本发明专利技术公开一种多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器，由主晶相、改性助剂和玻璃助剂组成，主晶相为(CaxSr(1-x))m(TiyZr(1-y))O3,其中0.6≤x≤0.8,0.01≤y≤0.1,1.000≤m≤1.008，改性助剂为Bi2O3和MnCO3的一种或两种，玻璃助剂为Li2O、B2O3、Al2O3、ZnO和SiO2的一种或几种。用该材料制作多层片式陶瓷电容器时，可与铜电极匹配，具有良好的高频高Q电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种与铜内电极匹配的多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器制备方法。
技术介绍
随着电子技术的飞速发展，尤其是整机产业的发展，如以手机、通讯、平板显示、汽车电子、电源照明等为代表的新型电子产品的不断涌现，给电容器发展带来了良好的发展机遇。多层片式陶瓷电容器，简称MLCC，更是迎合表面贴装技术(SMD)的需要，保持着更高的发展速度。多层片式陶瓷电容器不断向小型化、大容量、高压、高温、高频等方向发展。在高频方面，通讯行业不断向3G、4G及更高频率发展，它应用在许多高频应用的电子设备中，如平板电视的高频头、3G手机、网络接收器、RF射频组件、微波震荡器、功率放大器、发射基站等，使用频率在300MHz以上，很多在3GHz及以上频率使用，所以对高频类MLCC在高频率下的特性有着极为严格的要求。现有高频MLCC通常有银-钯内电极和镍电极两种，而银-钯内电极成本高，镍电极只能满足300MHz以下频率要求。铜电极MLCC有以下几个主要特点(1)铜具有良好的电化学稳定性；(2)铜电极成本低；(3)铜内电极MLCC具有更小的等效串联电阻和更好的高频率下的阻抗频率特性，能够满足300MHz以上频率要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种多层片式陶瓷电容器介质材料及其电容器，以能够与铜电极匹配，具有良好的高频高Q电性能。本专利技术的目的是这样实现的一种多层片式陶瓷电容器介质材料，由主晶相、改性助剂和玻璃助剂组成，主晶相为 (CaxSr(1_x))m (TiyZr(1_y)) O3,其中 0. 6 彡 χ 彡 0. 8，0. 01 ^ y ^ 0. 1, 1. 000 彡 m 彡 1. 008，改性助剂为Bi2O3和MnCO3的一种或两种，玻璃助剂为Li20、B203、A1203、ZnO和SW2的一种或几种。进一步说明，按摩尔百分比计，主晶相为90 97m019i)，改性助剂为0. 5 5 mol%, 玻璃助剂为1. 0 8 moW。按摩尔百分比计，改性助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Bi2O3 0. 3 3 mol%, MnCO3 0. 2 2 mol%。按摩尔百分比计，玻璃助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Li2O 0. 3 2 mol%, B2O3 0. 2 1 mol%, Al2O3 0. 1 1 mol%, ZnO 0 1 mol%, SiO2O. 4 3 mol%。所述玻璃助剂是将Li20、B203> A1203、ZnO, SiO2各粉末测重量后，经过烘干混合，再放入白金坩埚后1200 1350°C温度在保持2小时，再把融化掉的液体放入冷水快速冷却， 通过冷却得到的玻璃，做一次气流磨制得。获得的陶瓷介质材料满足COG特性要求，介电常数在25 35之间，能够与铜内电极匹配；所生产的MLCC容量小于IOPF在3GHz频率下，测量的Q值大于150。上述陶瓷介质材料中，改性助剂成分能够有效抑制主晶相的晶粒的异常生长，使晶粒生长均勻，这对提高陶瓷介质材料的耐压强度和高温高压寿命起到很好的作用。改性助剂MnCO3能够有效填充补偿还原气氛中氧空位，提升常温和高温条件下的绝缘电阻，同时保证高频动作特性。玻璃助剂的作用是有效降低本介质陶瓷材料的烧结温度，使材料在950 1000°C 温度下进行烧结，烧结后的陶瓷晶粒生长均勻，保证MLCC的高可靠性能。Li20、B203、Al203、 ZnO, SiO2的一种或几种组成的玻璃助剂，最关键要控制玻璃组分的均勻混合和均勻粒径， 有效促进陶瓷材料的烧结，在主晶相晶界处形成一定数量液相，保证晶粒生长均勻，同时玻璃液相组分均勻，极大降低与主晶相包裹的应力，使介质层更加致密。在烧结温度为950 1000°C时，玻璃助剂的制作和组分非常关键。控制玻璃助剂中各组分含量和粒度，能更有效改善MLCC的相关特性要求。玻璃助剂含量低时，烧结温度偏高，难于保证铜内电极的不氧化和烧结困难；玻璃助剂含量高时，特别是SiO2含量高时，会使得MLCC瓷体强度降低，介质损耗增大，高频性能显著下降。在本专利技术中，主晶相是将CaC03、SrCO3> TiO2, ZrO2通过砂磨均勻分散混合后，在 1150 1300°C温度煅烧1. 5 3小时制得。