随着微波通信技(jì )術的迅速發展,單層芯片電(diàn)容在民(mín)用(yòng)領域得到廣泛應用(yòng),如雷達、衛星通訊、電(diàn)視衛星接收器、無線(xiàn)局域等系統微波電(diàn)路中(zhōng)的微波集成、隔直、RF旁路等都需求高精(jīng)度的單層芯片電(diàn)容。單層芯片電(diàn)容具(jù)有(yǒu)尺寸小(xiǎo)、電(diàn)容量大、應用(yòng)溫度範圍寬、電(diàn)容變化率小(xiǎo)、頻率特性好等優點,适用(yòng)于微組裝(zhuāng)工(gōng)藝和微波電(diàn)路。
目前,單層芯片電(diàn)容的基片材料用(yòng)的大多(duō)是SrTiO3系陶瓷材料,SrTiO3是典型的鈣钛礦型結構,其具(jù)有(yǒu)介電(diàn)常數高、介電(diàn)損耗低、熱穩定性好等優點,被廣泛應用(yòng)于電(diàn)子功能(néng)陶瓷材料。但是該陶瓷材料有(yǒu)以下的幾個問題:
一、燒結溫度高(在1450℃以上),且燒成後晶粒容易異常長(cháng)大從而導緻材料性能(néng)均勻性差;
二、複雜的燒結工(gōng)藝易使芯片電(diàn)容表面粗糙、變形、結構不緻密,難以實現材料薄型化;
三、材料的電(diàn)容溫度特性難以達到X7R系列标準要求,需要從多(duō)方面考慮改進其電(diàn)容溫度特性,使其電(diàn)容變化率△C/C25℃(-55℃~125℃)≤±15%;
四、要獲得較好性能(néng)往往需要采用(yòng)具(jù)有(yǒu)Pb等重金屬元素,對環境不友好。
為(wèi)克服現有(yǒu)的技(jì )術難關,愛晟電(diàn)子介紹一種高介電(diàn)常數、低損耗、高絕緣、良好溫度穩定性的單層芯片電(diàn)容及其制備生産(chǎn)工(gōng)藝。具(jù)體(tǐ)制備步驟如下:
一、複合氧化物(wù)添加劑制備
①選擇SrCO3、MnO2、TiO2、SiO2和B2O3作(zuò)為(wèi)原料,按配比進行備料,将備料以去離子水為(wèi)介質(zhì)進行球磨,并于100℃~120℃下烘幹并過40目篩得到球磨料;
②球磨料在600℃~800℃溫度條件下預燒1~2小(xiǎo)時,得到複合氧化物(wù)添加劑粉末。
二、配料
以SrTiO3為(wèi)主料,分(fēn)别添加配比含量的Nb2O5、SiO2、Y2O3、CaSnO3和複合氧化物(wù)添加劑,混合得到混合料。
三、球磨
将混合料進行球磨,球磨後于120℃下烘幹并過80目篩,得到球磨料。
四、幹燥、造粒、成型、排膠
将球磨料幹燥後添加相當于球磨料質(zhì)量16~20%的聚乙烯醇,混合後造粒,然後軋膜成型得到基片生坯,基片生坯在空氣中(zhōng)600℃下保溫0.5~2小(xiǎo)時進行排膠。
五、還原氣氛燒結
将基片在N2:H2為(wèi)(4~16):1的混合流動還原氣氛條件下以30~40℃/小(xiǎo)時的速度升溫到1340℃~1400℃進行燒結,保溫時間為(wèi)3小(xiǎo)時,得到陶瓷基片。
六、氧化熱處理(lǐ)
将陶瓷基片在溫度為(wèi)1220℃~1260℃、氣氛為(wèi)空氣的條件下燒結1~2小(xiǎo)時進行氧化熱處理(lǐ),自然冷卻後即得到單層芯片電(diàn)容的基片材料。
七、測試
将單層芯片電(diàn)容的基片材料切割成适當尺寸的小(xiǎo)方片,在800℃保溫15分(fēn)鍾後印刷金屬電(diàn)極并進行測試。
參考數據:
CN105084892A《高介單層微型陶瓷電(diàn)容器基片材料及其制備方法》
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