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电子元件与材料 2017年第05期杂志 文档列表

电子元件与材料杂志综述

AB2O4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展1-5

摘要：AnB2nO4n（n=1，2，3）系列尖晶石陶瓷普遍具有高的品质因数、可调的介电常数和谐振频率温度系数，并与Ag电极具有良好的化学共容性，是极有可能应用在低温共烧陶瓷上的一类微波介质陶瓷。介绍了尖晶石陶瓷的晶体结构，总结了不同n取值陶瓷的微波介电性能及其调控，讨论了Li元素进入尖晶石晶格后离子分布的演变，并重点讨论Li基尖晶石陶瓷的烧结温度和微波介电性能，以及离子取代对其性能的调节。另外，还尝试改变一些代表性陶瓷的成分以获得更好的综合微波介电性能。具体的方法包括形成固溶体和第二相，以及非化学计量比调节。最后，对Li基尖晶石结构微波介质陶瓷工业化应用进行了展望。

电子元件与材料杂志研究与试制

无压烧结SiC-AlN复相陶瓷导热和介电性能的研究6-11

摘要：添加10%（质量分数）BaO-SiO2-Y2O3烧结助剂在氮气氛下无压烧结制备SiC-AlN复相陶瓷。研究了SiC含量、烧结温度对复相陶瓷烧结性能、显微结构、热导率和高频介电性能的影响。结果表明：样品中主晶相为6H-SiC和AlN，次晶相为Y3Al5O12和Y4Al2O9；当SiC质量分数为50%时，1850℃烧结1h，显气孔率低于0.3%；而SiC含量继续增加，显气孔率显著上升。热导率、介电常数和介电损耗都随着烧结温度的升高而升高。当SiC质量分数为50%时，1900℃下复相材料呈现最好的热扩散系数和热导率，分别为26.3mm2·s–1和61.5W·m–1·K–1；1850℃下获得的SiC-AlN复相陶瓷在12.4~18GHz频率范围内获相对介电常数和介电损耗分别为33~37和0.4~0.5，该频段内随频率升高，介电常数和介电损耗下降。

烧结温度对Li2(Mg1/2Zn1/2)SiO4系微波陶瓷介电性能的影响12-15

摘要：采用传统固相合成法制备了Li2(Mg1/2Zn1/2)SiO4微波介质陶瓷，并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明：在1100~1180℃温度烧结，该体系的主晶相均为Li2(Mg0.8Zn0.2)SiO4，但同时也伴随有少量的MgSiO3第二相。SEM结果表明：随着烧结温度的升高，样品的晶粒尺寸不断增加，尤其是当烧结温度为1180℃时，有些大晶粒出现了开裂现象，这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此，对于微波介电性能，随着烧结温度的增加，Li2(Mg1/2Zn1/2)SiO4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势，而相对介电常数(εr)的数值较为稳定；此外，该体系谐振频率温度系数(τf)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4h时，Li2(Mg1/2Zn1/2)SiO4陶瓷可获得最佳的微波介电性能：εr=6.09，Q·f=21616GHz(f=11.62GHz)和τf=–64.34×10–6/℃。

铌酸钾钠纳米棒阵列的取向生长和压电性能研究16-19

摘要：采用水热法在不同取向的单晶SrTiO3（STO）衬底表面生长了正交相铌酸钾钠（KNN）一维纳米结构。在(100)-SrTiO3衬底表面可实现铌酸钾钠纳米棒阵列的取向生长；而在(110)和(111)-SrTiO3表面都分别生长着多取向一维纳米结构。TEM和XRD结果均表明，(100)-SrTiO3表面的纳米棒为单晶正交相结构，且沿[110]取向生长。此外，单根铌酸钾钠纳米棒的轴向压电常数可达到150pm/V，利用该纳米棒阵列组建的纳米发电机的输出电压高达10V。

添加BCB对固相合成CBS材料的微观结构及介电性能的影响20-24

摘要：采用传统固相合成法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)系玻璃陶瓷材料。借助XRD、SEM和电性能测试手段，系统研究了添加BaCu(B2O5)(BCB)对CBS材料微观结构与介电性能的影响。结果表明，添加BCB未改变CBS主晶相，其液相润湿作用加速CaSiO3的扩散，将CBS的烧结温度从960℃降低至875℃，同时其致密性得到提高，介电常数与介电损耗略微增加。纯CBS经960℃致密烧结时，相对介电常数?r为6.17，介电损耗tan?为0.0012(14GHz)，而添加4%~6%(质量分数)BCB的CBS材料，在烧结温度为875℃时，致密性优异，?r为6.36~6.39，tan?为0.0014~0.0015(14GHz)。

