独石电容器瓷

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1、11.背景:电子技术（大规模集成电路、表面组装技术）的要求大容量、小体积、长寿命、高可靠性2.结构和工艺特点（1）涂有电极浆料的陶瓷坯体（多用薄片状）多层交替堆叠（2）陶瓷介质与电极同时烧成一个整体故称独石也称“多层陶瓷电容器”（MLCC，mutil-layersceramicsconductions)3.性能特点与应用优点：体积小、比容大、可靠性高应用：混合集成电路和其它小型化、可靠性要求较高的电路第四章独石结构电容器瓷§4.1概论24.分类（1）按烧温以及相匹配的电极材料分A.高温烧结型Ts＞1300℃电极：Pt、Pd等耐高温贵金属B.中温烧结型Ts＝1000～

2、1250℃电极：Ag/Pd合金C.低温烧结型Ts＜900℃电极：全Ag，低Pd的Ag/Pd合金（2）按应用分类A.高频电容器瓷－Ⅰ型（不同温度系数组别）B.低频电容器瓷－Ⅱ型（不同容量变化率组别）高介电系数型（铁电陶瓷）3§4.2低温烧结型独石电容器瓷一、低烧II型（低频）独石电容器瓷的组成与性能主晶相:主要为PMN（复合钙钛矿型结构的铁电体）Tc=-15℃，ℇTc＝12600，ℇTR=8500，tgδ＜1000×10-4优点:ℇ高，成瓷温度（1050～1100℃）接近银电极烧成温度缺点:Tc较低，负温损耗较大（1）PMN的合成＞500℃出现三种焦绿石相，介电性能差

3、790～820℃生成钙钛矿相，高介电性能（2）成瓷1050～1100℃4全钙钛矿相PMN的合成方法570℃形成3PbO-Nb2O5（P3N）2PbO-Nb2O5（P2N）700～830℃P2N分解，P3N增加830℃液相生成830～1000℃形成PMN高温下PbO挥发出现3PbO-2Nb2O5（P3N2）焦绿石相（P3N、P2N、P3N2）为低介电系数相，应尽量防止产生！3PbO-MgO-Nb2O5系统5（1）分步合成法1000℃IMgO+Nb2O5MgNb2O6其中MgO过量2～5％900℃II3PbO+MgNb2O63Pb(Mg1/3Nb2/3)O3全钙钛矿相P

4、MN的合成方法6（2）过量PbO合成法1000℃预烧PMN＋过量PbO全钙钛矿相PMN消除P3N2焦绿石相过量PbO＝0时，ρv＝86％ρ(1000℃）4～6wt%，ρv＝96～97％ρ(900℃）6wt%，纯钙钛矿相，ε＝12600>6wt%，PMN+PbO，富Pb液相，Tc↑εmax↓全钙钛矿相PMN的合成方法预烧温度：650～700，生成各种焦绿石相，介电性能差但混在钙钛矿中造成晶格畸变，有利于粉碎和烧结790～810，生成钙钛矿相，有利于提高介电性能但不利于粉碎且烧结困难，影响老化性能7★国内II型独石电容器材料系统进展1.PMN-PT-Bi2O3系统（原始

5、配方）（1）组成PMN主晶相Tc=-15℃，ℇTc＝12600，ℇTR=8500，tgδ＜1000×10-4PbTiO3移峰剂——使居里点移入工作温区Tc=500℃，ℇTR=150，tgδ＜300×10-4PT＝10～14mol％：高室温介电系数、低温度变化率烧成温度1100℃，不能与银电极配合Bi2O3助熔剂——形成低共熔物，降低烧温Bi2O3/820℃MgO-Bi2O3/785℃PbO-Bi2O3/730℃——压峰作用（介温平缓，ℇ：5000～6000)Bi2O3+TiO2Bi2/3TiO3形成PMN-PT连续固溶体BUT8（2）性能经典配方:PbMg1/3Nb

6、2/3O3-0.14PbTiO3-0.04Bi2O3■900℃一次烧成Tc≈0℃，ℇTR=6300，tgδ≈50×10-4，R=1011Ω不致密，气孔多易电性能老化高温直流电场下，R随时间逐渐降低，甚至在低压下击穿■实际烧结温度：980℃＞900～910℃银电极烧结温度★需进一步降低烧结温度！PMN主晶相Tc=-15℃，ℇTc＝12600，ℇTR=8500，tgδ＜1000×10-492.PMN-PT-PCW系统（改进配方）（1）组成PMN主晶相PbTiO3移峰剂PCW助熔剂（钙钛矿型反铁电体）相转变温度400℃，ℇTR=70，tgδ＜150×10-4烧结温度750

7、℃，熔融温度860℃（2）性能经典配方:PbMg1/3Nb2/3O3-0.1PbTiO3-0.055PbCd1/2W1/2O3Ts=920℃Tc=8℃，ℇmax＝11150，ℇTR=10950，tgδ＜170×10-4＊＋1wt%硼硅铅玻璃：熔融温度700～800℃ℇTR=5500～7000＊＋1wt%硼铅玻璃：熔融温度600℃ℇTR=9000～10000玻璃相均匀包裹晶粒,阻碍电畴取向103.改性PMN-PT-PCW系统——添加改性，获得不同容量变化率组别PMN-PT-PCW负温容量变化率65％，负温损耗较大11二、低烧I型（高频）独石电容器瓷的组成与性能Mg