System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器及其制备方法技术_技高网

一种用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器及其制备方法技术

技术编号:40351675 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-09 14:36
本发明专利技术公开了一种用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器及其制备方法,上述电容器为电介质层和金属电极层错位叠层的结构,结构的顶层和底层均为电介质层,电介质层为Ba<subgt;x</subgt;Sr<subgt;1‑x</subgt;TiO<subgt;3</subgt;陶瓷材料,金属电极层为Pt金属电极材料;其制备方法包括以下步骤:以碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛为原料,流延制备陶瓷厚膜,在陶瓷厚膜一侧涂覆Pt金属层,错位叠层,等静压处理,裁剪,烧结,最后涂端,烧银,制得。本发明专利技术制得的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器有效的改善了MLCC电容器的介电常数、介电调谐率和耗损角正切等性能,提高了MLCC电容器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子器件,具体涉及一种用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器及其制备方法。


技术介绍

1、随着射频系统向着小型化、集成化发展,作为可调谐滤波器、可调谐天线、可调谐移相器等多种可调电路中基本单元的可调谐电容器面临着高容量、小尺寸的发展需求。

2、多层陶瓷电容器是一种常见的片式电子元件,广泛用于电子设备中的滤波、耦合、绕组等电路中,用于储存和调节电荷,稳定电压和信号传输。陶瓷电介质材料是其核心,用于分离电容器的电极,隔离和调节电场。

3、钛酸锶钡陶瓷一种具有优异介电特性的铁电陶瓷材料。其具备高介电常数、较低的损耗正切角、优异的稳定性,其在高频、高温环境下表现出色;其在制造过程中会受到高温烧结,以确保其结构的稳定性和电气性能。这些特性使得钛酸锶钡陶瓷材料成为在多层陶瓷电容器中作为电介质的理想选择。

4、目前,多层陶瓷电容器在电子领域中得到了广泛的应用。然而,在某些应用场景中,需要能够调整电容器的介电特性以适应不同的工作条件。因此,研发一种可以在实际应用中调整电容性能,在不同工作条件下适应不同的电路需求的mlcc电容器对于推进电子器件的小型化具有重要意义。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术的目的是提供一种用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器及其制备方法,以解决现有mlcc电容器介电损耗高、不能根据不同的工作条件实现可调的介电特性的问题。

2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:

3、一种用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器,电容器为电介质层和金属电极层错位层叠的结构,结构的顶层和底层均为电子介质层,电介质层数大于等于2;

4、其中,所述电介质层为baxsr1-xtio3陶瓷材料,0.6≤x≤0.8,金属电极层为pt金属电极材料。

5、本专利技术的有益效果为:本专利技术以baxsr1-xtio3陶瓷材料作为电介质层,pt金属电极材料作为金属电极层,通过错位层叠制得一种用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器,该电容器具有较低的介电损耗和较好的温度稳定性,通过改变外加电场的大小,可以调整电容器的介电常数,使得电容器能够在不同的工作条件下实现可调的介电特性,从而适应各种应用需求。

6、优选的,所述电介质层为baxsr1-xtio3陶瓷材料,x=0.6。

7、进一步地,电介质层的厚度为30-35μm,金属电极层的厚度为2-3μm。

8、优选地,电介质层的厚度为32μm,金属电极层的厚度为2.5μm。

9、采用上述进一步技术方案的有益效果为:当baxsr1-xtio3陶瓷材料中钡元素的成分含量为0.6时,制得钙钛矿型mlcc电容器具有较大的介电常数、更低的耗损角正切和更高的介电调谐率,具有很强的实用价值。

10、上述的用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,包括以下步骤:

11、(1)称取钡盐、锶盐和二氧化钛进行混料后进行第一次球磨,得到一次球磨粉料;

12、(2)将步骤(1)得到的一次球磨粉料烘干、研磨过筛后,进行预烧,然后进行第二次球磨,得到流延用陶瓷粉料;

13、(3)向步骤(2)得到的流延用陶瓷粉料中加入有机溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂,第三次进行球磨,得到流延用混合浆料;

14、(4)用步骤(3)得到的流延用混合浆料进行流延,得到陶瓷厚膜;

15、(5)将步骤(4)得到的陶瓷厚膜一侧涂覆电极,烘干后进行错位层叠,然后进行等静压处理,裁剪,烧结,冷却后经过涂端,烧银,制得。

16、本专利技术的有益效果为:本专利技术提供了用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,通过多次球磨、烧结以及等静压等处理方式,本专利技术有效的解决了钙钛矿陶瓷制备过程中由于钡元素的相对原子质量较大,制得钙钛矿陶瓷表面结构存在明显的孔隙结构,致密性低等问题,制得了一种低耗损角正切的钙钛矿陶瓷,以该钙钛矿陶瓷加工制得的钙钛矿型mlcc电容器具有较高的介电调谐率和介电常数,以及较低的耗损角正切,具有很强的实用价值。

17、进一步地,步骤(1)中所述步骤(1)中钡盐为碳酸钡,锶盐为碳酸锶;碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛按照baxsr1-xtio3,0.6≤x≤0.8中各元素的摩尔比例进行混料,同时额外添加混合物总质量分数2.5~3.5%的碳酸钡。

18、优选地,碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛按照baxsr1-xtio3,x=0.6或0.8中各元素的摩尔比例进行混料,同时额外添加混合物总质量分数3%的碳酸钡。