钴掺杂多孔锰氧化物自组装花球制备及其超电容特性研究25-29

摘要：通过水热法制备了掺杂不同含量钴离子的多孔结构MnO2纳米花球，研究了锰氧化物掺杂前后的实际放电比容量，从而比较钴离子含量对其电化学性能的影响。对不同样本做了结构、形貌及电化学性能方面的测试。通过XRD谱说明钴离子均一地掺杂到了锰氧化物的中间。通过SEM照片可以看到产品的微观形貌均是由纳米片层状结构组装成的纳米花球。在未掺杂钴时，纳米花球的颗粒大小不均一，而掺杂摩尔分数10%的钴离子后，大大降低了自组装结构的尺寸，并且使得材料的微观表面更加疏松，这种减小的尺寸使得电解液的进入更加容易，从而使得材料的利用率大大增加。通过恒电流充放电测试显示，当钴掺杂量为摩尔分数10%时，锰氧化物比容量最大可达410.158F·g–1。

基于分数阶巴特沃斯滤波器的新型超级电容器30-36

摘要：超级电容器作为一种新型储能元件在各个领域具有广阔的应用前景。由于超级电容固有特性不是整数阶的，因此建立一个精确且适用范围更广的模型具有重要的研究意义。介绍了超级电容器的基本模型，利用分数阶巴特沃斯低通滤波器的优点，建立了一种新型超级电容器模型并验证了模型的准确性，这可以扩大超级电容器的适用范围，提高稳定性。

3D封装中电镀参数对微凸点制备的影响37-43

摘要：电子信息技术对封装焊点提出了高密度、高质量、小尺寸、低成本的要求，在此基础上，由二维平面到三维高度上的封装技术应运而生。微凸点的制备是3D封装中非常重要的一个环节。本文通过酸性环境电镀的方法在Cu基板沉积微米级别的Sn层，通过扫描电子显微镜和原子力显微镜观察不同参数下镀层的表面状态，研究分析了电镀参数对镀层表面的影响规律，并得到了不同电镀时间与镀层厚度的关系。最终得到制备质量较高Sn层的最优电镀参数为：硫酸浓度160g/L，环境温度25℃，电流密度为1A/dm2。通过金相法及台阶仪测试法分别测量不同电镀时间镀层的厚度可知，镀层厚度与电镀时间呈正比。

面向引线框架封装的热阻建模与分析44-48

摘要：针对通用的QFP48引线框架封装，首先探讨了封装中的热传输机制，给出了热阻的理论计算结果；接着利用AnsysIcepak软件建立起QFP48的有限元模型，热阻仿真结果较好地验证了热传输机制的理论分析；最后讨论了减小封装热阻、提高热可靠性的方法。结果表明：适当提高塑封材料的热传导率、增加PCB面积和施加一定风速的强迫对流均可降低QFP48封装的热阻，提高散热效果。

基于组合参数分析的LED散热结构优化研究49-54

摘要：为了提高LED的散热性能，利用数值计算软件Icepak对其散热过程仿真模拟。LED散热受众多结构参数影响，选定影响芯片结温的主要因素，并逐一进行模拟计算，确定目标函数随各变量的变化趋势。为了进一步合理设计散热主体结构，通过正交试验优化参数组合，分析肋片个数、肋片高度、散热器高度以及基板厚度等4个因素对芯片结温的综合影响，得到优化后的参数组合。将所得最优组合参数解模拟计算，与初始结构相比芯片结温降低了9.02℃，达到了优化目标。

EDTA对球形Cd2V2O7:Eu3+纳米晶的制备及发光性能影响55-57

摘要：以Cd(NO3)2·4H2O和NaVO3为原料，采用水热合成法，通过控制乙二胺四乙酸(EDTA)的用量，在pH=7、180℃下，合成了球形Cd2V2O7:Eu3+。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及荧光光谱（PL）对产物微观结构以及光学性质进行了表征，探讨了EDTA与Cd2+的摩尔比对Cd2V2O7:Eu3+形貌及发光性能的影响。结果表明，EDTA添加量对产物的形貌及发光性能起到重要影响，当n(EDTA)/n(Cd2+)=1:4时，水热体系下合成的球形Cd2V2O7:0.8%Eu3+纳米晶颗粒均匀，在398nm光激发下，产物具有良好的荧光性能，其发射主峰位于612nm处。

