电子陶瓷—各種適用於DR之材料.pptVIP

Microwave dielectric ceramic material各種適用於DR之材料 摘要 前言 Microwave dielectric ceramic之特性 目前常用之高介電微波材料 DR 用途及推廣情況 對產業之預期效益 未來發展 結論 參考資料 前言 由於衛星科技及無線通訊系統需求的快速成長，使得在微波／無線通訊系統中，作為振盪器和濾波器用之介質共振器成為不可或缺的元件，其最主要是因為介質共振器有減少微波／無線通訊元件尺寸、大小的能力，使得微波線路小型化；理想微波介質共振器材料需具有高介電常數，高品質因數值以及良好之共振頻率溫度穩定性。 Microwave dielectric ceramic之特性 一般而言，微波高介質材料的應用有三個重要的介電性質: 1.介電常數(Dielectric Constant ,εr) 2.介電品質因素(Q Factor ,Qd) 3.共振頻率的溫度係數(Temperature coefficient of Resonate Frequency ,τf) Microwave dielectric ceramic之特性 因為共振器的尺寸和(εr)1/2成反比，εr越高，共振器尺寸越小，一般以大於30為佳 材料的介電損失tanδ≒1/Qd，一般應用上以Q值要在3000以上較適用 頻率溫度係數τf小，可用以穩定共振頻率，一般要求在±20ppm/℃以作為補償 Microwave dielectric ceramic之特性 目前常用之高介電微波材料 DR : Dielectric Resonator 由於介電共振器（Dielectric Resonator；DR）具有高Q值、高介電係數（εr）、低頻率溫度係數（τf）等特性，所以可以結合微帶線製作體積小、重量輕、溫度穩定與低成本之微波濾波器。 介電共振濾波器（Dielectric Resonator Filter；DRF）是微波頻帶通訊中之關鍵零組件，為衛星及行動通訊與軍事用途上不可或缺的重要元件。 用途及推廣情況 可應用於介質共振振盪器、微波濾波器、雷達測速器、測距儀、全球定位系統、電視接收直播系統、蜂巢式行動電話、雙工器等無線通訊系統中。 材料所已將此技移轉給國內兩家廠商，其中一家已投入生產，主要供應國內衛星降頻器製造商使用。 對產業之預期效益 有助於提昇及奠定國內微波及無線通訊用介質材料及元件之自製能力，提高關鍵性通訊陶瓷元組件之自主率，支援下游應用業者的系統需求，促進相關無線微波工業之投資發展，增加產值，降低進口品價格。 未來發展 隨著電子元件小型化之潮流趨勢，高頻介質共振器元件亦將朝向輕、薄、短、小之趨勢發展；因此開發高介電常數材料、元件積層組裝化將是未來發展的趨勢。 結論 通訊科技猶如十九世紀的電力與二十世紀的電腦科技，已帶動新一波的經濟革命，而研發良好微波介電特性之高介電材料，實屬不二法門。目前的趨勢係朝向可提供高品質、良好的頻率溫度係數的低溫共燒陶瓷厚膜技術來整合被動元件與小面積。因此，了解與發展高介電特性之材料並完整分析是相當重要的。 參考資料 翁敏航、楊茹媛、洪政源、李義傑、洪茂峰 奈米通訊 第十一卷 第一期 (31-39) 陳漢珍、翁敏航、湯譯增、張志聖、洪茂峰 奈米通訊 第十一卷 第二期 (29-35) .tw/project/crd_g.htm (工業技術研究院 工業材料研究所 無機材料研究組) 微波介質元件目錄 陶瓷諧振器和濾波器目錄 * * Temperature stable devices Small temperature coefficient of Resonate frequency Low loss devices High Q Small size devices Large dielectric constant Effects Required Characteristics 15 16000 43 880 BiNbO4 3 4500 120 1250 (Pb,Ca)(Zr,Ti)O3 -250 6500 85 1350 (Li,Sm)TiO3 10 9000 78 1350 (Ba,Sr)O-Sm2O2-TiO2 0 40000 39 1400 BaO-TiO2-WO3 0 50000 38 1450 Zr0.8Sn0.2TiO4 -4 350000 23 1650 Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 0 70000 21 1400 (Mg,Ca)TiO3 -55 360000 9.8 1650 Al2O3 τf Q×f εr ST Dielectric material