[發明專利]一種低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710968240.4
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107857581B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 蘇樺;唐曉莉;張懷武;荊玉蘭;李元勛;徐自強
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發明屬于電子陶瓷材料及其制備技術領域，具體涉及一種低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料及其制備方法。本發明材料的分子結構表達式為Ni_0.29?x?yZn_0.53+xCu_0.18+yFe_1.95O₄(x＝0～0.02；y＝0～0.02)，同時采用BBSZ玻璃、Co₂O₃、TiO₂和CaCO₃作為摻雜劑。通過以上材料配方、工藝的優化設計并結合4種摻雜劑的組合改性，以實現900℃的低溫燒結，并兼顧起始磁導率μ_i在80～96之間；抗直流偏置磁場H_70％在950～800A/m，比溫度系數≤2×10^?6/℃(20℃～80℃)。本發明很好地兼顧了高起始磁導率、高抗直流偏置磁場以及高溫度穩定性的綜合要求，其生產原料便宜，工藝簡單，操作方便且成本低，可廣泛應用于研發生產高可靠性的LTCC片式電感/磁珠產品。

技術領域

本發明屬于電子陶瓷材料及其制備技術領域，具體涉及一種低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術

LTCC疊層片式電感/磁珠器件憑借其體積小、成本低、屏蔽性能優良、可靠性高、易于實現表貼等優異特性，在移動通信、計算機、汽車電子、電視、廣播衛星等領域獲得廣泛應用。近年來，隨著電子產品大數據量的傳輸和處理速度的提高，促使LTCC片式電感/磁珠器件承載功率密度需要不斷提升，因此對該類器件的抗電流偏置能力提出了更高的技術要求。即在有較大偏置電流作用下，片式電感/磁珠器件的性能(特別是感量/阻抗值)衰減盡量小，以滿足小尺寸大功率的要求。

此外，在汽車電子、廣播衛星等應用領域，對片式電感/磁珠產品性能的穩定性要求也越來越高，希望這些電子元器件性能(特別是感量/阻抗值)隨工作環境溫度、工作時間等的變化量越小越好。為了提升LTCC疊層片式電感/磁珠器件的穩定性，包括在直流偏置條件下的穩定性，關鍵需要在提升材料性能上下功夫，通過材料研制方案的改進和創新，提升材料磁性能的穩定性，進而改善片式電感/磁珠器件性能的穩定性。

目前研發LTCC疊層片式電感/磁珠器件的主要材料為低溫燒結的NiCuZn鐵氧體。因此，如何提高低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料的穩定性，包括抗直流偏置特性，具有十分重要的現實意義。發明專利(ZL201410432796.8)公開了：Ni_0.30-xZn_0.47+xCu_0.18Co_0.05Fe_1.95O₄(其中x的取值范圍為0～0.05)配方特征的NiCuZn鐵氧體材料基礎上，通過復合摻入Bi₂O₃：0.5～1wt％，SnO₂：0.8～1.2wt％，SiO₂：0.1～0.2wt％，CaCO₃：0.1～0.2wt％等摻雜改性劑，可獲得起始磁導率μ_i在65～70之間，且抗直流偏置磁場H_70％(磁導率下降到初始值70％時可承載的偏置磁場)可達770～850A/m的抗直流偏置低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料。但這種材料的磁導率還有些偏低，與目前片式電感/磁珠產品主流采用的磁導率為80～100的鐵氧體材料還有些差距，另外這種材料只考慮提升了鐵氧體材料的抗直流偏置特性，對NiCuZn鐵氧體溫度穩定性的提升未做考慮。

因此，開發一種具有更高磁導率，且材料的抗直流偏置特性和溫度穩定性都很好的低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料，具有極大的意義，以便在高穩定性片式電感/磁珠產品中獲得廣泛的應用。

發明內容

針對上述存在問題或不足，為解決如何兼顧低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料的高磁導率、抗直流偏置特性和溫度穩定性的問題，本發明提供了一種低溫燒結NiCuZn鐵氧體材料及其制備方法。