[發明專利]一種高絕緣電阻率高介微波陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110934268.2
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113636839B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 宋蓓蓓;楊魁勇;張偉鵬;程華容;齊世順;趙偉利
• 申請（專利權）人: 北京元六鴻遠電子科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/49
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 張瑞雪

本申請涉及先進通訊電子元器件材料的技術領域，具體公開了一種高絕緣電阻率高介微波陶瓷材料及其制備方法。一種高介微波材料，包括主料(1?x)CaO?xSrO?TiO₂?ySiO₂，副料Bi₂O₃?TiO₂、副料La₂O₃?TiO₂，改性添加劑；其制備方法為：將球磨介質和去離子水加入到主料、副料和改性添加劑中球磨混合均勻，然后經過干燥、過篩，制得微波陶瓷材料。本申請制得的微波陶瓷材料具有晶粒細小，機械強度高的特點，其具有較高的介電常數和較高的絕緣電阻率，在（?55~150）℃范圍的溫度系數滿足（?1500±500）ppm/℃，適合制造溫度補償型單層電容器。

技術領域

本申請涉及先進通訊電子元器件材料的技術領域，更具體地說，它涉及一種高絕緣電阻率高介微波陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子信息技術的快速發展，對電子元器件的集成化程度、可靠性、穩定性和小型化要求越來越高。如今，第五代(5G)通信網絡在很多國家均得到應用和大力推廣，信息技術向高頻化、大功率化、集成化、多功能化方向發展，并且發展速度十分迅猛。

單層片式瓷介電容器具有體積小、頻率特性優異、電氣性能穩定、可靠性高等特點，與片式多層陶瓷電容器相比，單層片式瓷介電容器具有串聯等效電阻低、品質因數高等優點，能夠滿足微波和毫米波頻段電子線路的要求，因此，在表面安裝技術(SMT)、整機小型化、高頻化不斷發展的動力推動下，單層片式瓷介電容器被廣泛應用于各類微波、毫米波電路中。單層片式瓷介電容器主要應用于微波通訊、功率放大器、發射機等微波集成電路中(MIC)，作隔直、旁路、耦合、調諧、阻抗匹配和共面波導等用，市場需求潛力巨大。國外的單層片式瓷介電容器已經形成了較全面的產品系列，但國內的單層片式瓷介電容器產品系列化程度不夠，與國外相比，國內在產品介質瓷料研制、陶瓷介質基片制備等方面存在一定的技術差距，目前國內整機廠家對單層片式瓷介電容器的需求仍主要依賴進口。

微波熱補償型電容器陶瓷是一種常見的陶瓷材料，這種陶瓷材料具有較大的負容量溫度系數α_c，且微波熱補償陶瓷電容器通常在高頻振蕩回路里使用，以補償回路電感元件及電阻的正溫度系數，使回路的諧振頻率保持不變或變化很小。

鈦酸鈣(CaTiO₃)是一種常見的微波陶瓷材料，其中CaTiO₃的介電常數ε_r為150～160；在(-60℃～120℃)的條件下，CaTiO₃的容量溫度系數α_c為-2300ppm/℃，在(20℃～80℃)的條件下，容量溫度系數α_c為-1500ppm/℃，高頻介質損耗小，CaTiO₃能夠制成小型高容量的高頻陶瓷電容器，用作容量穩定性要求不高的高頻陶瓷電容器，如耦合旁路、貯能、隔直流電容器等。但是，CaTiO₃存在燒結溫度高(1380℃)、燒結溫度范圍較窄、高溫燒結晶粒粗大等缺點，限制了CaTiO₃在市場的應用，陶瓷晶粒過大(＞5μm)時陶瓷機械強度降低、加工難度增加。目前，高介微波介質陶瓷材料在追求穩定的頻率溫度特性時，很少考慮其加工性能，忽視了絕緣電阻對微波陶瓷器件性能的影響，電子元器件的絕緣電阻可衡量元器件工作時電流泄漏的大小，絕緣電阻低，漏電流則大，電子元器件無法儲存電量，同時，電子元器件老化速度加快，導致電容器過早失效，甚至出現開裂、燃燒、爆炸等嚴重后果。

因此，亟待開發一種且具有高介質電常數和高絕緣電阻率的微波陶瓷材料。

發明內容

為了提高微波陶瓷材料的介電常數和絕緣電阻率，本申請提供一種高絕緣電阻率高介微波陶瓷材料及其制備方法。