可调谐bst厚膜的改性与移相器设计研究

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1、分类号学号M201172155学校代码10487密级硕士学位论文可调谐BST厚膜的改性与移相器设计研究学位申请人：刘俊学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：曾亦可教授答辩日期：2014.1.10万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonModificationofTunableBSTThickFilmsandtheDesignofBSTPhaseShiftersCandidate：LiuJunMajor：

2、MicroelectronicsandSolidElectronicsSupervisor：ProfessorZengYikeHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,430074,P.R.ChinaJan,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学

3、位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要钛酸锶钡（BST）厚膜易于制备，同时具有较低

4、的介电损耗和良好的介电调谐特性，是制备微波可调器件的理想材料。本文以可调谐BST厚膜为基础，对其烧结特性和介电性能进行了改进研究，并进行了BST厚膜移相器的设计研究。采用丝网印刷工艺制备了BST厚膜样品。为了使BST厚膜适于LTCC技术，通过添加一定量的B2O3和Li2CO3烧结助剂，将BST厚膜的烧结温度从常温烧结的1230℃降低至低温烧结的900℃。当添加0.75wt%B2O3和3.75wt%Li2CO3时，BST厚膜的介电常数、介电损耗和介电调谐率分别为791、0.0128和42.7%；与常温烧结的样品相比，这些性能参数均有所下降。为了提高BST厚膜

5、的介电调谐率，在丝网印刷工艺中引入了加压预处理流程，同时提出一种新型的两步加压预处理方法。加压预处理可以有效增加BST厚膜的致密度。经过加压预处理之后，BST厚膜的介电常数、介电调谐率明显提高，而介电损耗几乎不变。与传统的加压预处理方法相比，两步加压法预处理对BST厚膜致密度和介电性能的改善更加显著。经过两步加压预处理的BST厚膜的介电常数、介电损耗和介电调谐率分别为958、0.0134和48.6%。以可调谐BST厚膜材料为基础，结合微波移相器理论，设计了微带线反射式BST厚膜移相器，并对其设计参数进行了模拟优化。经过模拟优化后，移相器的插入损耗为0.21

6、dB，当BST厚膜的介电常数由958降到492时，产生相对相移24.1°。为了优化BST可调移相器的制作效率和制作成本，采用共面波导与有限地共面带状线相结合的结构，设计了新型共面反射式BST厚膜移相器，并对其设计参数进行了模拟优化。该移相器的信号线和参考地线处于同一个平面，因此比微带线反射式BST移相器更加便于制作。经过模拟优化后，移相器的插入损耗为0.65dB，当BST厚膜的介电常数由958降到492时，产生相对相移23.9°。关键词：BST厚膜；介电性能；低温烧结；加压预处理；共面移相器I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractBariumst

7、rontiumtitanate(BST)thickfilmscanbefabricatedeasily,andhavealowdielectriclossandexcellenttunabilityproperties,whicharepromisingintunablemicrowaveapplications.Inthispaper,thesinteringcharacteristicsanddielectricpropertiesoftunableBSTthickfilmshavebeenimproved.Andthephaseshiftersbas

8、edonBSTthickfilmhavebeendesigned.