn铁氧体作为较低成本的原材料，可应用于叠层片式电感器、磁珠的生产制造。关键词：叠层片式电感器（MLCI），MgCuZn铁氧体，NiCuZn铁氧体I万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,chipandminiaturizationforelec

5、troniccomponentshasincreasedannually.Inpassivecomponentsmultilayerchipinductor(MLCI)hasdevelopedveryquicklyinthepasttwodecades.MLCIhasamonolithicstructuremadebylow-temperatureco-firedceramic(LTCC)technology.Lowtemperaturesinteringferritepowderisanimportant

6、rawmaterialforproductionofMLCI.TheNiCuZnferritepowderisstudiedandwidelyusedasMLCIrawmaterialsathomeandabroad.Inrecentyears,manyMLCImanufacturersandresearchinstitutionsworkonthosematerialsthatcanreplaceNiCuZnferritepowderbecauseofprice.ItwasfoundthattheMgCu

7、Znferritepowderhasgoodmagneticpropertiesandsinteringcharacteristics.ThereisrichinmagnesiumresourcesinChinawithlowerprice.MgCuZnferriteisexpectedtobedesirablealternativeinMLCIproduction.Inthispaper,Fe2O3,MgO,ZnOandCuOasthemainrawmaterial,dopedwithBi2O3andmi

8、nuteamountsofCoO.OxidemethodwasusedforMgCuZnsinteringthatitspermeabilityisμ=100±15.MgCuZnwasstudiedonthemultilayerchipinductorproduction.MgCuZnpowderwithBi2O3dopedwasstudiedtoo.Byuseofmoderntestequipmentsucha