降低X7R陶瓷電容器燒結(jié)溫度的研究.pdf

1、多層陶瓷電容器(MLCC)是在表面組裝電路中使用的最重要的電子元件之一。其在空氣中燒結(jié)時(shí),使用的內(nèi)電極是昂貴的貴金屬Pd或Ag/Pd合金。Pd比Ag昂貴很多,為了降低MLCC的生產(chǎn)成本,必須想辦法減少內(nèi)電極中Pd的質(zhì)量比。而MLCC的燒結(jié)溫度決定了內(nèi)電極里Pd的質(zhì)量比,更低的燒結(jié)溫度意味著成本的降低。本論文以降低X7R陶瓷電容器的燒結(jié)溫度為目的,在深入分析BaTiO3陶瓷的改性機(jī)理的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了探索性和創(chuàng)新性的研究。本論文研究的主要成

2、果和結(jié)論如下： 研究了金屬Zn摻雜對(duì)BT陶瓷的性能影響,發(fā)現(xiàn)BT陶瓷可以在980℃時(shí)燒熟,這主要是由于金屬Zn的軟化溫度和熔點(diǎn)較低,可以起到助燒的作用。BT陶瓷的介電常數(shù)迅速增大,但容溫性能變的很差。這可由滲透理論以及定比例法則來(lái)解釋,當(dāng)摻雜量低于摻雜閾值時(shí),介電常數(shù)會(huì)隨著摻雜量的增加而增大。 研究了CuO摻雜對(duì)BT陶瓷的性能影響,BT陶瓷可以在950℃時(shí)燒熟,介電常數(shù)沒(méi)有顯著變化,并且容溫性能沒(méi)有被嚴(yán)重惡化。CuO起降

3、燒的作用,主要是由于其較低的熔化溫度,可以很好的起到液相助燒的作用。 通過(guò)調(diào)整配方中各組分(MnCO3,CBS助燒劑,ZnO)的含量,得到了具有更高介電常數(shù)的配方(ε=2878,TCC125℃=-3.4)。本論文采用的方法主要是減少或者去掉配方中的某些組分,提高介電常數(shù),研究了各組分(MnCO3,CBS助燒劑,ZnO)在整個(gè)材料中起的作用,得到了更合理的配方：去掉MnCO3,ZnO摻雜量保持不變,次助燒劑改為摻雜0.3wt％的C

4、S(5:5)。 通過(guò)調(diào)整燒結(jié)工藝,獲得滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的X7R陶瓷材料。在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)燒結(jié)時(shí)間對(duì)BT陶瓷性能的影響很大,這是由于燒結(jié)速率的改變,直接影響了BT陶瓷晶粒的生長(zhǎng)。利用這一點(diǎn),調(diào)節(jié)介電常數(shù)與容溫性能兩者的關(guān)系,從而獲得兩項(xiàng)性能都可滿足的BT陶瓷。最終確定了2小時(shí)15分鐘到2小時(shí)20分鐘為最終配方的燒結(jié)工藝的第2階段最佳燒結(jié)時(shí)間。各項(xiàng)性能滿足X7R的工業(yè)生產(chǎn)對(duì)BT陶瓷各項(xiàng)性能的要求,即：ε≥2700,ρ≥1011Ω·cm