[發明專利]一種低溫燒結的巨介陶瓷電容器介質及其制備方法

有效

• 申請號: 201310463153.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103508730A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 黃新友;左源;高春華;李軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/622
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料技術領域，特指一種低溫燒結巨介電容溫度變化率小的陶瓷電容器介質及其制備方法；它采用電容器陶瓷普通化學原料，制備得到無鉛、無鎘的巨介電容溫度變化率小的陶瓷電容器介質，還能大大降低電容器陶瓷的燒結溫度，該介質適合于制備單片陶瓷電容器，能大大降低陶瓷電容器的成本，該介質介電常數巨高，容易實現陶瓷電容器的小型化，同時能提高耐電壓以擴大陶瓷電容器的應用范圍，并且在制備和使用過程中不污染環境。??

背景技術

????高介電常數為電容性器件的體積微型化提供了可能性；隨著電子器件微型化的發展，高介電常數材料在微電子技術中起著越來越重要的作用，鈦酸銅鈣（CaCu₃Ti₄O₁₂，簡稱CCTO）陶瓷是其中一種最具代表性的高介電常數材料，CCTO?陶瓷不論單晶還是多晶形態都呈現出異常高的介電常數，近年受到越來越多的關注；CCTO?陶瓷具有很多優點，例如介電常數非常大（εr?為10⁴）、在比較寬的頻率范圍和相當廣的溫度范圍內介電常數隨頻率和溫度的變化很小、制備工藝也相當簡單，而且介電常數的大小可以通過改變燒結條件來調節，在諧振器、濾波器、存儲器等重要電子器件方面具有很大的應用潛力，因此特別引人注目；然而，通常制備的CCTO?陶瓷的介質損耗（tanδ?值）很大，在實際應用中會導致器件或電路的發熱、工作不穩定或信號衰減等問題，不利于其作為電子材料的應用；為了解決CCTO?陶瓷介質損耗大的問題，研究者曾經對該陶瓷做過許多摻雜或替代改性的嘗試，這些嘗試的結果不是很成功，最終都沒有獲得綜合介電性能指標滿足實際應用要求的改性CCTO陶瓷；具體講，這些嘗試不是沒有達到足夠程度降低介質損耗的目的，就是明顯損害了CCTO?陶瓷原有的高介電常數特性，致使改性后介電常數很低，或者破壞了CCTO?陶瓷原有的低頻段介電常數基本不隨頻率發生變化的優點；因此，尋找出一種既可以保持CCTO?陶瓷所具有高介電常數的優點又能顯著地降低介質損耗的有效方法，是一個重要的研究課題；多層陶瓷電容器(MLCC)具有體積小、容量大、可靠性高和介電常數高等優點，是眾多電子元件中應用最廣泛之一；MLCC的成本主要來自于內電極，其材料主要為鈀或銀鈀合金，但由于鈀的價格居高不下，因此介電陶瓷低溫燒結的研究是國內外該領域的熱點之一，目前，巨介陶瓷電容器介質的燒結溫度較高，一般為1040-1100℃，有必要降低其燒結溫度，以滿足MLCC的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種巨介低容溫變化率的陶瓷電容器介質。

本發明的目的是這樣來實現的：

低溫燒結巨介低容溫變化率的陶瓷電容器介質配方組成包括：CaCu₃Ti₄O₁₂88~96wt.%，(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃0.01~7.0wt.%，Nd₂O₃0.01~0.6wt.%?，SiO₂-Li₂O-B₂O₃玻璃粉（SLB）0.1~4?wt.%，?MnO₂0~0.5wt.%，（Li_1/2Na_1/2）NbO₃0.5~4wt.%;其中CaCu₃Ti₄O₁₂、(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃、（Li_1/2Na_1/2）NbO₃和SiO₂-Li₂O-B₂O₃玻璃粉（SLB）分別是采用常規的化學原料以固相法合成。?

???本發明的介質中所用的CaCu₃Ti₄O₁₂是采用如下工藝制備的：將常規的化學原料CaCO₃、CuO和TiO₂按照1：3：4的摩爾比配料，研磨混合均勻后放入氧化鋁坩堝內于900-950℃保溫360-540分鐘，固相反應合成CaCu₃Ti₄O₁₂，冷卻后研磨過200目篩，備用。?