[發明專利]超高介電常數多層陶瓷電容器介質及其制備方法

有效

• 申請號: 200710060648.8
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101226827A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 李玲霞;張平;王瓛;王洪茹;張志萍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;H01B3/12;C04B35/468;C04B35/622
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明是關于電子元器件的，特別涉及一種超高介電常數多層陶瓷電容器介質材料及其制備方法。

背景技術

隨著無線電通信技術、衛星廣播通信、衛星地面接受系統、航空與航天技術的飛躍發展，要求研制性能更優、體積更小、頻帶更寬的電子設備。構成這些電子設備的元器件要求小型化、微型化、輕量化和片式化，以適應電子元件的表面貼裝技術(SMD)的需要。在各類電子元器件中多層陶瓷電容器(Multilayer?Ceramic?Capacitors，簡稱MLCC)則是應用最廣的一類片式元件。在結構和工藝條件(包括電極面積、疊層數目和介質膜厚度)確定的情況下，MLCC的容量大小主要由MLCC材料的介電常數ε確定。因此提高介電常數是MLCC實現微小型化的關鍵。

近年來，國內外對X7R陶瓷電容器介質材料進行了廣泛的研究(根據美國電子工業協會EIA標準：X代表工作溫區的低溫極限-55℃，7代表工作溫區的高溫極限+125℃，R代表在工作溫區內所有溫度點的電容量相對于室溫25℃時的變化率小于或等于±15％)，其中以BaTiO₃為基的陶瓷材料在生產和應用中都不會對環境產生污染，制得的陶瓷介電性能優良且穩定，因而一直受到人們的高度關注。但X7R系列陶瓷材料在工作溫度上限125℃以上時性能會急劇惡化，為了適應特定的高溫環境下的應用，可以用X8R系列(其中8表示工作溫區的高溫極限為+150℃)的電容器陶瓷介質材料取代X7R系列，提供其高溫的可靠性。另外為了滿足陶瓷電容器小型化、高性能的要求，要盡可能地提高陶瓷介質的介電常數。這就要求在材料的制備過程中提高室溫介電常數的同時，進一步展寬工作溫區。

目前國內外研制的X8R系列的電容器陶瓷介質材料大多采用以BaTiO₃為基的材料體系，其室溫介電常數小于4000，很難繼續提高，并且燒成溫度較高(1200以上)，不能滿足陶瓷電容器小型化、高性能、低成本的要求。

因此，需要一種介電常數高、燒結溫度低、損耗低、成本低、性能優良的X8R型多層陶瓷電容器介質材料。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點和不足，提供一種介電常數高、燒結溫度低、損耗低、成本低、性能優良的X8R型多層陶瓷電容器介質材料。

本發明通過如下技術方案予以實現。

超高介電常數多層陶瓷電容器介質，其原料組分及重量百分比含量為：BaTiO₃為100％，外加3～4％Nb₂O₅、0.3～0.5％MgCO₃、0.1～0.2％MnCO₃、18～22％Ag₂O和10～13％玻璃粉，以及0.2～0.7％稀土氧化物Y₂O₃、Gd₂O₃或Ho₂O₃的其中一種；所述玻璃粉的原料組分及重量百分比含量為：10～30％Bi₂O₃、20～30％Pb₃O₄、20～30％ZnO、10～20％TiO₂、10～20％H₃BO₃。

所述原料組分及重量百分比含量為：BaTiO₃?100％，外加3.5％的Nb₂O₅、0.4％的MgCO₃、0.15％的MnCO₃、20％的Ag₂O和12％的玻璃粉，及0.4％的稀土氧化物Gd₂O₃；所述玻璃粉的原料組分及重量百分比含量為：20％的Bi₂O₃、28％的Pb₃O₄、22％的ZnO、17％的TiO₂、13％的H₃BO₃。

制備步驟如下：

(1)將BaTiO₃粉料進行預處理，在1050～1100℃下預燒3h，得到超細BaTiO₃粉料；