[发明专利]一种钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料及其器件制备方法

说明书

本发明公开了一种X9R型多层陶瓷电容器材料及其器件的制备方法，包括瓷粉制备、瓷浆制备、流延法制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、切割、排胶、烧结、封端、烧端，其中该钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料化学式为x(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃‑(1‑x)NaNbO₃，为固溶体，组元A为(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃，组元B为NaNbO₃。本发明采用钛酸铋钠体系材料替代传统的钛酸钡系材料制作，性能达到钯银体系X9R产品水平，产品上限使用温度高达+200℃，‑55℃～+200℃温度范围内容量变化率≤±15％，具有高可靠性，可有效应用于高温多层陶瓷电容器领域。

技术领域

本发明涉及片式电子元器件，特别是一种钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料及其器件制备方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC)广泛应用于穿戴式设备、移动电子产品、网络通信设备、PC终端等领域，并不断向小型化、大容量、高压、高温、高频等方向发展。在高温化方面，X8R-MLCC是典型的代表之一，它应用在许多高温环境中的电子设备上，如汽车引擎中的控制电路、石油勘探设备、照明电子等。另外石油钻井、混合动力车辆和航天探测设备的耐高温电子设备等都工作在极端的环境下，这要求电子设备中的电子元件必须能够承受较高的热冲击。但是像机电执行器这样的能量转化装置则要求在高达175℃～200℃的高温下工作。因此制备工作温度更高、温度范围更宽的X9R型的MLCC介质陶瓷显得尤其急切。

近几年，0201(0.6×0.3mm)、0402(1.0mmx0.5mm)规格正逐步取代0603(1.6mmx0.8mm)规格。大容量MLCC可以部分取代铝电解电容器、钽电解电容器等制造成本较高的电解电容器。国际上多层陶瓷电容厂商以美国的ATC、Dupont、NOVACAP、KEMET、日本的村田、京瓷、TDK、TAIYO和韩国三星电机、三和等为代表，它们在MLCC领域有许多优秀的产品。在过去20多年里，我国MLCC产业取得了巨大进步，国内MLCC生产厂商以风华高科为代表。1985年风华高科在国内率先引进具备国际先进水平的独石电容生产线和技术。目前，风华的高温电容产品以X8R为主导，而国外厂商如京瓷、村田等具有X9R型产品生产线。与日本、美国、韩国等MLCC产业发展比较，我国MLCC产业还有相当大的差距。

国内NBT体系用于制备多层陶瓷电容器的研究鲜见报道。目前X9R型的瓷料大多以BT-NBT体系为基础再进行掺杂改性等提高其温度稳定性。而NBT-NN体系主要应用于无铅压电领域，在多层陶瓷电容器的应用非常少。而针对NBT体系的多层陶瓷电容器制备技术也尚未完全成熟，流延成型、叠层、内电极印刷、排胶烧结等关键工艺条件更容易影响多层陶瓷器件的介电性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料及其器件制备方法，性能达到X9R产品水平，产品上限使用温度高达+200℃，-55℃～+200℃温度范围内容量变化率≤±15％，具有高可靠性。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料，其化学组成为固溶体，包括组元A和组元B；组元A的化学式为(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃，组元B的化学式为NaNbO₃，该钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料的化学式为x(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃-(1-x)NaNbO₃，0.6≤x≤0.65，即所述组元A与组元B的摩尔比为x:(1-x)。

上述钛酸铋钠基X9R型多层陶瓷电容器材料的制备方法，包括如下步骤：