[發明專利]一種低損耗高溫度穩定性NPO電容器介質材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710296244.2
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107417273A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉韓星;於想;郝華;堯中華;曹明賀
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/622;H01G4/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,徐曉琴

技術領域

本發明屬于微波陶瓷領域，具體涉及一種低損耗高溫度穩定性NPO電容器介質材料及其制備方法。

背景技術

國際上多層陶瓷電容廠商以美國的ATC，FERRO，NOVACAP，日本的村田，松下和荷蘭飛利浦公司均為排名世界前列的公司。多層陶瓷電容器規模化生產以來，近幾年已經成為電容器市場的主流，并且每年市場銷量增加速度很快。我國的MLCC產業相比電子信息產業強國(如日本美國)一直處于落后狀態，國內的MLCC生產廠家以風華高科等公司為代表，在技術落后的主體情況下不斷引進國外先進MLCC技術，改進國內現有技術，不斷縮短我國與電子信息產業強國MLCC產業間的差距。隨著微電子技術的不斷進步，對MLCC的可靠性要求逐步提高，特別是溫度穩定性方面，開發在一定溫度區間內具有高溫度穩定性的陶瓷材料組分是目前研究的熱點。

鎂鈦鋅系統(MgO-TiO₂-ZnO系統)是以氧化物MgO、TiO₂、ZnO等為原料而合成。

MgO-TiO₂-ZnO系統的主晶相化合物為較多的正鈦酸鎂2MgO·TiO₂和較少量的正鈦酸鋅2ZnO·TiO₂等。這兩類主晶相都為尖晶石結構的立方晶系。以該系統為基礎研制的陶瓷介質材料具有非常理想的高頻性能，并且能夠通過改變成分的配比，得到適當配比時，可以有效的減小介質材料的介電損耗。該系統的特點則是整體的介電常數都非常小，一般為幾十左右。該系統的缺點就是容溫系數為正數，需要容溫系數為負數的補償劑，并且該體系燒結溫度過高。

(MgTiO₃-ZnTiO₃)基的陶瓷組分已經成為常用的低介質常數高穩定瓷料的研發成分，國內外研究的主要針對性問題在于添加的負溫度系數補償材料，工藝的簡化和燒結溫度的降低。(MgTiO₃-ZnTiO₃)基的陶瓷主要采用傳統固相法制備，高溫燒結溫度通常在1200～1300℃，國內外研究常見的負溫度系數補償材料有CaTiO₃，CaTiO₃的介電常數在1300左右，溫度系數在-1500～1600ppm/℃，通過添加適量補償CaTiO₃可以將電容溫度系數調節到-60～60ppm/℃，但存在燒結溫度過高，負溫度系數補償材料添加量難以控制等原因。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的在于提供一種低損耗高溫度穩定性NPO電容器介質材料及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種低損耗高溫度穩定性NPO電容器介質材料，所述NPO電容器介質材料為(MgTiO₃-ZnTiO₃)基中介電常數陶瓷，其組分表示為：[0.8mol％SrTiO₃-(Mg_2/3Zn_1/3)TiO₃]-bwt％B₂O₃，其中0.5≦b≦5。

上述方案中，所述NPO電容器介質材料的介電常數為19～25。

上述方案中，所述NPO電容器介質材料在-55℃～125℃溫度區間范圍內的容溫系數為-60～60ppm/℃。

上述低損耗高溫度穩定性NPO電容器介質材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)稱取原料：以4MgCO₃·Mg(OH)₂·5H₂O、TiO₂、ZnO、SrCO₃和B₂O₃為原料，按照組分化學計量比換算[0.8mol％SrTiO₃-(Mg_2/3Zn_1/3)TiO₃]-bwt％B₂O₃，其中0.5≦b≦5，稱取各原料組分；

(2)將各原料組分進行第一次球磨混勻、干燥烘干，然后在1080℃～1100℃下預燒2h～3h，隨后對預燒后的粉料進行第二次球磨、干燥烘干，再向其中加入PVA溶液作為粘結劑，經造粒、過篩后，壓制成陶瓷圓片，置于600℃馬弗爐中保溫2h～3h排膠，最后在1130℃～1170℃保溫2h～3h得到NPO電容器介質材料。