NBT基多層陶瓷電容器制備工藝及介電性能研究.pdf

1、在宇航、石油勘探等一些特殊領(lǐng)域，高溫電容器件的應(yīng)用需求十分迫切。滿(mǎn)足電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定的X9R特性或工作溫度范圍更廣的疊層陶瓷電容器越來(lái)越不可或缺。國(guó)外對(duì)于高溫穩(wěn)定型 MLCC制備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，(Na0.5Bi0.5)TiO3（NBT）體系在多層陶瓷電容器領(lǐng)域的應(yīng)用鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本論文針對(duì)NBT基陶瓷，通過(guò)引入NaNbO3（NN）改善其介電溫度穩(wěn)定性，獲得X9R型的MLCC材料，對(duì)NBT基陶瓷的MLCC制備工藝進(jìn)行研究，成功制

2、備出X9R型的MLCC器件，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)氧化物摻雜提高NBT基陶瓷的絕緣特性，為其在Ni-MLCC的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　(1-x)NBT-xNN體系陶瓷具有良好的介電溫度穩(wěn)定性，本論文采用固相反應(yīng)法制備了(1-x)NBT-xNN(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)陶瓷，研究了NN對(duì)陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著NN含量的增加，陶瓷的弛豫特性更加明顯。一定量的NN能夠改善NBT的介電溫度穩(wěn)定性，使陶瓷的P

3、-E曲線(xiàn)細(xì)化，提高陶瓷的儲(chǔ)能密度。在-55-205℃的溫度范圍內(nèi)，0.6NBT-0.4NN組分陶瓷的介電損耗小于1％，介電常數(shù)800-1000，容溫變化率在11%以?xún)?nèi)，介電溫度穩(wěn)定性好。
　　多層陶瓷器件制備工藝復(fù)雜，尤其是流延成型、疊層、內(nèi)電極印刷、排膠燒結(jié)等關(guān)鍵工藝條件容易導(dǎo)致多層陶瓷器件的介電性能差異。因此，本論文重點(diǎn)研究了NBT基陶瓷流延工藝，設(shè)計(jì)不同排膠燒結(jié)工藝，研究其對(duì)多層陶瓷器件的顯微結(jié)構(gòu)及介電性能影響。研究結(jié)果表明

4、，排膠速率盡可能低，燒結(jié)速率要適中，升溫速率太快電極連續(xù)性變差，升溫速率太慢介電性能也會(huì)受影響。在-55℃-205℃溫度范圍內(nèi)，0.6NBT-0.4NN陶瓷的MLCC器件具有介電常數(shù)800-1000，介電損耗小于1%，容溫變化率滿(mǎn)足EIA X9R的標(biāo)準(zhǔn)。
　　另外，0.6NBT-0.4NN組分陶瓷介電溫度穩(wěn)定性好，但抗還原性能較差，在此基礎(chǔ)上對(duì)NBT-NN陶瓷基料進(jìn)行摻雜MnO2、MgO、Y2O3等，研究氧化物對(duì)0.6NBT-0.

5、4NN物相結(jié)構(gòu)、介電性能及絕緣電阻的影響。結(jié)果表明，MnO2、MgO、Y2O3摻雜均使得陶瓷在-55℃-205℃的高溫端容溫變化增大，降低了其介電溫度穩(wěn)定性，但可以提高陶瓷絕緣電阻率，降低漏導(dǎo)電流，從而提高其抗還原能力。陶瓷(1-x)[0.6NBT-0.4NN]-xMnO2（x=0.015，0.025）、(1-x)[0.6NBT-0.4NN]-xMgO（x=0.005，0.007）和(1-x)[0.6NBT-0.4NN]-xY2O3(0