[发明专利]一种高绝缘电阻率高介微波陶瓷材料及其制备方法

说明书

本申请涉及先进通讯电子元器件材料的技术领域，具体公开了一种高绝缘电阻率高介微波陶瓷材料及其制备方法。一种高介微波材料，包括主料(1‑x)CaO‑xSrO‑TiO₂‑ySiO₂，副料Bi₂O₃‑TiO₂、副料La₂O₃‑TiO₂，改性添加剂；其制备方法为：将球磨介质和去离子水加入到主料、副料和改性添加剂中球磨混合均匀，然后经过干燥、过筛，制得微波陶瓷材料。本申请制得的微波陶瓷材料具有晶粒细小，机械强度高的特点，其具有较高的介电常数和较高的绝缘电阻率，在（‑55~150）℃范围的温度系数满足（‑1500±500）ppm/℃，适合制造温度补偿型单层电容器。

技术领域

本申请涉及先进通讯电子元器件材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种高绝缘电阻率高介微波陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，对电子元器件的集成化程度、可靠性、稳定性和小型化要求越来越高。如今，第五代(5G)通信网络在很多国家均得到应用和大力推广，信息技术向高频化、大功率化、集成化、多功能化方向发展，并且发展速度十分迅猛。

单层片式瓷介电容器具有体积小、频率特性优异、电气性能稳定、可靠性高等特点，与片式多层陶瓷电容器相比，单层片式瓷介电容器具有串联等效电阻低、品质因数高等优点，能够满足微波和毫米波频段电子线路的要求，因此，在表面安装技术(SMT)、整机小型化、高频化不断发展的动力推动下，单层片式瓷介电容器被广泛应用于各类微波、毫米波电路中。单层片式瓷介电容器主要应用于微波通讯、功率放大器、发射机等微波集成电路中(MIC)，作隔直、旁路、耦合、调谐、阻抗匹配和共面波导等用，市场需求潜力巨大。国外的单层片式瓷介电容器已经形成了较全面的产品系列，但国内的单层片式瓷介电容器产品系列化程度不够，与国外相比，国内在产品介质瓷料研制、陶瓷介质基片制备等方面存在一定的技术差距，目前国内整机厂家对单层片式瓷介电容器的需求仍主要依赖进口。

微波热补偿型电容器陶瓷是一种常见的陶瓷材料，这种陶瓷材料具有较大的负容量温度系数α_c，且微波热补偿陶瓷电容器通常在高频振荡回路里使用，以补偿回路电感元件及电阻的正温度系数，使回路的谐振频率保持不变或变化很小。

钛酸钙(CaTiO₃)是一种常见的微波陶瓷材料，其中CaTiO₃的介电常数ε_r为150～160；在(-60℃～120℃)的条件下，CaTiO₃的容量温度系数α_c为-2300ppm/℃，在(20℃～80℃)的条件下，容量温度系数α_c为-1500ppm/℃，高频介质损耗小，CaTiO₃能够制成小型高容量的高频陶瓷电容器，用作容量稳定性要求不高的高频陶瓷电容器，如耦合旁路、贮能、隔直流电容器等。但是，CaTiO₃存在烧结温度高(1380℃)、烧结温度范围较窄、高温烧结晶粒粗大等缺点，限制了CaTiO₃在市场的应用，陶瓷晶粒过大(＞5μm)时陶瓷机械强度降低、加工难度增加。目前，高介微波介质陶瓷材料在追求稳定的频率温度特性时，很少考虑其加工性能，忽视了绝缘电阻对微波陶瓷器件性能的影响，电子元器件的绝缘电阻可衡量元器件工作时电流泄漏的大小，绝缘电阻低，漏电流则大，电子元器件无法储存电量，同时，电子元器件老化速度加快，导致电容器过早失效，甚至出现开裂、燃烧、爆炸等严重后果。

因此，亟待开发一种且具有高介质电常数和高绝缘电阻率的微波陶瓷材料。

发明内容

为了提高微波陶瓷材料的介电常数和绝缘电阻率，本申请提供一种高绝缘电阻率高介微波陶瓷材料及其制备方法。