[发明专利]一种中温烧结高频介质陶瓷电容器材料

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，特别涉及一种新型中温烧结高频介质陶 瓷材料及制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的突飞猛进，电子产品正朝着轻量薄型化、高性能和多功能化的方 向发展。进入21世纪以来，特别是近几年，超大规模集成电路器件的集成度越来越高。当 器件的特征尺寸逐渐减小时即集成度不断提高时，会引起电阻-电容(RC)延迟上升，从而 出现信号传输延时、噪声干扰增强和功率损耗增大等一系列问题，这将极大限制器件的高 速性能。降低RC延迟和功率损耗有两个途径，一是降低导线电阻R，另外一个同时也是更 重要的是降低介质层带来的寄生电容C。由于电容C正比于介电常数ε_r，所以就需要开发 新型、低成本以及具有良好性能的低介电常数材料。

Mg₃P₂O₈二元体系之前一直作为一种光电材料来展开研究，然后从而未有人报道过其在 高频乃至微波频段下的介电性能。经过实验研究发现该体系具有烧结温度低(～1050℃)、 低介电常数(～6)、损耗低(≤2x10^-3)，并且其固有介电常数温度系数较低。然而，该体系 的烧结温度并不能应用于低温共烧陶瓷(LTCC)的制备，为满足实际应用，进一步降低体系 的烧结温度，大大降低多层器件的成本，成为研究者努力的方向。

发明内容

本发明的目的，是制备出一种高频低介电常数陶瓷电容，满足市场需求，提供一种新 型中温烧结高频介质陶瓷电容器及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

.一种中温烧结高频介质陶瓷电容器材料，其化学式为Mg₃P₂O₈。

上述中温烧结高频介质陶瓷电容器材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将原料MgO、(NH₄)H₂PO₄按Mg₃P₂O₈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850℃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5％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1000～1075℃烧结，保温4小时，制成中温烧结高频介 质陶瓷材料。

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(4)的粉末压片机的成型压力4Mpa。

所述步骤(5)的烧结温度为1050℃，保温时间为4h。

本发明的有益效果如下：

提供了一种新型中温烧结高频介质陶瓷材料，制得的Mg₃P₂O₈材料，具有较低的烧结 温度(1000～1075℃)，较低介电常数(5.4～6.2)，较低损耗值(15～20×10^-4)，较小的电容 量温度系数(40×10^-6/℃～170×10^-6/℃)，进一步弥补了市场上低介电常数电容器的空缺。

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MgO、(NH₄)H₂PO₄按Mg₃P₂O₈化学式称量配料；