隨著微波通信技術(shù)的迅速發(fā)展，單層芯片電容在民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如雷達(dá)、衛(wèi)星通訊、電視衛(wèi)星接收器、無線局域等系統(tǒng)微波電路中的微波集成、隔直、RF旁路等都需求高精度的單層芯片電容。單層芯片電容具有尺寸小、電容量大、應(yīng)用溫度范圍寬、電容變化率小、頻率特性好等優(yōu)點，適用于微組裝工藝和微波電路。

目前，單層芯片電容的基片材料用的大多是SrTiO₃系陶瓷材料，SrTiO₃是典型的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，其具有介電常數(shù)高、介電損耗低、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電子功能陶瓷材料。但是該陶瓷材料有以下的幾個問題：

一、燒結(jié)溫度高(在1450℃以上)，且燒成后晶粒容易異常長大從而導(dǎo)致材料性能均勻性差；

二、復(fù)雜的燒結(jié)工藝易使芯片電容表面粗糙、變形、結(jié)構(gòu)不致密，難以實現(xiàn)材料薄型化；

三、材料的電容溫度特性難以達(dá)到X7R系列標(biāo)準(zhǔn)要求，需要從多方面考慮改進(jìn)其電容溫度特性，使其電容變化率△C/C_25℃(-55℃~125℃)≤±15％；

四、要獲得較好性能往往需要采用具有Pb等重金屬元素，對環(huán)境不友好。

為克服現(xiàn)有的技術(shù)難關(guān)，愛晟電子介紹一種高介電常數(shù)、低損耗、高絕緣、良好溫度穩(wěn)定性的單層芯片電容及其制備生產(chǎn)工藝。具體制備步驟如下：

一、復(fù)合氧化物添加劑制備

①選擇SrCO₃、MnO₂、TiO₂、SiO₂和B₂O₃作為原料，按配比進(jìn)行備料，將備料以去離子水為介質(zhì)進(jìn)行球磨，并于100℃~120℃下烘干并過40目篩得到球磨料；

②球磨料在600℃~800℃溫度條件下預(yù)燒1~2小時，得到復(fù)合氧化物添加劑粉末。

二、配料

以SrTiO₃為主料，分別添加配比含量的Nb₂O₅、SiO₂、Y₂O₃、CaSnO₃和復(fù)合氧化物添加劑，混合得到混合料。

三、球磨

將混合料進(jìn)行球磨，球磨后于120℃下烘干并過80目篩，得到球磨料。

四、干燥、造粒、成型、排膠

將球磨料干燥后添加相當(dāng)于球磨料質(zhì)量16~20％的聚乙烯醇，混合后造粒，然后軋膜成型得到基片生坯，基片生坯在空氣中600℃下保溫0.5~2小時進(jìn)行排膠。

五、還原氣氛燒結(jié)

將基片在N2：H2為(4~16):1的混合流動還原氣氛條件下以30~40℃/小時的速度升溫到1340℃~1400℃進(jìn)行燒結(jié)，保溫時間為3小時，得到陶瓷基片。

六、氧化熱處理

將陶瓷基片在溫度為1220℃~1260℃、氣氛為空氣的條件下燒結(jié)1~2小時進(jìn)行氧化熱處理，自然冷卻后即得到單層芯片電容的基片材料。

七、測試

將單層芯片電容的基片材料切割成適當(dāng)尺寸的小方片，在800℃保溫15分鐘后印刷金屬電極并進(jìn)行測試。





參考數(shù)據(jù)：

CN105084892A《高介單層微型陶瓷電容器基片材料及其制備方法》