[发明专利]电介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电介质材料及其制备方法。

背景技术

钛酸钡陶瓷材料被广泛使用作为多层陶瓷电容器(MLCC)的电介质材料。通常钛酸钡陶 瓷电介质材料的致密化烧结温度约在1300℃左右。如此高温烧结的电介质材料需要使用贵 金属作为内电极；烧结过程中，存在能耗大，炉子寿命短等缺点。此外，为避免由于部分Ti⁴⁺转化成Ti³⁺而造成对电介质材料介电性能的影响(如介电损耗增大、介电强度降低)，一次 烧结后，必须在一定氧化气氛中再次进行补氧烧结，并且MLCC陶瓷烧结温度必须低于内电极 熔融温度，因此，以往一般选用贵金属作为MLCC的内电极材料。

Pd是使用最多的MLCC内电极材料。但是，随着电容器容量增大，内电极层数相应增加， Pd的用量随之大幅度上升，而Pd是贵金属价格昂贵，因此导致电容器材料制造成本过高。

也有人采用价格相对便宜的Pd-Ag合金电极，如当瓷料烧结温度低于1150℃时，可以 采用70％Ag-30％Pd内电极材料。但是，这种改进的效果仍然有限，因为随着Ag含量增加， Pd含量减少，Pd-Ag合金熔融温度会降低，器件烧结温度必须随之降低方可采用，这样将对 电容器件中的电介质材料致密化造成影响。

贱金属Ni是目前常用来取代Pd或Ag-Pd作为MLCC的内电极材料。但是当在空气中焙烧 时，这种贱金属易被氧化。因此通常是在还原气氛中一起焙烧电介质材料和内电极材料并且 随后在内电极不被氧化的温度下再进行适当氧化处理。但是，这种较低温度下的再氧化通常 又会对MLCC成品的性能造成有害影响，如导致介电性能下降等。因此，如果使用贱金属Ni 作为MLCC的内电极材料，那么需要一种能够在较低温度下烧结并具备良好介电性能的电介质 材料。

现有技术最为常见的是通过在钛酸钡基料中添加助熔剂从而降低材料烧结温度。例如， 中国专利85106434公开了在不超过1150℃下焙烧含有介电氧化物和陶瓷助熔剂的介电陶瓷 的组成，该混合物主要含有93.5％-96.5％(重量)钛酸钡基陶瓷制剂和3.5％-6.5％(重量) 助熔剂，其中助熔剂由钛酸铋、钛酸铅、氧化锌和氧化硼组成；中国专利200710048476.2公 开了最低烧结温度为1100℃的中温烧结高温稳定型的陶瓷介电材料组合物，该瓷料由钛酸 钡主料和三类添加剂组成，其中微晶玻璃添加剂即烧结助剂主要含有氧化钙、氧化硼和二氧 化硅，避免了对含铋和铅等对人体和环境有害的助熔剂的使用；中国专利200410090868.1则 公开了烧结温度从900℃到1150℃的温度稳定型多层陶瓷电容器陶瓷材料组成，该材料的 主要成分为钛酸钡，添加剂有氧化钴、氧化铌、或者它们的固熔物，氧化锌、氧化硼或它们 的固熔物，金属银，氧化钇和稀土元素氧化物中的至少一种。

总之，目前用于钛酸钡基陶瓷电介质材料的助熔剂组成主要集中于氟化锂、氧化铋、氧 化硼、玻璃复合物(如由氧化铝、氧化硅以及氧化硼组成的玻璃材料)以及其他材料(如氧 化铜基助熔剂)。但是这些助熔剂有的含有有毒组分比如铋、铅等，有的组分繁杂不易获取(如 氧化铜基助熔剂)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种全新的电介质材料，在具有较低器件烧结温度 的同时，又具有良好的综合介电性能。