[发明专利]一种多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种与铜内电极匹配的多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器制备方法。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，尤其是整机产业的发展，如以手机、通讯、平板显示、汽车电子、电源照明等为代表的新型电子产品的不断涌现，给电容器发展带来了良好的发展机遇。多层片式陶瓷电容器，简称MLCC，更是迎合表面贴装技术（SMD）的需要，保持着更高的发展速度。

多层片式陶瓷电容器不断向小型化、大容量、高压、高温、高频等方向发展。在高频方面，通讯行业不断向3G、4G及更高频率发展，它应用在许多高频应用的电子设备中，如平板电视的高频头、3G手机、网络接收器、RF射频组件、微波震荡器、功率放大器、发射基站等，使用频率在300MHz以上，很多在3GHz及以上频率使用，所以对高频类MLCC在高频率下的特性有着极为严格的要求。

现有高频MLCC通常有银-钯内电极和镍电极两种，而银-钯内电极成本高，镍电极只能满足300MHz以下频率要求。铜电极MLCC有以下几个主要特点：（1）铜具有良好的电化学稳定性；（2）铜电极成本低；（3）铜内电极MLCC具有更小的等效串联电阻和更好的高频率下的阻抗频率特性，能够满足300MHz以上频率要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器，以能够与铜电极匹配，具有良好的高频高Q电性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种多层片式陶瓷电容器介质材料，由主晶相、改性助剂和玻璃助剂组成，主晶相为(Ca_xSr_(1-x))_m(Ti_yZr_(1-y))O₃,其中0.6≤x≤0.8, 0.01≤y≤0.1, 1.000≤m≤1.008，改性助剂为Bi₂O₃和MnCO₃的一种或两种，玻璃助剂为Li₂O、B₂O₃、Al₂O₃、ZnO和SiO₂的一种或几种。

进一步说明，按摩尔百分比计，主晶相为90～97mol%,改性助剂为0.5～5 mol%,玻璃助剂为1.0～8 mol%。

按摩尔百分比计，改性助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Bi₂O₃ 0.3～3 mol%, MnCO₃ 0.2～2 mol%。

按摩尔百分比计，玻璃助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Li₂O 0.3～2 mol%，B₂O₃  0.2～1 mol%，Al₂O₃  0.1～1 mol%，ZnO 0～1 mol%，SiO₂0.4～3 mol%。

所述玻璃助剂是将Li₂O、B₂O₃、Al₂O₃、ZnO、SiO₂各粉末测重量后，经过烘干混合，再放入白金坩埚后1200～1350℃温度在保持2小时，再把融化掉的液体放入冷水快速冷却，通过冷却得到的玻璃，做一次气流磨制得。

获得的陶瓷介质材料满足C0G特性要求，介电常数在25～35之间，能够与铜内电极匹配；所生产的MLCC容量小于10PF在3GHz频率下，测量的Q值大于150。

上述陶瓷介质材料中，改性助剂成分能够有效抑制主晶相的晶粒的异常生长，使晶粒生长均匀，这对提高陶瓷介质材料的耐压强度和高温高压寿命起到很好的作用。改性助剂MnCO₃能够有效填充补偿还原气氛中氧空位，提升常温和高温条件下的绝缘电阻，同时保证高频动作特性。