[发明专利]用于温度补偿的介电材料及其制备方法

说明书

本发明提供化学式1的用于温度补偿的介电材料及其制备方法。化学式1：(Ba_{1‑a‑b‑3c/2}Sr_aMg_bLa_c)(Ti_1‑xSn_x)O₃。在以上化学式1中，a为0≤a<0.20；b为0<b<0.05；c为0<c<0.01；且x为0<x<0.20，如详述中所定义。

相关申请

本申请要求2013年12月9日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2013-0152539号的优先权和权益，在此将其全部内容并入作为参考。

发明领域

本发明涉及一种不含铅的温度系数相当高且相对电容率相当高的用于温度补偿的介电材料以及其制备方法。

背景技术

包括感应器(inductor)的LC调谐电路主要用作压电超声波传感器中的驱动电路。但是，当LC调谐驱动电路在大约-40℃至大约80℃的较宽温度范围内被用于例如车辆停车辅助用超声波传感器中时，基于温度的压电传感器的静电电容变化需要加以补偿，以保持LC调谐驱动电路中的驱动波形和驱动效率。

电容温度系数(TCC)表示静电电容温度补偿材料对于参考温度25℃的温度补偿率，提供如下：

TCC(ppm/℃)＝10⁶X(C_T-C₂₅/C₂₅)/(T-25)

其中，T表示摄氏温度(℃)，各个C_T或C₂₅表示T或大约25℃的各个温度下的静电电容。

用于压电超声波传感器的压电材料通常包括压电常数大且频率老化小的基于铅锆钛酸盐(或PZT)-5的软性压电材料。但是，基于PZT-5的软性压电材料在大约-40℃至大约25℃和大约25℃至大约80℃的温度下具有范围在大约2,500ppm/℃至大约4,000ppm/℃的相当高的TCC，另外，具有大约2,000或更高的相当高的相对电容率。

用于超声波传感器的压电装置通常可以使用胶粘剂例如环氧树脂(epoxy)等粘附在例如铝、聚合物塑料等的材料上。因此，这样的压电装置由于取决于胶粘剂温度的硬度变化而可以具有更大得多的TCC。例如，取决于胶粘剂温度特性的TCC可以在大约6,000ppm/℃至大约10,000ppm/℃的范围内。在超声波传感器中压电装置可以与温度补偿装置并联耦合。因此，静电电容补偿装置可以具有通过考虑补偿率加以适当选择的静电电容范围，以使发射波型振动降低特性最小化，并保持超声波传感器的接收灵敏度。因此，补偿装置可以具有范围在压电装置静电电容的大约30％至大约70％的静电电容。

用于车辆的超声波传感器中的温度补偿装置已得以持续开发。在一例子中，这样的温度补偿装置可以内置于传感器结构中，且电线可以直接焊接于其上。由于超声波传感器需要大约400V/mm至大约600V/mm的驱动电压，考虑到绝缘用连续表面的绝缘内压、分开距离等，当相对电容率较小时，通过增加厚度来增加静电电容可能受到限制。此外，当通过降低厚度来增加静电电容时，温度补偿装置会具有相当低的强度，且变得难于处理，进而难于与超声波传感器一起制成集成体。

因此，为了减小温度补偿装置的尺寸并使其易于处理或制造，或者在较宽的温度范围内获得压电超声波传感器的有效温度补偿，需要有温度补偿率为大约-5,000ppm/℃至大约-30,000ppm/℃且相对电容率大于或等于大约1000的介电材料。