[发明专利]超低损耗微波介质陶瓷制备方法及在射频/微波电容器中的应用

说明书

技术领域

本发明公开了属于超低损耗微波介质陶瓷材料制造技术领域及射频/微波电容器中的应用技术领域，特别涉及以Nd-Ba-Ti氧化物为基础，添加适量的稀土氧化物等配制而成的超低损耗微波介质陶瓷制备方法及射频/微波多层陶瓷电容器应用。

背景技术

多层陶瓷电容器是目前国际上用量最大、发展最快的电子元件之一。多层陶瓷电容器(MLCC)主要应用于各类军用、民用整机的震荡、耦合、滤波、旁路电路中，应用领域已经拓展到自动控制仪表、计算机、手机、数字家电、汽车电等行业。目前，多层陶瓷电容器已构成了电容器市场的主体，全球市场的需求量年增长速度近15％。市场需求巨大，产业化市场前景非常广阔。

射频/微波多层陶瓷电容器具有高耐压、大电流、大功率、超高Q值、超低等效串联电阻ESR。射频功率多层陶瓷电容器是目前的一个重要的发展方向。虽然MgTiO₃、Ti9Ba₂O₂O、BaTi₄O₉和Nd-Ba-Ti等低损耗微波介质陶瓷，早已被人们进行广泛的研究和应用，但是要满足高端电子元件(射频/微波多层陶瓷电容器)发展和需求，还存在烧结温度高(1300℃～1350℃)、Q值：＜10000的缺点，因此使用受到很大的限制。因此，对超低损耗微波介质陶瓷材料的研究提出了迫切的要求。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种介电常数45～56，高品质因数(Q值≥10000～500000)，零温度系数(0±30PPM/℃)，高绝缘电阻≥10¹²Ω，高介质耐电压≥1800VDC/mil。超低损耗微波介质陶瓷材料制备方法及在射频/微波多层陶瓷电容器生产中的应用。

为达到上述性能指标，本发明是采用下述介质陶瓷制备工艺技术方案予以实现的：

超低损耗微波介质陶瓷材料制备方法，它是以Nd、Ba、Ti氧化物主要成分预先合成烧块，它按合成烧块的重量为1，添加适量的稀土氧化物等配制而成。

本发明的制备技术方案：如，权利要求1所述的预先合成烧块，的制备方法，由下述重量百分数的氧化物成分：50～62wt％的Nd₂O₃、7.1～15wt％的BaCO₃、35～45wt％的TiO₂所组成。采用纯度为99.6％以上的氧化物，按上述重量百分数称量、混合经烧结预先合成烧块的制备方法，将上述氧化物按重量百分比称量，按粉体1、去离子水0.8～1.2的比例采用搅拌磨混合1～3小时，于120±5℃烘干过60目筛后进行造粒，在1160～1200℃含有空气气氛的烧结炉中预烧2～3小时使上述粉体达到预收缩，复合而形成疏松的团状物俗称(预先合成)烧块。

本发明的制备技术方案：所述超低损耗微波介质陶瓷材料及其制造方发，按下述步骤制备：

材料配方组成：它按预先合成的烧块重量为1，添加下述重量百分数的成分：0.1～5wt％的Dy₂O₃，0.1～3.0wt％的Nb₂O₅，0.02～1.5wt％的Ta₂O₅，0.05～2.5wt％的ZrO₂，0.02～1.5wt％的Sm₂O₃，0.1～5wt％的膨润土，0.1～5wt％的MnCO₃。添加至少上述两种以上的添加物等配制而成

介质陶瓷材料制备：所述超低损耗微波介质陶瓷制备方法，特征在于，采用搅拌磨生产工艺，其工艺控制要素包括下述内容。

(1)磨介质材料为氧化锆球直径(1～4mm)，按球磨介质材料4、粉体1、去离子水0.8～1.5比例进行1～4小时搅拌磨。出料、经110～120℃烘干、过100目筛备用。

(2)试验圆片制备：称取40～60克上述介质陶瓷材加入2～6％的石蜡加热混合、冷却、过筛(造粒)、100MPa模压成型，制成微波介质陶瓷试验圆片电容器生坯。

(3)所述试验圆片烧结：特征在于，是以1～2℃/min的升温速率升至400℃后，再以3～6℃/min的升温速率升至1130～1200℃。保温1.5～4小时。然后自然冷却至室温。