[發明專利]一種片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料

有效

• 申請號: 201410165957.1
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103964847A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李玲霞;蔡昊成;高正東;孫浩;陳俊曉;呂笑松
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，特別涉及一種片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料。

背景技術

片式多層陶瓷電容器(MLCC)是三大無源電子元器件之一，它與片式電阻器、片式電感器構成電子信息產業不可或缺的基礎被動元件，它誕生于上世紀60年代，最先由美國公司研制成功，后來在日本公司(如Murata、TDK、太陽誘電等)迅速發展及產業化，至今依然在全球MLCC領域保持優勢，主要表現為生產出MLCC具有高可靠、高精度、高集成、高頻率、智能化、低功耗、大容量、小型化和低成本等特點。而其中高頻化是其發展的重點之一，這也就要求配套使用的電子元器件具有高的品質因數(Qf值)。與此同時隨著MLCC需求量的急劇增大，為降低成本，MLCC生產企業大多使用Ag/Pd合金做為系統電極，這就對陶瓷材料的燒結溫度提出了要求。

Zn₃Nb₂O₈微波介質陶瓷具有合適的燒結溫度(<1200℃)，但其品質因數(60100GHz)相對較低，本發明通過使用Ta⁵⁺對Nb⁵⁺進行了少量取代，有效提高了其品質因數(98733GHz),制備出了應用于MLCC的微波介質陶瓷材料。

發明內容

本發明的目的，在于有效提高制品的品質因數，提供一種片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料及其制備方法。

本發明通過如下技術方案予以實現。

一種片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料，其化學式為Zn₃(Nb_0.8Ta_0.2)₂O₈；

該片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料的制備方法，具有以下步驟：

(1)將化學原料ZnO、Nb₂O₅、Ta₂O₅分別按Zn₃(Nb_0.8Ta_0.2)₂O₈化學計量比稱量配料；

(2)將步驟(1)配置好的化學原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨2～6小時，再將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干，過篩；

(3)將步驟(2)過篩后混合均勻的粉料于900℃煅燒，保溫4小時合成前驅體；

(4)在步驟(3)的前驅體中外加質量百分比為0.95～1.35％聚乙烯醇，放入球磨罐中，再加入氧化鋯球和去離子水，球磨5～10小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機壓力成型為坯體；

(5)將坯體于1100～1180℃燒結，保溫4～6小時，制成片式多層陶瓷電容器用低損耗微波介質陶瓷材料；

(6)采用網絡分析儀測試微波介質陶瓷材料的微波介電性能。

所述步驟(1)的化學原料的純度大于99.9％。

所述步驟(4)的粉末壓片機以5～9MPa的壓力成型，坯體為Φ10mm×5mm的圓柱體。

所述步驟(5)優選的燒結溫度為1160℃。

本發明的MLCC用低損耗微波介質陶瓷材料，通過使用Ta⁵⁺對Nb⁵⁺進行了少量取代，有效提高了其品質因數(60,823～98,700GHz)，其燒結溫度為：1100～1180℃，介電常數為20～24，諧振頻率溫度系數為-40～-37×10^-6/℃。此外，本發明制備工藝簡單，過程無污染，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

本發明采用純度大于99.9％的化學原料ZnO、Nb₂O₅、Ta₂O₅制備Zn₃(Nb_0.8Ta_0.2)₂O₈微波介質陶瓷，具體實施例如下。

實施例1

1)將ZnO、Nb₂O₅、Ta₂O₅分別按摩爾比3:0.8:0.2稱量配料；

2)將混合后將原料加入尼龍罐中，球磨7小時；再將球磨后的原料置于紅外干燥箱中烘干、過篩；

3)將過篩后混合均勻的粉料于900℃煅燒，保溫4小時，合成前軀體；