随着微波通信技术的迅速发展,单层芯片电容在民用领域得到广泛应用,如雷达、卫星通讯、电视卫星接收器、无线局域等系统微波电路中的微波集成、隔直、RF旁路等都需求高精度的单层芯片电容。单层芯片电容具有尺寸小、电容量大、应用温度范围宽、电容变化率小、频率特性好等优点,适用于微组装工艺和微波电路。
目前,单层芯片电容的基片材料用的大多是SrTiO3系陶瓷材料,SrTiO3是典型的钙钛矿型结构,其具有介电常数高、介电损耗低、热稳定性好等优点,被广泛应用于电子功能陶瓷材料。但是该陶瓷材料有以下的几个问题:
一、烧结温度高(在1450℃以上),且烧成后晶粒容易异常长大从而导致材料性能均匀性差;
二、复杂的烧结工艺易使芯片电容表面粗糙、变形、结构不致密,难以实现材料薄型化;
三、材料的电容温度特性难以达到X7R系列标准要求,需要从多方面考虑改进其电容温度特性,使其电容变化率△C/C25℃(-55℃~125℃)≤±15%;
四、要获得较好性能往往需要采用具有Pb等重金属元素,对环境不友好。
为克服现有的技术难关,六台彩图库宝介绍一种高介电常数、低损耗、高绝缘、良好温度稳定性的单层芯片电容及其制备生产工艺。具体制备步骤如下:
一、复合氧化物添加剂制备
①选择SrCO3、MnO2、TiO2、SiO2和B2O3作为原料,按配比进行备料,将备料以去离子水为介质进行球磨,并于100℃~120℃下烘干并过40目筛得到球磨料;
②球磨料在600℃~800℃温度条件下预烧1~2小时,得到复合氧化物添加剂粉末。
二、配料
以SrTiO3为主料,分别添加配比含量的Nb2O5、SiO2、Y2O3、CaSnO3和复合氧化物添加剂,混合得到混合料。
三、球磨
将混合料进行球磨,球磨后于120℃下烘干并过80目筛,得到球磨料。
四、干燥、造粒、成型、排胶
将球磨料干燥后添加相当于球磨料质量16~20%的聚乙烯醇,混合后造粒,然后轧膜成型得到基片生坯,基片生坯在空气中600℃下保温0.5~2小时进行排胶。
五、还原气氛烧结
将基片在N2:H2为(4~16):1的混合流动还原气氛条件下以30~40℃/小时的速度升温到1340℃~1400℃进行烧结,保温时间为3小时,得到陶瓷基片。
六、氧化热处理
将陶瓷基片在温度为1220℃~1260℃、气氛为空气的条件下烧结1~2小时进行氧化热处理,自然冷却后即得到单层芯片电容的基片材料。
七、测试
将单层芯片电容的基片材料切割成适当尺寸的小方片,在800℃保温15分钟后印刷金属电极并进行测试。
参考数据:
CN105084892A《高介单层微型陶瓷电容器基片材料及其制备方法》
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