[发明专利]一种低温烧结高介电常数电容器介质材料

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种低温烧结高介电常数温度稳定型陶瓷电容器介质材料及制备方法。

背景技术

近年来，信息通讯技术的快速发展促使微波电子系统向宽频带、微型化、集成化方向发展，这就对电子元件提出了使用频带宽、容量大、体积小、易集成、频率自适应等更高的要求。微波介质材料是指应用于微波频率(主要是300MHz～300GHz频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的介质材料。这就要求微波介质材料具有高的介电常数ε_r，低的介电损耗tanδ，电容量温度系数τ_ε接近零或可调节。

大量研究表明，铋基焦绿石陶瓷是具有较低烧结温度的材料体系，通过掺杂可协调控制陶瓷各微波介电性能之间的优化关系，可实现与银电极的低温共烧。并且具有介电常数高、损耗低、电容量温度系数可调及烧结温度低的特点，应用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，并可大大降低多层器件的成本。然而，该材料的电容量温度系数非常低(TCC≈-400×10^-6/℃)，不利于实际应用。因此，在保持高介电常数的条件下，降低介电损耗、获得近零的电容量温度系数以及降低烧结温度等成为研究者急需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的，是克服现有材料的电容量温度系数非常低(TCC≈-400×10^-6/℃)、不利于实际应用的缺点，提供一种具有高介电常数的温度稳定型陶瓷电容器介质材料及制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种低温烧结高介电常数电容器介质材料，化学式为Bi₂(Mg_1-xCu_x)_2/3Nb_4/3O₇，其中x＝0.05～0.2；

该电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将原料Bi₂O₃、Nb₂O₅、CuO、MgO按Bi₂(Mg_1-xCu_x)_2/3Nb_4/3O₇，其中x＝0.05～0.2的化学式称量配料；

(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；再将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)颗粒均匀的粉料于750℃下煅烧4小时，合成主晶相；

(4)在步骤(3)合成主晶相后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以4MPa的压力成型为坯体；

(5)将步骤(4)成型后的坯体于850～950℃烧结，保温4小时，制成高介电常数温度稳定型陶瓷电容器介质材料。

所述步骤(2)或步骤(4)的烘干温度为100℃。

所述步骤(2)或步骤(4)的陶瓷粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2。

所述步骤(4)的坯体为Φ10mm×1mm的圆片。

所述步骤(5)的烧结温度为925℃，保温时间为4h。

本发明供了一种低温烧结高介电常数电容器介质材料及其制备方法，制得的Bi₂(Mg_1-xCu_x)_2/3Nb_4/3O₇(x＝0.05～0.2)材料，具有较低的烧结温度为850～950℃，高的介电常数在180～210之间，低的介电损耗24.6～55.3×10^-4，电容量温度系数TCC在-200×10^-6/℃～460×10^-6/℃范围内，可用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，同时材料具有较低的烧结温度，可大大降低多层器件的成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，实例中所用原料均为市售分析纯试剂，具体实施例如下。

实施例1