[發明專利]一種BT-BRT復合超低損耗多層瓷介電容器用介質陶瓷材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010631192.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111825446B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 江俊俊;羅靜;李少利;李紅衛;王興才
• 申請（專利權）人: 成都宏科電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;H01G4/12;H01G4/30
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 陶紅

本發明屬于電子陶瓷材料技術領域，提供了一種BT?BRT復合超低損耗多層瓷介電容器用介質陶瓷材料及其制備方法和應用。該介質陶瓷材料，由BT?BRT復合物和改性添加劑混合制得。該介質陶瓷材料在1MHz時介電常數為40，介質損耗值tgδ＜1.5×10^?4，介質損耗值小；在－55～125℃的溫度范圍內，容量溫度系數更接近于零，符合美國EIA標準的COG特性。介質陶瓷材料的制備方法，包括：(1)Ba₂Ti₉O₂₀的合成：(2)Ba_6?3xRe_8+2xTi₁₈O₅₄的合成；(3)介質陶瓷材料的制備。該制備方法可有效改善介質陶瓷的介質損耗，提高介質陶瓷材料的可靠性。

技術領域

本發明屬于電子陶瓷材料技術領域，具體地說，涉及一種BT-BRT復合超低損耗多層瓷介電容器用介質陶瓷材料及其制備方法和應用。

背景技術

超低損耗介質陶瓷材料是制造高頻片式多層陶瓷電容器(MLCC)的關鍵材料，此類MLCC是應用于1MHz頻率條件下的電路中起耦合、調諧、濾波、隔直流等作用的重要元器件，其具有高可靠、超低損耗值、低溫度系數等優良性能，被廣泛應用于軍事、航空和航天領域線路中。

按美國電工協會(EIA)標準，不同介質陶瓷材料的MLCC按溫度穩定性分成三類：超穩定級(Ⅰ類)的介質材料如COG或NPO；穩定級(II類)的介質材料如X7R；能用級(Ⅲ)的介質材料如Y5V。

以上三種介質陶瓷材料的主要區別在于主晶相系統不同，其介質內部存在不同的極化機制，在相同的電場強度下介質極化方式的不同表現為電容器容量的差異，隨之帶來的電容器的介質損耗、容量穩定性等也就不同。介質陶瓷材料的介電性能對MLCC的最終性能起到決定性作用。其中COG或NPO電容器是電容量和介質損耗最穩定的電容器之一。在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃，COG電容的漂移或滯后小于±0.05％。

隨著近年來對MLCC性能要求越來越高，在滿足介質陶瓷材料對其自身介電常數和溫度系數等介電性能要求的基礎上，為防止MLCC產品發熱失效，保證其高可靠性，對介質損耗指標提出了更高要求。介質損耗是絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。測量介質損耗因數(tgδ)值是判斷介質內部能量消耗的重要指標。

近年來，用于具有介電常數為40且滿足COG特性的超低損耗介質陶瓷材料體系有：Ba₂Ti₉O₃、CaTiO₃、Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄等體系；但是以上體系單獨應用時其tgδ較高，且難以實現COG特性，從而無法滿足超低損耗MLCC產品的應用需求。

發明內容

針對現有技術中上述的不足，本發明的第一目的在于提供了一種BT-BRT 復合超低損耗多層瓷介電容器用介質陶瓷材料；該介質陶瓷材料在1MHz時介電常數為40，介質損耗值tgδ＜1.5×10^-4，介質損耗值小；在-55-125℃的溫度范圍內，容量隨溫度系數更接近于零，符合美國EIA標準的COG特性。

針對現有技術中上述的不足，本發明的第二目的在于提供了一種BT-BRT 復合超低損耗多層瓷介電容器用介質陶瓷材料的制備方法；該制備方法操作簡單，采用復合主晶相系統，相比于單一主晶相系統更易于獲得致密的陶瓷結構，可有效改善介質陶瓷的介質損耗，提高介質陶瓷材料的可靠性。

本發明的第三目的在于提供了一種上述介質陶瓷材料在多層瓷介電容器上的應用。

為了達到上述目的，本發明采用的解決方案是：