Binder, J.R.

Friederich, A.

Jakoby, R.

Kohler, C.

Nikfalazar, M.

Sazegar, M.

Wang, D.

Binder, J. R.

KITopen

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft Niedrig-sinternde Ba0,6Sr0,4TiO3 (BST)-Dickschichten und deren Anwendbarkeit auf Co-Sinter-Prozesse C. Kohlera,b), A. Friedericha,b), M. Sazegarb), M. Nikfalazarb), D. Wangc),R. Jakobyb), J.R. Bindera) a) Institut für Angewandte Materialien (IAM-WPT), KIT      b) Institut für Mikrowellentechnik und Photonik (IMP), TU Darmstadt       c)  Institut für Nanotechnologie (INT), KIT     Institut für Angewandte Materialien −  Werkstoffprozesstechnik (IAM-WPT) Hermann-von Helmholtz-Platz 1 76344 Eggenstein-Leopoldshafen Barium-Strontium-Titanat (BaxSr1-xTiO3, BST) stellt mit seiner ausgeprägten Abhängigkeit der Permittivität von der elektrischen Feldstärke ein vielversprechendes Material für die Realisierung von steuerbaren Mikro-wellenkomponenten dar. Nichtsdestotrotz ist das An-wendungsfeld von reinem BST begrenzt, bedingt durch die hohen Sintertemperaturen von etwa 1400°C für Vollkeramiken bzw. 1200°C für Dickschichten.  Die Herstellung von Mehrlagenstrukturen in MIM (Metall-Isolator-Metall)-Anordnung mit BST und Leitmaterialien wie Silber ist somit in einem Sinterprozess (Co-Firing) genauso wenig möglich wie die Integration passiver Bauteile auf Basis von BST in die LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics)-Technologie.  Ziel dieser Arbeit war es daher, niedrig-sinternde BST-Dickschichten herzustellen, die kompatibel zu den genannten Anwendungsbereichen sind. Dabei hat sich ZnO-B2O3 als Additivsystem für BST bewährt. Motivation Material und Prozess Sprühtrocknen   + Kalzinieren (900°C) Zugabe ZnO/H3BO3   + Mischmahlen Pressen Dispergieren Sintern Siebdruck  +(Co-)Sintern (850-900°C) Sol BST-Pulver Komposit-Pulver Paste Pellet BST-Dickschicht auf Al2O3 MIM-Struktur auf Al2O3 Charakterisierung  Sinterverhalt n Ti Phasenbestand & Gefüge der Dickschichten Ba TEM BST-10 % Add. Elementverteilung Titan Elementverteilung Barium Charakterisierung  MIM-Struktur n (Co-Sintern bei 865°C) BST   Ag     Al2O3  Dilatometrie  Herabsetzung der Sintertemperatur   Keine Fremdphasenbildung (kristallin)   Shift Hauptreflex BST (Ba0,6Sr0,4TiO3Ba0,5Sr0,5TiO3)  Bei hohem Zusatz Partikel-Clustering  Ba-Diffusion in amorphe Phase Guter Verbund der Schichten Keine Reaktion zwischen Schichten Keine Infiltration von Ag in poröses BST  Fazit und Ausblick 0 µm  30 µm  BST Ag Al2O3 BST   Ag     Al2O3  Dilatometrie an Pellets BST-10% Add. Dielektrische Eigenschaften (bei 2 GHz) BST -20% Add. BST-5% Add. Materialsystem BST-ZnO/B2O3  Herabsetzung der Sintertemperatur  Einfluss der Additivmenge auf Gefüge der Dickschichten       Korngröße       Porosität       Ba/Sr-Verhältnis im BST     Co-Sintern von MIM-Strukturen  Kompatibilität zwischen BST-ZnO/B2O3 und Silber  Gute dielektrische Eigenschaften  Herstellung von vollgedruckten Mikrowellenkomponenten   Realisierung von Bauteilen mittels LTCC-Technologie      Die vorliegende Arbeit wurde unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Graduiertenkollegs (GRK) 1037/1-04: "Tunable Integrated Components in Microwave Technology and Optics (TICMO)" 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400-0.15-0.10-0.050.00 BST rein BST-5% Add. BST-10% Add. BST- 20% Add.Schwindung [dL/L0]Temperatur [°C]  500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400-0.15-0.10-0.050.00 BST rein BST-5% Add. BST-10% Add. BST- 20% Add.Schwindung [dL/L0]Temperatur [°C]  LTCC- Sinterbereich Sinterbereich reiner BST-Dickschichten auf Al2O3 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400-0.15-0.10-0.050.00 BST rein BST-5% Add. BST-10% Add. BST- 20% Add.Schwindung [dL/L0]Temperatur [°C]  (Additiv in Vol.%)  r in  Ad . - 0  Ad . -20% Add. Temperatur (°C) Schwindung (dL/L0) 

Niedrig-sinternde Ba₀̣₆Sr₀̣₄TiO₃ (BST)-Dickschichten und deren Anwendbarkeit auf Co-Sinter-Prozesse

https://publikationen.bibliothek.kit.edu/220090888/3816274

Niedrig-sinternde Ba₀̣₆Sr₀̣₄TiO₃ (BST)-Dickschichten und deren Anwendbarkeit auf Co-Sinter-Prozesse

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

KITopen