[发明专利]高性能多层陶瓷电容器介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于陶瓷电容器的，尤其涉及一种用于高温、具有高稳定性的多层陶瓷电容器 的介质材料及其制备方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitors)简称MLCC，被广泛应用于隔直、耦 合、旁路、鉴频等方面。它是将陶瓷介质与金属电极交替叠层，共烧为一个整体。MLCC具 有体积小、绝缘电高、寄生电感低，高频特性好等诸多优点而备受青睐，特别适用于片式化 表面贴装技术，可大大提高电路组装密度，缩小整机体积，这一突出的特性使MLCC成为世 界上用量最大、发展最快的一种片式化元件。虽然单个电容器的成本很低，但数以亿计的使 用量却让它蕴含可观的经济价值。

MLCC是电子信息产品的重要组成元件。其核心材料是由BaTiO₃基铁电陶瓷构成的容 温变化率≤±15％系介质材料。近年来广泛应用的X7R系MLCC只能在-55～125℃温度范围 内使用，但是随着石油勘探、航空航天、混合动力汽车、军工产品等领域的不断发展，MLCC 的工作温度上限提高到150℃以上甚至更高，因此制备工作温度更高、温度范围更宽的MLCC 介质陶瓷是国内外研究的重点。因此，在X7R的基础上有相继提出了X8R和X9R规范，其 与X7R的区别主要指工作温区的高温极限，X8R高温至150℃，X9R高至200℃。

目前大多数的片式多层陶瓷电容器和滤波器使用的电容器电介质采用X7R和X8R陶瓷 配方，但是针对更加恶劣的环境下，此两种材料的应用具有一定的局限性。因此，对X9R系 列陶瓷甚至更高温度的陶瓷配方的研究受到越来越多的重视。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适于200℃以上的工作温度和更加恶劣 环境的高温和低温稳定型(X9R型)、高介电常数的陶瓷介质材料及其制备方法。该陶瓷材料 介电性能优异，在具有高介电常数、低介电损耗的同时具有优良的热稳定性能，制备介质陶 瓷粉料的原料价格低廉，并且可以在中温进行烧结。

本发明通过如下技术方案予以实现：

本发明温度超稳定型电子陶瓷材料的组成，其材料成分为钛酸钡、钛酸铋钠(NBT)、 氧化铌、氧化镁、稀土氧化物、碳酸锰和自制添加剂，自制添加剂成分为SnO₂、PbO、TiO₂、 Bi₂O₃、B₂O₃，所述陶瓷材料的配方为：

一种高性能多层陶瓷电容器介质，其原料组分及其百分比含量为：

{[(1-x)BaTiO₃+x NBT]+y wt％Nb₂O₅}+z wt％MgO+a wt％Glass+b wt％RE₂O₃+c wt％ MnCO₃；

其中：x＝0.1～0.25；为[(1-x)BaTiO₃+xNBT]的摩尔百分比含量；

y＝2.2～2.8，为在[(1-x)BaTiO₃-xNBT]的基础上，外加的Nb₂O₅的质量百分比含量；

z＝1.0～2.0，a＝1～7，b＝0～0.015，c＝0～0.5；z、a、b、c均为在{[(1-x)BaTiO₃+x NBT]+y wt％ Nb₂O₅}的基础上，外加原料的质量百分比含量；

RE＝La，Nd或者Gd；

Glass为自制添加剂，其原料的重量份数为：

1～15SnO₂+0～22PbO+2～26TiO₂+0～42Bi₂O₃+5～39B₂O₃

所述原料组分中的BaTiO₃、NBT、Nb₂O₅、MgO及自制添加剂为主料，所述BaTiO₃占 主料的质量百分比为90％～97％，自制添加剂占主料的质量百分比为1～7％。

高性能多层陶瓷电容器介质的制备方法，步骤如下：