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《华南理工大学》 2014年
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高频铜内电极片式陶瓷电容用(Sr,Ca)(Zr,Ti)O_3材料的研究

林道谭  
【摘要】:伴随着移动通讯产业的迅猛发展,电子元器件不断向小型化、高性能化、低成本化的方向发展。多层片式陶瓷电容器(MLCC)作为一种广泛使用的无源元件,低成本化已成为发展主流。采用金属铜(Cu)作为内电极材料不但可以降低生产成本,而且还可以提高MLCC的电学品质因素。但前提是要求MLCC用介质材料能在低温还原气氛中与Cu(熔点为1083℃)共烧。为此,近十年来,针对介质材料的低温烧结、抗还原性能的研究逐渐成为热点。 (Sr0.55Ca0.45)(Zr0.96Ti0.04)O3(以下简称为SCZT)是一种介电性能优异的介质陶瓷材料。1MHz下r=35.5、tan 110-4、C=3.1ppm/℃,4GHz下r≈33、 Q×f≈13629GHz、 τf≈-6.6ppm/℃,具有优良的温度、频率和电场稳定性,适合于小尺寸、NP0(Negative-Positive-Zero)温度特性MLCC的制备。但若要以Cu作为内电极材料,尚需解决以下两个关键问题:低温烧结和还原气氛烧结。 在本论文中,作者采用氧化物固相反应法合成SCZT粉体,通过复合添加BaO-B2O3-SiO2(30:60:10)(以下简称为BBS)、Li2CO3和MnCO3研究了烧结温度及气氛对瓷体密度和介电性能的影响。实验结果表明:1wt%的BBS玻璃添加使SCZT在1060℃下烧结致密,在还原气氛中烧结得到的高频介电性能为:r=33.1,tan 1.0×10-4,C=2.3ppm/℃(1MHz);与0.5wt%Li2CO3复合添加可将烧结温度进一步降低至1000℃,而0.5wt%的MnCO3能使SCZT同时具备低温烧结和优良的抗还原特性。在1000℃还原气氛(96%N2,4%CO混合气体)中下烧结2h,相对介电常数r=30.8,介质损耗tan=2.14×10-4(1MHz),-55℃~+125℃介电温度系数C=4.1ppm/℃,可作为Cu内电极NP0温度特性MLCC介质材料使用。 添加物配比(1wt%BBS+0.5wt%Li2CO3+0.5wt%MnCO3)对SrZrO3、CaZrO3、SrTiO3和CaTiO3四种材料的低温烧结具有不同程度的影响。针对不同的介质材料组成,需进一步优化BBS、Li2CO3、MnCO3三种烧结助剂的添加比例,方能起到最佳的助烧效果。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM534.1

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【参考文献】
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