19、采用上述进一步技术方案的有益效果为:通过额外添加碳酸钡可以有效的避免由于ba元素相对原子质量过大,沉于球磨罐底部无法倒出,导致无法按比例取出从而引起陶瓷组分的变化。

20、进一步地,步骤(1)中第一次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2:1.8-2.2,溶剂为无水乙醇或去离子水;球磨的时间为30-35h,转速为300-320r/min。

21、优选地,步骤(1)中第一次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为1:1:2,溶剂为求离子水,球磨的时间为32h,转速为310r/min。

22、进一步地,步骤(2)中预烧的温度为1100-1300℃,时间为1.5-2.5h。

23、优选地,步骤(2)中预烧的温度为1200℃,时间为2h。

24、采用上述进一步技术方案的有益效果为:经过第一次球磨后对粉料进行预烧,可以使陶瓷粉料初步结晶,便于后续加工。

25、进一步地,步骤(2)中第二次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2:1.8-2.2,所述溶剂为无水乙醇或去离子水;球磨的时间为20-30h,转速为300-320r/min。

26、优选地,步骤(2)中第二次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为1:1:2,溶剂为求离子水,球磨的时间为24h,转速为310r/min。

27、采用上述进一步技术方案的有益效果为:经过预烧后的陶瓷粉料初步结晶,导致粒径变大,第二次球磨可以有效的减少粉料的粒径,从而提高陶瓷粉料的混合均匀程度。

28、进一步地,步骤(3)中流延用陶瓷粉料、有机溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂的质量比为100:40-50:8-10:9-9.5:0.6-0.8;第三次球磨的转速为300-320r/min,时间为40-60h。

29、优选地,步骤(3)中流延用陶瓷粉料、有机溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂的质量比为100:45:9:9.14:0.7;第三次球磨的转速为310r/min,时间为52h。

30、进一步地,有机溶剂为无水乙醇与甲苯按质量比5-7:3-5混合的混合溶剂,粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯,增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,分散剂为聚丙烯酰胺。

31、优选地,有机溶剂为无水乙醇与甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器,其特征在于,所述电容器为电介质层和金属电极层错位层叠的结构,结构的顶层和底层均为电子介质层,电介质层数大于等于2;

2.根据权利要求1所述的LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器,其特征在于,所述电介质层的厚度为30-35μm,金属电极层的厚度为2-3μm。

3.权利要求1或2所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中钡盐为碳酸钡,锶盐为碳酸锶;碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛按照BaxSr1-xTiO3,0.6≤x≤0.8中各元素的摩尔比例进行混料,同时额外添加混合物总质量分数2.5~3.5%的碳酸钡;

5.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中预烧的温度为1100-1300℃,时间为1.5-2.5h;第二次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2:1.8-2.2,所述溶剂为无水乙醇或去离子水;球磨的时间为20-30h,转速为300-320r/min。

6.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中流延用陶瓷粉料、有机溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂的质量比为100:40-50:8-10:9-9.5:0.6-0.8;第三次球磨的转速为300-320r/min,时间为40-60h。

7.根据权利要求3或6所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为无水乙醇与甲苯按质量比为5-7:3-5混合的混合溶剂,所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,所述分散剂为聚丙烯酰胺。

8.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中流延的温度为45-55℃,刮刀高度为130-170μm,流延速度为2.3-2.5m/min。

9.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中烘干的温度为90-100℃,时间为5-10min;错位层叠的层压压力为13-15MPa,温度为45-55℃,时间为25-35s;等静压处理的压力为20-60MPa,温度为70-75℃,时间为20-35min。

10.根据权利要求3所述的用于LTCC的钙钛矿型可调MLCC电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中烧结的条件为:在空气气氛下,先以0.8-1.2℃/min的升温速率升温至380-420℃后排胶2-5h,然后以1.3-1.7℃的升温速率升温至1200-1300℃后保温0.5-1h;涂端的端电极为Ag电极,厚度为1-5μm;烧银的条件为以2.5-3.5℃/min的升温速率升温至800-900℃,然后保温0.4-0.6h。

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【技术特征摘要】

1.一种用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器,其特征在于,所述电容器为电介质层和金属电极层错位层叠的结构,结构的顶层和底层均为电子介质层,电介质层数大于等于2;

2.根据权利要求1所述的ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器,其特征在于,所述电介质层的厚度为30-35μm,金属电极层的厚度为2-3μm。

3.权利要求1或2所述的用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中钡盐为碳酸钡,锶盐为碳酸锶;碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛按照baxsr1-xtio3,0.6≤x≤0.8中各元素的摩尔比例进行混料,同时额外添加混合物总质量分数2.5~3.5%的碳酸钡;

5.根据权利要求3所述的用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中预烧的温度为1100-1300℃,时间为1.5-2.5h;第二次球磨中混合粉料、溶剂和玛瑙球的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2:1.8-2.2,所述溶剂为无水乙醇或去离子水;球磨的时间为20-30h,转速为300-320r/min。

6.根据权利要求3所述的用于ltcc的钙钛矿型可调mlcc电容器的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中流延用陶瓷粉料、有机溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂的质量比为100:40-50:8-10:9-9.5:0....

【专利技术属性】
技术研发人员:庄乃川王世豪梁天鹏王洪洋钱可伟
申请(专利权)人:江苏飞特尔通信有限公司
类型:发明
国别省市:

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