[发明专利]一种高介电稳定型陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明属陶瓷介质材料技术领域，为解决目前陶瓷材料存在烧结温度高、介电常数低、损耗偏高及温区窄等问题，提供一种高介电稳定型陶瓷介质材料及其制备方法，由玻璃粉和xBaSiO₃‑Y₂O₃‑0.5ZnO按一定比例制成，其中x为4‑7；所述玻璃粉为Na₂CO₃、MnO₂、LiF和H₃BO₃按一定比例制成。选择BaSiO₃‑Y₂O₃‑0.5ZnO系统，采取添加玻璃粉为助烧剂的方法，使其烧结温度低于1000℃，介电常数高、介电损耗低，在‑55～200℃温度范围内的电容温度系数不超过±15%。

技术领域

本发明属于陶瓷介质材料技术领域，具体涉及一种高介电稳定型陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

电容器是一类重要的无源电子器件，是电子、通信及信息产业中所不可或缺的器件，可以起到储存电荷、隔断直流、交流滤波、提供调谐及震荡等。根据构成材质，可分为陶瓷电容、铝电解电容、钽电容、塑料薄膜电容等。片式多层陶瓷电容器(MLCC)属陶瓷电容类，具有体积小、电容量大、价格低廉、稳定性高并适合大量生产等特性，在电子信息产品追求小型化、轻型化的发展趋势及表面贴装技术的推动下，发展前景十分广阔。

近年来，随着电子信息设备在各行各业的普及和广泛应用，尤其是在一些特殊行业和极端环境下的应用，对MLCC的介电温度变化率性能提出了更高的要求。在汽车控制领域中，如发动舱内安装的发动机电子控制单元(ECU)、防抱死系统(ABS)、空气/燃料比例控制模块等，要求MLCC的高温工作温度范围达到150℃左右。同时，在航空电子学、自动电子学、环境检测学等多领域中，都要求电子系统可以在极端苛刻的条件下正常工作，这就要求MLCC的高温工作温度延伸到150℃以上，甚至200℃以上。大容量电容器在高温段的介电温度特性已成为高温环境下电子设备能否正常工作的关键因素之一。研究更宽温度范围内的温度稳定型介电材料成为当前的迫切需要。

另外，为了降低商业化产品面世的难度和成本，在保证合适的介电性能前提下，还需要降低MLCC材料的烧结温度，以便和优良导体的银、金电极能够共烧。目前报道较多的瓷材料有BaTiO₃系、BiScO₃系、和Bi_0.5Na_0.5TiO₃系等介质陶瓷材料，但这些陶瓷材料存在烧结温度高、介电常数低、损耗偏高及温区窄等问题。

发明内容

本发明为了解决目前陶瓷材料存在烧结温度高、介电常数低、损耗偏高及温区窄等问题，提供了一种高介电稳定型陶瓷介质材料及其制备方法，所制备的陶瓷介质材料烧结温度低（970℃～990℃）、介电常数高、介电损耗低，在-55℃～200℃温度范围内的电容温度系数不超过±15%。

本发明由如下技术方案实现：一种高介电稳定型陶瓷介质材料，由重量百分比为5-13%的玻璃粉和重量百分比为87-95%的xBaSiO₃-Y₂O₃-0.5ZnO组成，其中x为4-7；按所制备的玻璃粉质量为100%计，所述玻璃粉由15-30%的Na₂CO₃、5-20%的MnO₂、10-25%的LiF和25-40%的H₃BO₃组成。

制备所述的一种高介质稳定型陶瓷介质材料的方法步骤如下：