[发明专利]一种中介电常数低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷及制备方法

说明书

本发明是中介电常数低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷及制备方法，陶瓷配方体系为Ba‑Ti‑Cu‑Zn‑Si‑O，主体晶相表达式为：a*BaTisubgt;4/subgt;Osubgt;9/subgt;‑b*BaZnSiOsubgt;4/subgt;。本发明的优点：采用多钛钡体系BaTisubgt;4/subgt;Osubgt;9/subgt;和硅酸钡锌BaZnSiOsubgt;4/subgt;作为主体基相，CuZn氧化化合物作为降温烧结助剂；CuZn氧化化合物烧结助剂可起到温度系数调制以及降低烧成温度的效果，可有效降低烧结温度，获得很低的损耗，实现可调节的材料电容温度系数：介电常数20±5，介电损耗值＜0.05%，电容温度系数＜±30ppm/℃。介质陶瓷体系介电性能优异，原料无毒且价格低廉，制备工艺简单，在LTCC应用领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及的是一种低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷及制备方法，具体涉及一种中介电常数的低温共烧多层陶瓷电容器用的介质陶瓷及其制备方法，属于电子陶瓷技术领域。

背景技术

随着近几十年来的发展，介质陶瓷已成为一种重要且不可缺少的功能陶瓷材料，尤其随着低温共烧技术在多层陶瓷电容器领域内的日益广泛的应用，低温烧结的介质陶瓷的重要性日益凸显，成为低温共烧多层陶瓷电容-LTCC的主要基材。

LTCC用介质陶瓷目前的应用，有部分是使用介电常数20±2的介质陶瓷材料。现有技术中主要使用的材料体系是Mg-Ti-O体系、Mg-Si-Ti-O体系，以及这两个体系互相结合产生的一些衍生体系。这些体系的缺点在于其不容易选择到与Mg-Ti-O体系、Mg-Si-Ti-O体系这些主体体系能良好匹配的低温烧结助剂（玻璃助剂），而存在一个低温烧结温度和所需电特性之间的平衡关系较差的问题。即烧结温度越低，电性能劣化越严重。

发明内容

本发明提出的是一种中介电常数低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷及制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，在降低烧结温度，满足银、铜内电极的前提条件下，获得优良的介质特性，重点是低损耗值和可控的电容温度系数并存。

本发明的技术解决方案：一种中介电常数低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷，陶瓷配方体系为Ba-Ti-Cu-Zn-Si-O，主体晶相表达式为：a*BaTi₄O₉-b*BaZnSiO₄，其中55%≤a≤85%，15%≤b≤45%，主体晶相和降温烧结助剂的配方质量表达式为：【a*BaTi4O9-b*BaZnSiO₄】-x降温烧结助剂，x是降温烧结助剂相对于主体晶相粉料主要基材的质量百分数。

优选的，所述的a和b分别为65%≤a≤75%，25%≤b≤35%。

优选的，其制备方法，包括以下工艺步骤：

1）将原材料BaCO₃、TiO₂、ZnO、SiO₂按照主体晶相表达式配料，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛放入刚玉坩埚中，然后保温预烧，得到粉料主要基材；

2）将步骤1）获得的粉料主要基材以及降温烧结助剂按照预定配比进行充分球磨，球磨后烘干、造粒、过筛；

3）将步骤2）过筛后的颗粒压制成圆柱体，然后烧结成瓷，烧结温度800~1000℃，即得中介电常数低温共烧多层陶瓷电容器用介质陶瓷。

优选的，所述的步骤3）中，烧结温度850~900℃。

优选的，所述的步骤1）中的保温预烧，温度800~1000℃、时间2~4h。

优选的，所述的步骤2）中的降温烧结助剂为CuZn氧化化合物。

优选的，所述的CuZn氧化化合物的使用量相对粉料主要基材的质量5~10wt%。