[发明专利]一种低温烧结陶瓷介质材料及所得MLCC电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料，尤其涉及一种符合NPO特性瓷料的低温烧结陶瓷介质材料及所得多层陶瓷电容器MLCC的制备方法。

背景技术

随着电子整机设备向小型化方向发展，多层片式陶瓷电容器的需求越来越大。目前以贱金属镍为内电极的多层片式陶瓷电容器已经得到广泛的使用，但是只能应用于低频领域。近年来，随着移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLA)等现代通信技术的飞速发展，微波技术也向着更高频率，即向着毫米波和亚毫米波的方向发展。相对介电常数在6-10，具有高Q值与近零谐振频率温度系数的低介电常数陶瓷材料的研究已越来越受关注。低介电常数的介质陶瓷材料可广泛应用于卫星通讯，导弹遥控和全球卫星定位系统(GPS)天线等。这些应用领域除了要求陶瓷具有较低的介电损耗、低的谐振频率温度系数外，还要求陶瓷具有较小的介电常数。

发明内容

本发明需解决的第一个技术问题是提供一种符合NPO瓷介特性、环保型好、材料分散性高、成型工艺好、介电常数小、介质材料烧结时不裂开的低温烧结陶瓷介质材料。本发明需解决的第二个技术问题是提供用该陶瓷介质材料制备片式多层陶瓷电容器MLCC产品的方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种低温烧结陶瓷介质材料，由主晶相、改性添加剂、烧结助熔剂组成。各组份的重量百分组成为，主晶相50-70wt％、改性添加剂0-13.4wt％、玻璃助熔剂16.6-40.5wt％。所述的主晶相是氧化铝Al₂O₃。所述的改性添加剂是BaO、TiO₂、MgO、CaO中的一种或几种。所述的玻璃助熔剂是SiO₂、ZnO、B₂O₃、BiO中的一种或几种。

进一步：在上述低温烧结陶瓷介质材料中，按重量份计，所述的改性添加剂在低温烧结陶瓷介质材料中的组成是BaO 0-3wt％、TiO₂ 0-3wt％、MgO 0-5wt％、CaO 0-2.4wt％。按重量份计，所述的玻璃助熔剂在低温烧结陶瓷介质材料中的组成是SiO₂ 10-30wt％、ZnO 0-5wt％、B₂O₃ 0-2wt％、BiO 0.1-3.5wt％。

再进一步：所述的低温烧结陶瓷介质材料，氧化铝Al₂O₃优选的百分组成为60-70wt％。

本发明还提供了由上述陶瓷介质材料制备陶瓷电容器的方法，包括制浆、流延、丝印、层压、切割、烧结、封端工艺，所述的烧结温度是800℃-1000℃。较低的烧结温度杜绝瓷料裂开。

与现有技术相比，本发明的主晶相选用Al₂O₃，改性添加剂是BaO、TiO₂、MgO、CaO中的一种或几种。玻璃助熔剂是SiO₂、ZnO、B₂O₃、BiO中的一种或几种。玻璃助熔剂不含铅Pb、铬Cr⁺⁶、镉Cd、汞Hg等有害元素，瓷料环保安全。材料的电气性能满足NPO瓷料的要求。将上述材料的各组份混合均匀得MLCC瓷料，再在该低温烧结陶瓷介质材料中加入本领域技术人员常用的高分子树脂和溶剂，比如乙基纤维素、氢化松香树脂有机粘合剂和乙醇等溶剂，通过三辊轧机进行研磨辊轧得到相应的介质浆料(制浆)。最后将该浆料通过流延、丝印、层压、切割、烧结、封端工艺制得多层陶瓷电容器MLCC产品。所述的烧结温度是800℃-1000℃。该制备方法中，烧结温度低，对工艺设备的要求简单，陶瓷介质材料粒度分布均匀、晶粒生长均匀、致密、MLCC产品电气性能好。尤其是MLCC产品的射频特性好、Q值高、具有广阔的市场前景。

具体实施方式

本发明的主旨是采用Al₂O₃体系，加入改性添加剂、烧结助熔剂帮助降低烧结温度。采用常规的工艺制成所需瓷料，得到一种符合NPO瓷介特性、环保型、材料分散性高、成型工艺好的高频低温烧结陶瓷介质材料。且在制作MLCC产品时，烧结温度低。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，材料配方选择可因地制宜而对结果无实质性的影响。