[發(fā)明專利]一種銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210918590.0
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115985684A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳本夏;鄭冬建;林柄鋒;陳永虹
• 申請（專利權(quán)）人: 上?；鹁骐娮涌萍技瘓F有限公司
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;H01G4/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及陶瓷介質(zhì)材料領(lǐng)域，具體涉及C04B35/495領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法。銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料，按重量份計，制備原料包括a份主基體材料(Ba_1?x?zCa_xSr_z)(Ti_1?yZr_y)O₃、b份改性添加劑、c份燒結(jié)助劑。本申請銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料符合C0G特性，與銅電極有良好的匹配性，優(yōu)異的抗還原性能，能夠滿足低溫?zé)Y(jié)的要求。該陶瓷材料制備的陶瓷介質(zhì)電容器具有低的介電損耗，良好的溫度穩(wěn)定性與耐久性等優(yōu)異性能，此外，本申請中陶瓷材料用于制備MLCC時與銅內(nèi)電極有良好的匹配性，且表現(xiàn)出優(yōu)異的抗還原性能，具有優(yōu)良的介電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷介質(zhì)材料領(lǐng)域，具體涉及C04B35/495領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，電子產(chǎn)品趨于小/微型化，高可靠性和低成本化方向發(fā)展，因此對片式多層陶瓷電容器(Multilayer?Ceramic?Capacitor,MLCC)的需求量逐年增加，并對其性能提出了更高的要求。從社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境保護得角度出發(fā)，使用熔點較低的賤金屬銅(Cu，熔點1083℃)作為MLCC的內(nèi)電極能有效地降低生產(chǎn)成本；且銅的電遷移速度小，因此具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。但MLCC內(nèi)電極材料的賤金屬化的條件較為嚴苛，需要該材料能在低于銅電極的熔點溫度下與銅共燒；同時為防止銅電極發(fā)生氧化失效，需該材料具有抗還原性以確保在還原氣氛中燒結(jié)后依然保持優(yōu)異的電性能。

堿土金屬的鋯酸鹽和鈦酸鹽如CaZrO₃，SrZrO₃，CaTiO₃和BaZrO₃及其固溶體具有良好的溫度穩(wěn)定性與介電性能。目前，通常采用添加玻璃料或燒結(jié)助劑的方式，如硼酸鹽、SiO₂等化合物，通過液相燒結(jié)的方式以達到降低陶瓷材料的燒結(jié)溫度的目的，其作用機理是低熔點化合物在一定溫度下燒結(jié)，熔融成液相，使得固相容易在液相中遷移，顆粒發(fā)生重排，因此可降低燒結(jié)溫度。然而玻璃相或燒結(jié)助劑的添加會使得主基體的含量相應(yīng)減少，導(dǎo)致所得陶瓷材料的介電性能受到不同程度的影響。因此，對助燒劑的選擇與添加需適宜且適量。

與同樣是賤金屬內(nèi)電極的Ni電極相比，銅電極較容易氧化，需要在還原氣氛存在的條件下進行燒結(jié)；此外，陶瓷介質(zhì)材料在含還原氣氛的高溫下燒結(jié)容易失氧而被還原，此過程產(chǎn)生的氧空位和變價元素，離子化的氧空位形成大量電子，產(chǎn)生高導(dǎo)電性，導(dǎo)致介質(zhì)材料半導(dǎo)體化，影響MLCC性能，因此要求陶瓷介質(zhì)材料需要具有較強的抗還原性能，才可與銅內(nèi)電極共燒?？赏ㄟ^在陶瓷介質(zhì)材料中添加部分離子以提高該材料的抗還原性能，如CaZrO₃體系在還原燒結(jié)條件下，Mn²⁺離子的引入將完全結(jié)合在其晶格上，只要晶粒足夠大，經(jīng)過再氧化可以Mn²⁺形式繼續(xù)存在，這是由于大晶粒陶瓷限制了氧的擴散，抑制了自由電子的濃度，從而有效提高了介質(zhì)材料的抗還原性。

因此，需要提供一種介質(zhì)材料滿足小型化、高可靠性與低成本的要求，同時需兼顧低損耗、高耐久性與溫度穩(wěn)定性，同時滿足在低溫下燒結(jié)、抗還原性能優(yōu)異且與銅內(nèi)電極具有良好匹配性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的一些問題，本發(fā)明第一個方面提供了一種銅內(nèi)電極溫度穩(wěn)定型陶瓷介質(zhì)材料，按重量份計，制備原料包括a份主基體材料(Ba_1-x-zCa_xSr_z)(Ti_1-yZr_y)O₃、b份改性添加劑、c份燒結(jié)助劑，其中，0.1≤x≤0.25，0.8≤y≤0.95，0.6≤z≤0.75，85≤a≤98，0≤b≤0.8，3≤c≤10。

優(yōu)選的，a＝95，b＝0.75，c＝4.35。