[发明专利]高频片式电感用纳米堇青石基陶瓷介质材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，涉及一种高频片式电感用纳米堇青石基陶瓷介质材料的制备方法。该材料可应用于高频片式电感等电子元器件以及高频陶瓷封装的理想介质材料领域，属于工业功能陶瓷技术领域。

背景技术

目前应用于片式电感用的低烧介质材料主要有三类：(1)应用于300MHz以下频率的铁氧体介质；(2)应用于高频范围(500Hz～2GHz)的低介电常数的陶瓷材料与铁氧体的复合体；(3)应用于特高频范围(2～5GHz)内的低介电低损耗(ε＜5，tgδ＜0.001；1GHz)的陶瓷介质材料。

传统型的多层片式电感材料多采用软磁性的铁氧体材料，如NiCuZn铁氧体材料，虽然其磁导率比较大，能够达到几百至几千，但它不能用于高频和特高频(500Hz～5GHz)，因该材料的介电常数较大(10～15)，使多层片式电感器在高频下产生较大的随附电容(C_p)；同时其电感量也大，而电感器的自谐振频率是由电感量和随附电容共同决定的，其关系式为：

SRF=12πLCp]]>

电感(L)和随附电容(C_p)越大，自谐振频率反而越小。因此，以传统的铁氧体材料作为介质材料的多层片式电感无法适用于高频领域。在片式器件中，主要有两种材料：电极材料和介质材料。其中电极材料一般采用金属银(Ag)或银-钯合金(Ag/Pd)，若采用金属银作为内电极，介质材料要求900℃下烧结；如果介质材料在1000℃下烧结，则采用银钯电极，可见，对于多层封装介质材料，因电子多层封装内部布有金属印刷线路，介质材料会使信号的传输速度受到限制，介电常数和信号的驰豫时间的关系为：

Td=dErC]]>

式中，T_d为信号传输驰豫时间，E_r为基板的介电常数，d为信号传输的距离，C为光速。可见，如果介质材料的介电常数比较低，就能大大减少信号的驰豫，同时为减少信号传输中的能耗，要求材料有较小的介电损耗。

目前制备堇青石陶瓷介质材料的方法主要有熔融玻璃法、固相烧结法、溶胶凝胶法、沉淀包裹法等。熔融玻璃法和固相烧结法的合成温度1400～1450℃，接近于堇青石的熔点，烧结温度狭窄，25℃左右，容易过烧，且不利于与金属Ag/Pd电极低温共烧(＜950℃)；溶胶凝胶法和沉淀包裹法制备的粉体团聚度高，粉体粒径分布不规则均一，团聚度高，不适合陶瓷膜片的流延成型。

发明内容

由本发明所提供的一种高频片式电感用纳米堇青石基陶瓷介质材料的制备方法，本发明具备如下性能：所得纳米粉体形貌规则均一、粉体表面活性高、团聚度低，适于流延成型，该材料能够在低于950℃下与Ag/Pd电极共烧成瓷达到高频片式电感用介质材料的介电要求(ε＜5，tgδ＜0.001；1GHz)与热膨胀要求(3×10^-6K^-1≤α≤6×10^-6K^-1，25～300℃)。

本发明提出的一种高频片式电感用纳米堇青石基陶瓷介质材料的制备方法，包括以下步骤：