主晶相选择具有良好高频性能复合物，具体较低的介质损耗正切值和近乎线性的温度变化特性，从主晶相保证了本专利技术介质陶瓷材料制成MLCC产品具有优越的高频性能。采用上述介质材料的多层片式陶瓷电容器，是经过瓷浆制备、制作介质膜片、印刷、叠层、压合、切害U、倒角、排胶、烧结、端接烧端、电镀工序制备而成，其中所述内电极材料为铜金属材料；所述的排胶工艺为450 600°C的惰性气体排胶工艺；所述的烧结工艺是在900 1000°C和还原气氛烧结2 3小时；所述的端电极材料为铜金属材料，烧端温度为700 800°C ；再通过电镀镍层和锡层，即制得MLCC产品。所述的MLCC产品的介电常数在25 35之间。采用上述方案后，本专利技术与现有技术相比，具有以下有益的技术效果本专利技术提供的在还原气氛下烧结的(t^Sr^UTiyZry^体系具有抗还原性，为非铁电性介质陶瓷，平均粒度0. 4 0. 5um，可与铜电极形成良好匹配，解决了铜内电极与陶瓷材料共烧的难题。改性助剂、玻璃助剂采用不含铅等有害元素的氧化物添加到产品中，特别是玻璃助剂合理配方和制作工艺，使介质陶瓷材料能在900 1000°C实现烧结，并有良好的高频高Q电性能。具体实施例方式本专利技术的主旨是采用(CASr^UTiyZrdjA作为主晶相，加入改性助剂、玻璃助剂，得到一种符合COG特性的介质陶瓷材料，与铜电极匹配良好，高频性能稳定并优越于镍内电极产品。在制作MLCC产品时，可实现在还原气氛中900 1000°C温度下烧结。下面结合实例对本专利技术做进一步的详述，实施例中所提及的内容并非对本专利技术的限定，材料配方选择和制作工艺可因地制宜对结果并无实质性影响。首先，简述本专利技术材料配方的基本方案一种与铜电极匹配的高频介质陶瓷4材料，由主晶相、改性助剂、玻璃助剂组成，主晶相为(fexSra_x))m(TiyZra_y))03，其中 0. 6彡χ彡0. 8，0. 01彡y彡0. 1，1. 000彡m彡1. 008，改性助剂为Bi2O3^MnCO3的一种或几种，玻璃助剂为Li20、B203、Al203、ai0、SiA的一种或几种。实施例一种与铜电极匹配的高频介质陶瓷材料，选用纯度为99. 5%以上的原材料，以(Ca 0.T5Sr0.25)LOO5(Ti0.05Zr0.95)O3 配比方式，选用 1. 0 摩尔的 CaC03、0. 25 摩尔的 SrCO3>0. 0663 摩尔的Ti02、l. 2603摩尔的^O2的混合比例，通过砂磨均勻分散混合后，在1250°C温度煅烧 2. 5 小时，即制得(Ca0.75Sr0.25) L 005 (Tia05Zra95)O3 主晶相材料。所述的玻璃助剂是将Li20、B203、Al203、ai0、SiA的各测粉末重量后，各自通过砂磨得到需要的粒径。特别是B2O3由于本身处于大小2mm玻璃形态，很难进行粉碎。然后经过烘干混合，再放入白金坩埚后1200 1350°C温度在保持》本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多层片式陶瓷电容器介质材料，其特征在于：由主晶相、改性助剂和玻璃助剂组成，主晶相为（ＣａｘＳｒ（１－ｘ））ｍ（ＴｉｙＺｒ（１－ｙ））Ｏ３，其中０．６≤ｘ≤０．８， ０．０１≤ｙ≤０．１， １．０００≤ｍ≤１．００８，改性助剂为Ｂｉ２Ｏ３和ＭｎＣＯ３的一种或两种，玻璃助剂为Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ和ＳｉＯ２的一种或几种。
【技术特征摘要】
1.一种多层片式陶瓷电容器介质材料，其特征在于由主晶相、改性助剂和玻璃助剂组成，主晶相为(C￡ixSra_x))m(TiyZr(1_y))03，其中 0. 6 ≤ χ ≤ 0. 8，0. 01 ≤ y ≤ 0. 1， 1. 000 ≤ m ≤ 1. 008，改性助剂为Bi2O3和MnCO3的一种或两种，玻璃助剂为Li20、&03、Al203、 ZnO和SW2的一种或几种。2.根据权利要求1所述的一种多层片式陶瓷电容器介质材料，其特征在于按摩尔百分比计，主晶相为90 9711101 改性助剂为0. 5 5 mol%,玻璃助剂为1. 0 8 moW。3.根据权利要求1所述的一种多层片式陶瓷电容器介质材料，其特征在于按摩尔百分比计，改性助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Bi2O3 0. 3 3 mol%, MnCO3 0. 2 2 mol%。4.根据权利要求1所述的一种多层片式陶瓷电容器介质材料，其特征在于按摩尔百分比计，玻璃助剂在整个陶瓷介质材料中的组成是Li2O 0.3 2 mo 1%,B2O3 0. 2 1 md%， Al2O3 0. 1 1 mol%, ZnO 0 1 mol%, SiO2O. 4 3 mol%。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇刚，李稳根，
申请(专利权)人：东莞市福德电子有限公司，
类型：发明
国别省市：44
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