Obtenção de substratos dielétricos multicamadas à base de silicato de cálcio com inserções de h-BN via tape casting - França Júnior, Sérgio Augusto Nascimento de (2020)
Nos últimos anos, o considerável progresso das telecomunicações por micro-ondas, sistemas de transmissão via satélite e circuitos microeletrônicos densos, resultou em uma crescente demanda por novos materiais de baixa perda dielétrica. Os substratos cerâmicos, para esses fins, devem ter baixa constante dielétrica e baixa perda dielétrica sob altas frequências de operação, além de alta condutividade térmica relativa. Em vista disso, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de substratos cerâmicos multicamadas de silicato de cálcio com inserções de h-BN (1%, 3% e 5% em peso) conformados por tape casting, a fim de avaliar a utilização deles como substratos de alta frequência. A viscosidade das suspensões cerâmicas foi analisada através de ensaios reológicos e as fitas cerâmicas verdes foram submetidas à análise termogravimétrica (ATG). Em seguida, estas fitas foram laminadas em 6 camadas e posteriormente sinterizadas em três temperaturas: 950 °C, 1000 °C e 1050 °C. Os laminados sinterizados foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia Raman, densidade e porosidade e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG). Por fim, foram obtidas as propriedades dielétricas dos laminados verdes e sinterizados. Foram encontrados picos de reflexão referentes às fases de wollastonita e cristobalita em todas as composições, bem como um pico característico de nitreto de boro hexagonal nas composições contendo h-BN, com sobreposição a um pico característico da wollastonita. A espectroscopia Raman confirmou as fases que foram encontradas na difração de raios X, com picos característicos das fases de wollastonita, cristobalita e h-BN. Os altos valores relativos de porosidade aparente encontrados em todas as composições, determinaram os baixos valores de constante dielétrica relativa (entre 1,99 e 2,35). De maneira geral, as composições obtidas apresentaram baixas perdas dielétricas relativas, principalmente nas composições contendo h-BN, e isso foi evidente em uma ampla faixa de frequência, de 0,1 GHz a 1,5 GHz. As composições contendo 3 % e 5 % em peso de h-BN mostraram perdas dielétricas na ordem de 10-4, possuindo, assim, grande potencial para aplicação como substratos de alta frequência.