一种温度稳定型高频介质材料的制作方法

文档序号:13155698阅读:239来源:国知局

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物,特别涉及一种温度稳定型高频介质材料及制备方法



背景技术:

随着现代通信技术的不断发展,尤其是移动通信和卫星通讯向着高可靠和小尺寸方向发展,对微波介质材料提出了更高的要求。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。采用mlcc技术的np0特性陶瓷材料具有体积小、比容大、耐潮湿、长寿命、片式化、寄生电感低、高频特性好等诸多优点,可满足电路集成化、微型化、高可靠性和低成本的要求,已成为最能适应电子技术飞速发展的元件之一。

铋基焦绿石介质材料作为一类新兴的陶瓷材料,其介电常数高,介电损耗小,烧结温度低,介电常数温度系数可调且不含pb,被应用于高频器件中。根据化学计量式的不同,铋基焦绿石体系陶瓷存在两个具有不同介电性能的主要结构:(bi1.5zn0.5)(zn0.5nb1.5)o7(α-bzn)立方焦绿石(εr≈150,tanδ≤4×10-4,tcc≈-400×10-6/℃)和bi2zn2/3nb4/3o7(β-bzn)单斜钛锆钍结构(εr≈80,tanδ≤2×10-4,tcc≈170×10-6/℃)。两种结构的陶瓷材料具有符号相反的电容量温度系数。为满足实际应用,调节体系的电容量温度系数满足±30×10-6/℃,适应恶劣应用环境,成为研究者努力的方向。



技术实现要素:

本发明的目的,是克服现有材料的电容量温度系数值非常高(tcc≈-400×10-6/℃)、不利于实际应用的缺点,提供一种具有温度稳定型高频介质陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种温度稳定型高频介质材,化学式为bi2(mg1-xsrx)2/3nb4/3o7,其中x=0.1~0.7。

该温度稳定型陶瓷电容器介质材料的制备方法,具有如下步骤:

(1)将原料bi2o3、nb2o5、srco3、mgo按bi2(mg1-xsrx)2/3nb4/3o7,x=0.1~0.7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;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)处理后的粉料于750℃下煅烧4小时,合成主晶相;

(4)在步骤(3)处理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的压力压成坯体;

(5)将步骤(4)成型后的坯体于950~1000℃烧结,保温4小时,制成温度稳定型高频介质材料。

所述步骤(2)和步骤(4)的烘干温度为100℃。

所述步骤(2)和步骤(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975℃。

本发明提供了一种温度稳定型高频介质材料及其制备方法,制得的bi2(mg1-xsrx)2/3nb4/3o7(x=0.1~0.7)材料,具有较低的烧结温度为950~1000℃,介电常数在120~200之间,电容量温度系数tcc在-246×10-6/℃~572×10-6/℃范围内,近零的电容量温度系数为-10×10-6/℃,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

(1)将原料bi2o3、nb2o5、srco3、mgo按bi2mg0.5sr0.167nb4/3o7化学式称量配料;

(2)将上述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,粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2;将球磨后的原料置于红外干燥箱中于100℃下烘干,烘干后过40目筛,获得颗粒均匀的粉料;

(3)将上述混合均匀的粉料于750℃下煅烧4小时,合成主晶相;

(4)在煅烧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,粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2,球磨12小时,烘干后过80目筛,再用粉末压片机以4mpa的压力压成φ10mm×1mm的坯体;

(5)将上述成型后的坯体于925℃烧结,保温4小时,制成高介电常数的低温烧结温度稳定型陶瓷电容器介质材料;

(6)采用agilent4278a阻抗分析仪测试其介电性能,1mhz下,εr=166,tanδ=59.8,tcc=-10×10-6/℃。

实施例2~6

实施例2~6与实施例1的制备方法完全相同,仅是x值和烧结温度不同。

本发明具体实施例的相关工艺参数以及其介电性能详见表1。

表1

本发明不局限于上述实施例,一些细节的变化是可能的,但这并不因此违背本发明的范围和精神。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种温度稳定型高频介质材,化学式为Bi2(Mg1‑xSrx)2/3Nb4/3O7,其中x=0.1~0.7。现将将原料Bi2O3、Nb2O5、SrCO3、MgO按化学式称量配料,经球磨、烘干、过筛,再于750℃下煅烧4小时,合成主晶相;再外加质量百分比为0.75%的聚乙烯醇,再经球磨、烘干、过筛后,压力成型为坯体;坯体于950~1000℃烧结,制成温度稳定型高频介质材料。本发明具有较低的烧结温度,介电常数在120~200之间,电容量温度系数TCC在‑246×10‑6/℃~572×10‑6/℃范围内,近零的电容量温度系数为‑10×10‑6/℃,可用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备,大大降低了多层器件的成本。

技术研发人员:李玲霞;郭千瑜;孙正;郑浩然;罗伟嘉
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:2017.08.31
技术公布日:2017.12.12
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