一种NPO类的陶瓷介质材料及所制备方法

说明书摘要

本发明公开了一种NPO陶瓷介质材料,包括主晶相、副料、改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结构式是Mg(2-y)Zn y SiO4 ，0.001≤X≤0.05，所述的副料是BaZrO3；所述的改性添加剂是MnO、CaO、TiO2、Li2O中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B2O3、ZnO、SiO2中的一种或几种。按摩尔份计，所述主晶相75～95 mol %、副料5.0～15 mol %，改性添加剂1.2～10 mol %、烧结助熔剂2.5～20mol%。该陶瓷介质材料符合NPO特性,且材料均一、粒度分布均匀、分散性高、成型工艺好、符合环保要求，介电特性优良。

权利要求书

1、一种NPO陶瓷介质材料,包括主晶相、副料、改性添加剂、烧结助熔剂组成，其特征在于：所述的主晶相结构式是Mg(2-y)Zn y SiO4 ，0.001≤X≤0.05，所述的副料是BaZrO3；所述的改性添加剂是MnO、CaO、TiO

2、Li2O中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B2O

3、ZnO、SiO2中的一种或几种。

2、根据权利要求1所述的NPO陶瓷介质材料，其特征在于：按摩尔份计，所述主晶相75～95%、副料5.0～15%，改性添加剂1.2～10 %、烧结助熔剂

2.5～20 mol%。

3、根据权利要求2所述的陶瓷介质材料，其特征在于：所述的副料BaZrO3是BaCO3、ZrO2按摩尔比1：1的比例球磨混合均匀后，在1100～1200℃煅烧2～5小时后获得。

4、根据权利要求3所述的NPO陶瓷介质材料，其特征在于：按摩尔份计，所述的改性添加剂在整个陶瓷介质材料中的组成是MnO 0.2～0.5%、CaO 0～3.0%、TiO2 0～3.0%、Li2O 1.0～3.5%。

5、根据权利要求4所述的NPO陶瓷介质材料，其特征在于：按摩尔份计，所述的烧结助熔剂在整个陶瓷介质材料中的组成是B2O3 1.0～4.0mol%、ZnO 1.5～6.0mol%、SiO2 0～10.0mol%

6、根据权利要求5所述的NPO陶瓷介质材料，其特征在于：所述的主晶相由Mg(OH)2、SiO2、ZnO、TiO2球磨混合均匀，在1050～1170℃煅烧2.5～5小时后获得。

7、一种由权利要求1～6中择一所述的NPO陶瓷介质材料所得陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、坯块干燥、层压、切割、排胶、烧结、倒角、封端、烧端工序组成，其特征在于：所述排胶温度是280～400℃，烧结温度是1000～1050℃，烧结时间为2.5～5小时，所述的烧端温度是700～800℃。

说明书

一种NPO陶瓷介质材料及所得陶瓷电容器的制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料及所得陶瓷电容器的制备方法，尤其涉及一种符合NPO特性瓷料，且能与铜电极匹配的高频低介陶瓷介质材料。

背景技术

在材料应用领域，电子陶瓷材料已被广泛应用于多层片式陶瓷电容器（MLCC）、电阻器、电感器、微波器、集成电路基板、光电子器件、LC、RC、L-C-R复合元件、传感器等各种电子元器件中。MLCC生产技术的进展始终取决于材料体系和相应的工艺技术的发展。目前虽然国内一些厂家拥有非常成熟的采用银-钯（Ag/Pd）作内电极浆料的NPO环保型瓷料，传统的高频NPO多层片式陶瓷电容器（MLCC）一直采用贵金属如钯(Pd)和银(Ag)-钯(Pd)合金作为内电极，以防止在空气中烧结时电极被氧化或与陶瓷发生反应。而昂贵的钯价导致电极材料占电容器总成本50％以上，而且使用烧结温度都比较高，要匹配高钯含量的银-钯（Ag/Pd）内电极浆料，其MLCC生产成本也相对提高。随着电子整机设备向小型化方向发展，多层片式陶瓷电容器的需求越来越大。目前以贱金属镍为内电极的多层片式陶瓷电容器已经得到广泛的使用，以贱金属为内电极的多层片式陶瓷电容器由于制造工艺比较复杂，其中以Ni为内电极，以Cu为外电极的Ni/Cu型居多，也有以Cu为内外电极的Cu/Cu型和Ni/Ni。Cu电极比Ni电极更容易氧化，故Cu电极也只能在还原气氛中烧成。但与这些电极匹配的通用瓷料的烧结温度很高，使得电极氧化，从而影响电性能。因此烧结温度要控制在一定范围内。

