[发明专利]铜内电极MLCC用C0G介质陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电介质陶瓷材料，尤其涉及一种铜内电极MLCC用C0G介质陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子信息技术的不断进步，促使MLCC(即片式多层陶瓷电容器Multi-layer Ceramic Capacitor，缩写为MLCC)不断向小型化、高可靠性、低成本等方向发展。目前市场上使用的C0G规格BME-MLCC以镍内电极为主。使用铜取代镍作为MLCC的内电极，不仅可以大大降低MLCC的制造成本，而且在高频领域，铜电极在Q值和ESR值方面具有更优的表现。但是，传统与镍电极匹配的C0G介质陶瓷材料的烧结温度一般＞1200℃，大大高于铜的熔点(1083℃)，无法与铜内电极实现共烧，所以，制备可以在1050℃以下烧结、抗还原性能良好的电介质瓷料就成为C0G铜内电极MLCC制备的关键环节之一。

大多数的低温烧结C0G瓷料采用的是添加低温玻璃和助烧剂的方式。例如，中国专利申请201410193752.4公开了一种抗还原低温烧结高频热稳定介质陶瓷，其介质材料由主材料、助熔玻璃、添加剂组成，材料成分是：(Sr_0.55Ca_0.45)(Zr_0.96Ti_0.04)O₃+aBaO-B₂O₃-SiO₂+bLi₂CO₃+cMnCO₃，其中a＝1％，b＝0.5％，c＝0.5％，其主成分由固相法合成，助熔玻璃BaO-B₂O₃-SiO₂采用熔融淬火法制备，与Li₂CO₃等一起添加以降低烧温，最终瓷体烧结温度1000～1080℃。在MLCC的制备过程中，大量助烧辅料的加入，在降低瓷料烧温的同时，可能对瓷料的耐压特性、内电极匹配性以及瓷体强度等造成不良影响，助烧剂中低温挥发元素还可能造成对烧结炉的污染和腐蚀。

降低瓷体烧温的另一个方向就是通过制备超细粉体，提高颗粒的烧结活性以达到降低烧温的目的。与传统的固相法相比，水热法制备的粉体颗粒小、均匀、粒度分布窄，更利于烧结。本发明就是利用水热法合成的化合物作为主成分，通过配方和工艺控制制备超细粉体，减少助烧辅料添加的种类和用量，实现瓷料的低温烧结。粉体颗粒的细化，同时也有利于MLCC介质层实现薄层化。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铜内电极MLCC用C0G介质陶瓷材料，其由包括主成分和辅助添加剂的原料制成，以主成分为100mol计，辅助添加剂为2.0～6.0mol，优选2.56～5.41mol；

所述主成分为采用水热法制备而成的(Ca_1-xSr_x)_yZrO₃，其中0.2≤x≤0.4，0.985≤y≤1.000；所述(Ca_1-xSr_x)_yZrO₃采用水热法合成；

所述辅助添加剂为MgTiO₃、CuO、MnCO₃、SiO₂、ZnO、H₃BO₃中的至少五种。

本发明所述的介质陶瓷材料，其符合美国EIA标准的C0G特性，可在未添加低温助熔玻璃的情况下进行低温烧结，且具有优良的介电性能，适合于薄介质铜内电极C0G MLCC的制造；用于制作MLCC时，与铜内电极匹配性良好。其中，所述(Ca_1-xSr_x)_yZrO₃采用水热法合成。与传统的固相法相比，水热法制备的(Ca_1-xSr_x)_yZrO₃粉体颗粒小、均匀、粒度分布窄，更利于烧结。

进一步地，以所述主成分为100mol计，所述辅助添加剂由如下含量的成分组成：MgTiO₃：0.05～0.3mol；CuO：0～0.05mol；MnCO₃：0.5～1mol；SiO₂：0～2mol；ZnO：0～3mol；H₃BO₃：1～2mol；