一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于电容器件，具体涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着电子信息技术的快速发展，对电子元器件的集成化程度、可靠性、稳定性和微型化要求越来越高。如今，第五代(5g)通信网络已得到广泛应用，信息技术向高频化、大功率化、集成化、多功能化方向发展。

2、单层片式瓷介电容器是适应电子元器件高频化、高集成化、微型化、低功耗和高可靠性的要求而发展起来的瓷介电容器。与多层片式瓷介电容器(简称mlcc)相比，单层片式瓷介电容器具有更少的电极层，而且采用溅射金属作为外电极的电极结构，因此在高频、微波下具有更低的等效串联电阻、更高的品质因数及更高的可靠性。单层片式瓷介电容器主要应用于微波通讯、功率放大器、发射机等微波集成电路中(mic)，作隔直、旁路、耦合、调谐、阻抗匹配或共面波导等。常规单层片式瓷介电容器的容量c＝0.0885εs/d，在电极的重叠面积s(cm2)和介质厚度固定d(cm)固定的情况下，电容器的容量主要通过介质的介电常数ε来设计，然而现有的满足ag特性的微波介质陶瓷介电常数大多在10以下、或者90以上，限制了其单层片式瓷介电容器及陶瓷基板应用范围。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用，利用本发明提供的微波介质陶瓷材料制备得到的电容器具有较大范围的电容量，扩大了单层片式瓷介电容器的应用范围。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微波介质陶瓷材料，包括以下质量百分含量的原料：

3、

4、

5、其中，0.5≤x≤0.7。

6、优选的，所述烧结助剂为b2o3、sio2和zno中的一种或多种。

7、优选的，所述改性添加剂为锰化合物、铝化合物或钴化合物；

8、所述锰化合物为锰的氧化物和/或碳酸锰；

9、所述铝化合物为铝的氧化物和/或碳酸铝；

10、所述钴化合物为钴的氧化物和/或碳酸钴。

11、优选的，所述mg2(si0.08ti0.92)o4的制备方法包括以下步骤：

12、将mg(oh)2、tio2和sio2混合后煅烧，得到所述mg2(si0.08ti0.92)o4。

13、优选的，所述煅烧的温度为1050～1150℃，所述煅烧的保温时间为2～5h。

14、优选的，所述ba6-3xsm8+2xti17.95zr0.05o54的制备方法包括以下步骤：

15、将baco3、sm2o3、zro2和tio2混合后煅烧，得到所述ba6-3xsm8+2xti17.95zr0.05o54。

16、优选的，所述煅烧的温度为1070～1200℃，所述煅烧的保温时间为2～4h。

17、本发明还提供了上述技术方案所述微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

18、将mg2(si0.08ti0.92)o4、ba6-3xsm8+2xti17.95zr0.05o54、烧结助剂和改性添加剂混合，得到所述微波介质陶瓷材料。

19、优选的，所述混合在球磨的条件下进行；

20、所述球磨的转速为300～400r/min，所述球磨的时间为5～10h。

21、本发明还提供了上述技术方案所述微波介质陶瓷材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的微波介质陶瓷材料在制备陶瓷电容器中的应用。

22、本发明提供了一种微波介质陶瓷材料，包括以下质量百分含量的原料：46.99～91.98wt％mg2(si0.08ti0.92)o4，0.39～38.45wt％ba6-3xsm8+2xti17.95zr0.05o54，0.86～1.96wt％烧结助剂和0.08～19.77wt％改性添加剂，其中，0.5≤x≤0.7。本发明提供的微波介质陶瓷材料具有较高的绝缘电阻率，在-55～125℃温度范围内符合gb 5596中ag温度系数的要求，能够用于制备具有ag特性的单层片式瓷介电容器。本发明提供的微波介质陶瓷材料具有较大范围介电常数(12～38)，利用本发明提供的微波介质陶瓷材料制备得到的单层片式瓷介电容器具有较宽范围的电容，扩大了电容器的应用范围。

技术特征：

1.一种微波介质陶瓷材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的原料：

2.根据权利要求1所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂为b2o3、sio2和zno中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述改性添加剂为锰化合物、铝化合物或钴化合物；

4.根据权利要求1所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述mg2(si0.08ti0.92)o4的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述煅烧的温度为1050～1150℃，所述煅烧的保温时间为2～5h。

6.根据权利要求1所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述ba6-3xsm8+2xti17.95zr0.05o54的制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述煅烧的温度为1070～1200℃，所述煅烧的保温时间为2～4h。

8.权利要求1～7任一项所述微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述混合在球磨的条件下进行；

10.权利要求1～7任一项所述微波介质陶瓷材料或权利要求8或9所述的制备方法制备得到的微波介质陶瓷材料在制备陶瓷电容器中的应用。

技术总结
本发明属于电容器件技术领域，具体涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用。本发明提供的微波介质陶瓷材料包括以下质量百分含量的原料：46.99～91.98wt％Mg<subgt;2</subgt;(Si<subgt;0.08</subgt;Ti<subgt;0.92</subgt;)O<subgt;4</subgt;，0.39～38.45wt％Ba<subgt;6‑3x</subgt;Sm<subgt;8+2x</subgt;Ti<subgt;17.95</subgt;Zr<subgt;0.05</subgt;O<subgt;54</subgt;，0.86～1.96wt％烧结助剂和0.08～19.77wt％改性添加剂，其中，0.5≤x≤0.7。本发明提供的微波介质陶瓷材料具有较高的绝缘电阻率，在‑55～125℃温度范围内符合GB 5596中AG温度系数的要求，能够用于制备具有较宽电容范围且具有AG特性的单层片式瓷介电容器。

技术研发人员：宋蓓蓓,程华容,段成辉,胜鹏,张伟鹏
受保护的技术使用者：北京元六鸿远电子科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25