发明内容

本发明需解决的第一个技术问题是提供一种符合NPO瓷介特性、环保型、材料分散性高、成型工艺好、高频低温烧结的NPO陶瓷介质材料；本发明需解决的第二个技术问题是提供由该陶瓷介质材料所得MLCC产品的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种NPO陶瓷介质

材料,包括主晶相、副料、改性添加剂、烧结助熔剂组成，其特征在于：所述的主晶相结构式是Mg(2-y)Zn y SiO4 ，0.001≤X≤0.05，所述的副料BaZrO3是BaCO3、ZrO2按一定的比例球磨混合均匀后，在1100～1200℃煅烧2～5小时后获得；所述的改性添加剂是MnO、CaO、TiO2、Li2O中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B2O3、ZnO、SiO2中的一种或几种。

进一步，在上述NPO陶瓷介质材料中，按摩尔份计，所述主晶相75～95%、副料5.0～15 %，改性添加剂1.2～10%、烧结助熔剂2.5～20mol%。按摩尔份计，所述的副料BaZrO3组成为BaCO3和ZrO2按1：1比例混合球磨混合均后，在1100～1200℃煅烧2～5小时后获得。按摩尔份计，所述的改性添加剂在整个陶瓷介质材料中的组成是MnO 0.2～0.5%、CaO 0～3.0%、TiO2 0～3.0%、Li2O 1.0～3.5%。所述的烧结助熔剂在整个陶瓷介质材料中的组成是B2O3 1.0～4.0mol%、ZnO 1.5～6.0mol%、SiO2 0～10.0mol%。所述的主晶相由Mg(OH)2、SiO2、ZnO、TiO2球磨混合均匀，在1050～1170℃煅烧2.5～5小时后获得。

用上述NPO陶瓷介质材料所得陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、坯块干燥、层压、切割、排胶、烧结、倒角、封端、烧端工序组成，按常规瓷料生产工艺流程制作MLCC 瓷料，然后按片式MLCC的制作流程加入有机粘合剂和乙醇等溶剂，从而形成浆料，把浆料流延制作成薄膜片，在膜片上印刷低钯含量的铜Cu-镍Ni合金内电极，交替层叠所需层数，形成生坯电容器芯片，然后在280～400℃温度热处理生坯电容器芯片，以排除有机粘合剂和溶剂，在1000-1050℃温度烧结2.5～5小时电容器芯片，然后,经表面抛光处理,再在芯片的两端封上一对外部铜Cu电极,使外部电极与内部电极连接,在700-800℃温度范围内热处理外电极,再经电镀处理等工艺,即可得到多层片式陶瓷电容器。该制备方法中，烧结温度低，对工艺设备的要求简单，陶瓷介质材料粒度分布均匀、瓷体晶粒生长均匀、致密、MLCC产品电气性能好的特点。

与现有技术相比，本发明的主晶相结构式是Mg(2-y)ZnySiO4 ，0.001≤X ≤0.05，所述的副料BaZrO3是BaCO3、ZrO25中的一种或两种；所述的改性添加剂是MnO、CaO、TiO2、Li2O中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B2O3、ZnO、SiO2中的一种或几种。主晶相选择具有良好高频性能的复合物，该复合