[發明專利]一種中溫燒結高頻介質陶瓷電容器材料

在審

• 申請號: 201610098246.6
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105777100A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李玲霞;張帥;呂笑松;孫正;張寧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/64;H01G4/12
• 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，特別涉及一種新型中溫燒結高頻介質陶 瓷材料及制備方法。

背景技術

隨著電子信息技術的突飛猛進，電子產品正朝著輕量薄型化、高性能和多功能化的方 向發展。進入21世紀以來，特別是近幾年，超大規模集成電路器件的集成度越來越高。當 器件的特征尺寸逐漸減小時即集成度不斷提高時，會引起電阻-電容(RC)延遲上升，從而 出現信號傳輸延時、噪聲干擾增強和功率損耗增大等一系列問題，這將極大限制器件的高 速性能。降低RC延遲和功率損耗有兩個途徑，一是降低導線電阻R，另外一個同時也是更 重要的是降低介質層帶來的寄生電容C。由于電容C正比于介電常數ε_r，所以就需要開發 新型、低成本以及具有良好性能的低介電常數材料。

Mg₃P₂O₈二元體系之前一直作為一種光電材料來展開研究，然后從而未有人報道過其在 高頻乃至微波頻段下的介電性能。經過實驗研究發現該體系具有燒結溫度低(～1050℃)、 低介電常數(～6)、損耗低(≤2x10^-3)，并且其固有介電常數溫度系數較低。然而，該體系 的燒結溫度并不能應用于低溫共燒陶瓷(LTCC)的制備，為滿足實際應用，進一步降低體系 的燒結溫度，大大降低多層器件的成本，成為研究者努力的方向。

發明內容

本發明的目的，是制備出一種高頻低介電常數陶瓷電容，滿足市場需求，提供一種新 型中溫燒結高頻介質陶瓷電容器及其制備方法。

本發明通過如下技術方案予以實現。

.一種中溫燒結高頻介質陶瓷電容器材料，其化學式為Mg₃P₂O₈。

上述中溫燒結高頻介質陶瓷電容器材料的制備方法，具有如下步驟：

(1)將原料MgO、(NH₄)H₂PO₄按Mg₃P₂O₈化學式稱量配料；

(2)將步驟(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4小時；將 球磨后的原料置于紅外干燥箱中烘干，烘干后過40目篩，獲得顆粒均勻的粉料；

(3)將步驟(2)處理后的粉料于850℃下煅燒4小時，合成主晶相；

(4)在步驟(3)合成主晶相后的粉料中外加質量百分比為5％的聚乙烯醇，放入球磨罐 中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨12小時，烘干后過80目篩，再用粉末壓片機以4MPa 的壓力成型為坯體；

(5)將步驟(4)成型后的坯體于1000～1075℃燒結，保溫4小時，制成中溫燒結高頻介 質陶瓷材料。

所述步驟(2)和步驟(4)的烘干溫度為100℃。

所述步驟(2)和步驟(4)的陶瓷粉體與氧化鋯球、去離子水的質量比為1∶1∶2。

所述步驟(4)的坯體為Φ10mm×1mm的圓片。

所述步驟(4)的粉末壓片機的成型壓力4Mpa。

所述步驟(5)的燒結溫度為1050℃，保溫時間為4h。

本發明的有益效果如下：

提供了一種新型中溫燒結高頻介質陶瓷材料，制得的Mg₃P₂O₈材料，具有較低的燒結 溫度(1000～1075℃)，較低介電常數(5.4～6.2)，較低損耗值(15～20×10^-4)，較小的電容 量溫度系數(40×10^-6/℃～170×10^-6/℃)，進一步彌補了市場上低介電常數電容器的空缺。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步說明，實例中所用原料均為市售分析純試劑， 具體實施例如下。

實施例1

(1)將原料MgO、(NH₄)H₂PO₄按Mg₃P₂O₈化學式稱量配料；