中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料的製作方法

2023-11-08 06:21:12 1

專利名稱：：中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種電容器瓷料，特別是中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料。目前，低介NPO瓷料主要用於製作小容量，高精度的高頻電容器，它廣泛用於時鐘振蕩電路及溫度補償電路中，比之使用高介NPO瓷料做小容量、高精度的高頻電容器，在提高產品的一致性、可靠性及命中率等方面具有不可替代的優勢，現低介NPO瓷料系統的MgTiO3/CaTiO3系、Zr/sn/Ti系及Ba2Ti9O20系等已有大量的研究，其介電常數ε＝15左右，但其它類型系統則未有成果，國內對上述研究及應用偏重於園片高燒瓷料為主，對中溫獨石瓷料則未見報導。本發明的目的是針對上述問題，提出一種中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料，其通過合成、燒成制度及助溶劑、礦化劑，獲得介電常數ε＝35左右的優異電性能，適用於片式多層陶瓷電容器的生產。本發明其配方組成(重量比)為，四鈦鋇主晶相(BaO·4TiO2)95～97％硼矽鉛玻璃3～5％其中硼矽鉛玻璃組成為B2O320～30％SiO25～10％PbO40～75％0.1～0.5T的碳酸錳(MnCO3)、二氧化錫(SnO2)、二氧化鋯(ZrO2)的一種或幾種其配方組成(重量比)為，BaO·4TiO295～97％硼矽鉛玻璃3～5％ZrO20.1％SnO20.1％MnCO30.1％其配方組成(重量比)為BaO·4TiO295.5～96％硼矽鉛玻璃3.5～4.5％ZrO20.2％MnCO30.1％其最佳燒成溫度是1120度。本發明最佳比例配方(重量％)，如表1所示在圖1所示較佳配方中，要求使用高純度氧化物，其中BaO·4TiO2主晶相是用BaO·4TiO2按其摩爾比例在容中與去離子水溼式合成均勻混合物，混合後，將均勻混合放在不鏽鋼盤中烘乾，然後粉碎成細粉，這些細粉放在Al2O3坩堝內，在1160～1220度，焙燒3～5小時，然後再粉碎備用。硼酸鉛玻璃用B2O3、SiO2、PbO按比例按同上的方法混合烘乾，過篩成細粉，然後放在Al2O3坩堝內，在450～550℃，焙燒40～60分鐘，然後再粉碎備用。將上面的BaO·4TiO2土晶相、硼矽鉛玻璃細粉及相關改性劑如ZrO2、MnCO3等原料按比例放入超細磨機中，超細20～40小時，成為粒徑1.0μm左右、比面積5.6m2/g的細粉。將粉用帶狀注漿成型工藝製成帶狀澆注件並製成高頻(1MHz～70MHz)下使用的多層陶瓷電容器。同時在此引入詳細說明了製造多層電容器的美國專利4540676文本作參考，這些部件在溫度1100±30℃下，焙燒2～4小時，使其燒結成緻密，基本無孔的多層陶瓷電容器。上述接近最佳比例配方做成的多層陶瓷電容器，其電性能如表2所示實驗證明，合成的BaO·4TiO2燒塊本身不能從中溫下燒結成瓷。為此，加入3～5wt％硼矽鉛玻璃助熔促燒，使瓷料在1100度±度的溫度範圍達到穩定燒成。本實驗所用的硼矽鉛玻璃在530度左右出現液相，並隨著溫度提高粘度下降，液相量增加，對固相晶粒產生潤溼、填充、拉緊和粘合作用，但更主要是促進固相顆粒的溶解、重排、擴散和凝聚作用，在液相玻璃的助溶下，降低了整個體系的表面能及化學勢，使BaO·4TiO2晶體達到生長的迅速緻密化。本發明採用了玻璃助熔劑達到中溫燒結的良好的預期效果並在獨石製造過程中，瓷料與內電極有良好的匹配。本發明採用MnCO3作為BaO-TiO2系瓷料礦化劑，具有降低燒成溫度，提高瓷體的抗電強度及絕緣電阻的作用，並是一種優良的瓷體著色劑。SnO2加入BaO-TiO2系瓷料中，可降低燒成溫度，同時抑制Ti4+的還原，提高絕緣電阻平的作用。ZrO2作為BaO.nTiO2系統中常用的礦化劑，不僅抑制晶粒生長，形成細晶結構的作用，並可由於Zr4+、Ti4+離子半徑不同，使晶格產生畸變而促進燒結，當ZrO2與TiO2反應生成ZrTiO4時，它對瓷料的溫度係數也具有一定的調整作用。本瓷料系統具有寬廣的燒成範圍，其最佳燒成範圍在1120度左右，表3是燒成溫度對瓷體性能影響對比表。本發明找到一個較佳的BaO·4TiO2相預合成溫度；且加入硼矽鉛玻璃對本發明具有顯著的助熔促燒作用；加入MnCO3等礦化劑具有降低燒成溫度，提高絕緣電阻平並調整瓷料溫度係數的作用；實現了BaO·4TiO2系統獨石瓷料的中溫燒結，並達到ε＝35.4，tgδ＜5×10-4，ρi＞1014Ω·cm，TCC≤±30ppm/℃。權利要求1.一種中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料，其特徵在於其配方組成(重量比)為，四鈦鋇主晶相(BaO·4TiO2)95～97％硼矽鉛玻璃3～5％其中硼矽鉛玻璃組成為B2O320～30％SiO25～10％PbO40～75％0.1～0.5T的碳酸錳(MnCO3)、二氧化錫(SnO2)、二氧化鋯(ZrO2)的一種或幾種2.根據權利要求1所述的中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料，其特徵在於其配方組成(重量比)為，BaO·4TiO295～97％硼矽鉛玻璃3～5％ZrO20.1％SnO20.1％MnCO30.1％3.根據權利要求1所述的中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料，其特徵在於其配方組成(重量比)為，BaO·4TiO295.5～96％硼矽鉛玻璃3.5～4.5％ZrO20.2％MnCO30.1％4.根據權利要求1、2、3所述的中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料，其特徵在於其最佳燒成溫度是1120度。全文摘要一種中溫燒結低介高頻片式多層瓷介電容器瓷料,以BaO·4TiO文檔編號H01G4/12GK1187015SQ9611894公開日1998年7月8日申請日期1996年12月23日優先權日1996年12月23日發明者梁力平,陳錦清,祝忠勇,歐明,楊仕基,莫天橋,龐溥生,李富勝,吳小飛,賴永雄,宋子峰申請人:廣東肇慶風華電子工程開發有限公司