CuO纳米空心球的制备及其NOx气敏研究58-61

摘要：为了制备高灵敏度、快速响应、高选择性的室温NOx气体传感器，采用简单的一步液相回流法合成出CuO纳米空心球气敏材料。通过XRD、SEM等表征手段对所合成材料的结构和形貌进行研究。结果表明，制备的CuO是由层状纳米片CuO组装成的直径约为500nm的中空球状颗粒；将其作为电极材料组装成气敏元件，其在室温下对NOx表现出很好的气敏性能：该材料对体积分数100×10–6NOx的响应时间为2.5s，灵敏度可达70.96%；对NOx最低检测限为体积分数2×10–6，灵敏度为13.23%。

三维花状氧化锌纳米结构的水热合成与气敏特性62-66

摘要：采用低温水热合成法制备了氧化锌（ZnO）三维花状纳米结构，通过粉末X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和选区电子衍射（SAED）等研究分析了其相结构与微观形貌特征，并测试了基于氧化锌三维纳米花所制作传感器的气敏性能。该气体传感器对体积分数为300×10–6乙醇的检测灵敏度可达78.05，响应和恢复时间分别为8s和9s，对乙醇的检测浓度下限为体积分数4.67×10–6，且具有优良气体选择特性。这一工艺过程的方法简单、可控性好，适合规模化生产。

基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器研究67-71

摘要：通过气喷工艺在石英晶体微天平（QCM）上制备了基于还原氧化石墨烯（RGO）与聚氧化乙烯（PEO）两种材料的复合湿敏薄膜，对环境湿度进行检测。所得纯PEO薄膜及RGO-PEO复合薄膜的表面形貌以及化学特性分别通过扫描电子显微镜（SEM）以及紫外-可见光谱进行表征。与基于纯PEO薄膜的湿度传感器相比，基于RGO-PEO复合湿敏薄膜的湿度传感器的动态响应大大提高，其灵敏度从16.3Hz/%RH提升到34.7Hz/%RH。此外，基于复合薄膜的湿度传感器拥有更快的响应/恢复时间，达到传感器吸附/脱附时总频移的63.2%所用时间分别为3s和4s，而纯PEO薄膜为10s和12s；湿滞为1.21%RH，且有较好的长期稳定性。这项研究揭示了基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器在常温下检测环境湿度的发展潜力。

基于多模谐振器的三通带滤波器的设计72-76

摘要：利用一种新型多模谐振器设计了三通带滤波器。新提出的多模谐振器采用四模谐振器加载两个开路枝节构成，能够产生六个传输极点。该滤波器经过仿真设计后进行实物加工，测试得到各通带的中心频率分别为2.55，3.83，6.00GHz，相对应的插入损耗分别为0.9，0.7，2.3dB，与仿真结果吻合良好。该滤波器具有回波损耗小、尺寸小的优点，可应用到现代无线和移动通信中。

四分之一波长多模谐振的内嵌式三频滤波器77-80

摘要：利用四分之一波长的多模谐振器（MMR），通过输入输出端共用短路过孔的方式，对高阻抗线进行部分弯折，分别设计了中心频率为2.4，3.5，5.2GHz的单频滤波器。发现三款微带滤波器具有相同的高阻抗线和低阻抗线宽度，在此基础上，采用内嵌的方式设计了一款WLAN频段（2.4，5.2GHz）的双频滤波器和一款中心频率为2.2，3.6，5.5GHz的三频段滤波器。三频滤波器的尺寸为11mm×9mm，满足小型化的要求。利用HFSS12软件设计并仿真。结果表明，双频段和三频段滤波器的S11和S21参数均达到标准，可适用于无线通信系统。

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计81-84

摘要：提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电，实现微带贴片天线的圆极化辐射，增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元，采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列，有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描，在扫描范围内增益大于11.9dBi，轴比小于2dB。

基于S-SCRLHs谐振器的四陷波特性超宽带天线设计85-90

摘要：提出了一种基于双开口简化复合左右手(SplitedSimplifiedCompositeRight/Left-Handed,S-SCRLHs)谐振器的四陷波特性单极子天线。天线包括切割型圆形贴片、微带馈电线、带有梯形缺口的矩形地板和两个S-SCRLH谐振器，它具有四个谐振点，将S-SCRLHs谐振器耦合在新型单极子超宽带天线附近，实现四阻带功能。仿真和测量结果表明，该天线在超宽带范围内存在四个阻带，它们分别是3.6~3.8GHzWiMaxband、4.5~4.9GHzCband、5.6~6.0GHzWLANband、7.2~7.6GHzXband。通过尺寸优化，最终尺寸定于25mm×20mm×1.6mm，测量结果和仿真结果匹配较好。和其他天线相比，该天线具有尺寸小、多阻带、选择性好等特点。