[发明专利]高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子线路日益微型化、集成化和高频化，电子元件必须尺寸小，具有高频、高可靠、价格低廉和高集成度等特性。多层片式陶瓷电容器(MLCC)凭借其小体积、大比容、耐潮湿、长寿命、高可靠性、片式化以及适应从低频到超高频范围的集成电路的使用等优点，已成为最能适应电子技术飞速发展的元件之一。

立方焦绿石Bi_1.5ZnNb_1.5O₇系陶瓷是以Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅三元系统为基础的陶瓷介质，其具有烧结温度低、介电常数高(ε_r≈150)、介电损耗小等优点，并且其不与Ag内电极浆料起反应，可采用低钯含量的银钯浆料作为内电极，应用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，并大大降低多层器件的成本。然而,材料的电容量温度系数非常低(TCC≈-400×10^-6/℃),不利于实际应用。以此，调节体系的电容量温度系数，提高体系的温度稳定性，成为研究者急需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的，是克服体系温度稳定性较差的缺点，提供一种满足NP0特性(在温度从-55℃到+125℃的范围之内，电容量温度系数(TCC)≤±30×10^-6/℃)的高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷，化学式为(Bi_1.5Zn_0.1Sr_0.4)(Zn_0.5Nb_1.5)O₇；

该高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤：

(1)将原料Bi₂O₃、Nb₂O₅、SrCO₃和ZnO按(Bi_1.5Zn_0.1Sr_0.4)(Zn_0.5Nb_1.5)O₇的化学计量比称量配料；

(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)处理后的粉料于750℃煅烧，保温4小时，合成主晶相；

(4)在步骤(3)煅烧处理后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以2MPa的压力压成坯体；

(5)将步骤(4)成型后的坯体于925～1000℃烧结，保温4小时，制成高介电常数温度稳定型高频介质陶瓷；

(6)测试制品的高频介电性能。

所述步骤(2)与步骤(4)的烘干温度为100℃。

所述步骤(2)与步骤(4)的陶瓷粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2。

所述步骤(4)的坯体为Φ10mm×1mm的圆片。

所述步骤(5)的烧结温度为975℃，保温时间为4h。

本发明的有益效果：提供了一种高介电常数温度稳定型陶瓷电容器介质材料，制得的(Bi_1.5Zn_0.1Sr_0.4)(Zn_0.5Nb_1.5)O₇材料，其具有较低的烧结温度为925～1000℃，低的介质损耗tanδ≤0.0065，高的介电常数ε_r在140～150之间，电容量温度系数TCC在-30×10^-6/℃～30×10^-6/℃范围内，符合NP0型介质材料的标准，可用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，大大降低多层器件的成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，实例中所用原料均为市售分析纯试剂，具体实施例如下。

实施例1