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具有低介电损耗的电介质的制造方法及据此制造的电介质


技术摘要:
本发明涉及一种能够制造因温度导致的介电特性变动窄、不同频率下的介电特性不变、具有低介电损耗的低介电损耗的频率不变的电介质的电介质的制造方法及据此制造的电介质。
背景技术:
电介质作为施加电场时在内部发生分极的物质,一般用作为了暂时保持电源线电 压而发挥蓄电作用或发挥去除前端电路中的直流偏置电压而向后端电路只传递交流信号 电压的作用的电容器,主要用于电子设备。 一般而言,根据电子工业协会(EIA)规格,根据电介质的材料,陶瓷电容器可以分 为一级和二级。一级作为温度补偿器用,介电常数虽低,但介电损耗也低,温度及电压导致 的容量变化率小,在直到既定水平的频率下也表现出稳定特性。二级具有因温度及电压导 致的容量变化率大、介电损耗大,但介电常数大的特征。 最近,随着电子设备小型化及轻量化、集成化趋势飞跃性扩大,为了提高贴装密 度,小型化电容器的需求增加,为此,正在研究一般以高电容率的钛酸钡为基础的电介质。 但是,钛酸钡其本身因温度导致的容量变化率大,介电损耗比较高,由于频率导致的弛豫效 应,存在不同频率下电容率稳定性低的问题。 一般而言,为了减小因温度导致的介电常数变动,一直以来所进行的研究是使用 如下方法,即,将钛酸钡之外的氧化物系列的添加剂一同混合或以在初期颗粒生成阶段首 先涂覆颗粒的方式形成核-壳结构,或将高分子有机物质连接于钛酸钡颗粒。 电介质如果施加电场,则根据交流频率,排列偶极矩。其中,高效的电介质可以说 是能够使热形态的能量损耗实现最小化、使电场能有助于偶极排列的电介质。为此,电介质 只有具有尽可能低的介电损耗,才能表现出高效率。 电介质由于频率导致的介电弛豫效应,根据频率而表现出大幅的介电常数变动。 在即使高频带下也需要稳定的介电特性的技术及电子设备中,为了迎合这种需要,需要与 频率无关地表现出既定介电常数特性的电介质。 现有技术文献 【专利文献】 韩国授权专利第10-1905143号
技术实现要素:
本发明正是为了解决前述问题而研发的,旨在提供一种能够制造具有低介电损耗 的电介质的电介质制造方法。 更详细而言,旨在提供一种电介质的制造方法,能够制造因温度导致的介电特性 变动窄、不同频率下介电特性不变、具有低介电损耗的低介电损耗的频率不变的电介质。 进而,提供一种据此制造的电介质。 为了达成所述目的,本发明提供一种电介质的制造方法,其特征在于,包括: 制造具有比钛酸钡(Barium  Titanate、BaTiO3)烧成温度更低温度的熔点的ABO3氧 4 CN 111718193 A 说 明 书 2/15 页 化物的步骤; 混合钛酸钡与ABO3氧化物而获得满足下式1的混合物的步骤;及 以ABO3氧化物的熔点以上的温度烧结混合物的步骤; 在所述烧结步骤中,ABO3氧化物流入分布于钛酸钡晶界: [式1] (1-x)BaTiO3-xABO3 在所述式1中,x为0.01至0.30。 另外,本发明提供一种电介质,其特征在于, 包含钛酸钡(BaTiO3)和ABO3氧化物,满足下式1, 所述ABO3氧化物分布于钛酸钡的晶界: [式1] (1-x)BaTiO3-xABO3 在所述式1中,x为0.01至0.30。 根据本发明的电介质的制造方法而制造的电介质,作为混合钛酸钡与具有比所述 钛酸钡的烧成温度更低温度熔点的ABO3氧化物而制成的电介质,可以表现出高相对电容率 和低介电损耗,具有因温度变化导致的低电容率变化幅。 而且,常温电阻率可以具有1E11  Ohm-cm最大至1E13  Ohm-cm以上,在高温区域,可 以在135℃至140℃下表现出不足TCC±15%的特性。 进而,本发明的电介质具有高绝缘电阻率及优秀的温度稳定性,可以应用于要求 高温度稳定性的IT制品的无源元件等。 附图说明 图1及图2是说明本发明实施例的电介质的制造方法的流程图。 图3是显示本发明实施例的钛酸钡及ABO3氧化物粉末的颗粒大小的扫描电子显微 镜图像((a)BaTiO3、(b)K0.5Na0.5NbO3、(c)KNb0.5Ta0.5O3、(d)AgNb0.5Ta0.5O3) 图4是概略地显示根据本发明实施例制造的电介质的细微结构的图。 图5是显示本发明实施例的90BaTiO3-10ABO3 1wt%SiO2中,不同ABO3氧化物ABO3种 类下的烧成试片细微组织的扫描电子显微镜的图像((a)90BaTiO3 10KNN 1wt%SiO2、(b) 90BaTiO3 10KNT 1wt%SiO2、(c)90BaTiO3 10ANT 1wt%SiO2)。 图6、图7及图8分别是针对90BaTiO3-10KNN 1wt%SiO2、90BaTiO3-10KNT 1wt% SiO2及90BaTiO3-10ANT 1wt%SiO2的试片,将相应元素的分布应用到通过透射式电子显微 镜的EDS映射的图像。 图9是显示在本发明实施例的(100-x)BaTiO3-xKNN 1wt%SiO2试片中,按各x的浓 度测量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 图10是显示在本发明实施例的90BaTiO3-10KNN中,不同SiO2含量浓度的试片中测 量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表,图表下方的值是显示各试片的常 温电阻率的表。 图11是显示在本发明实施例的(100-x)BaTiO3-xKNT 1wt%SiO2试片中,按各x的浓 度测量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 5 CN 111718193 A 说 明 书 3/15 页 图12是显示在本发明实施例的90BaTiO3-10KNT中,不同SiO2含量浓度的试片中测 量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 图13是显示在本发明实施例的(100-x)BaTiO3-xANT 1wt%SiO2试片中,按各x浓度 测量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 图14是显示在本发明实施例的90BaTiO3-10ANT中,不同SiO2含量浓度的试片中测 量的不同频率下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 图15是显示在本发明实施例的90BaTiO3-110ABO3 1wt%SiO2中,不同ABO3氧化物 种类的烧成试片的不同温度下相对电容率和介电损耗值的变化的图表。 附图标记 100:钛酸钡 200:ABO3氧化物
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