CN1063732C - 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 - Google Patents
钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1063732C CN1063732C CN94104451A CN94104451A CN1063732C CN 1063732 C CN1063732 C CN 1063732C CN 94104451 A CN94104451 A CN 94104451A CN 94104451 A CN94104451 A CN 94104451A CN 1063732 C CN1063732 C CN 1063732C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- srtio
- layer capacitor
- boundary layer
- tio
- sintering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;oxotitanium Chemical compound [Ti]=O.OC(=O)C(O)=O QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- YKPRSDUPFZKUBN-UHFFFAOYSA-H [Ti+4].[Sr++].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O Chemical compound [Ti+4].[Sr++].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O YKPRSDUPFZKUBN-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本发明介绍了电容器用SrTiO3基晶界层电容器材料的制造方法，与以往的方法相比，在选料方面，采用草酸氧钛锶经热分解获得严格按化学配比的SrTiO3原料，其SrO与TiO2的摩尔比严格为1∶1，而这一比值对控制配方组成，进而对晶粒生长，半导化性质及最终介电性能有很大影响，又由于添了Li2CO3助烧结剂，降低了烧结温度400～200℃，晶界绝缘化处理方面，采用了含有CuO的扩散源，大大简化了工艺，降低了成本，最终，改进了产品的介电性能。
Description
本发明涉及电容器制造领域。
迄今为止，SrTiO3基晶界层制造方法为：
以SrCO3和TiO2作为原料，在1100～1200℃下合成为SrTiO3，经粉碎、球磨后获得SrTiO3粉料，作为制作SrTiO3基晶界层电容器的原料，按一定比例在SrTiO3粉料中加入SrCO3、TiO2、Nb2O5以及其他添加物，利用通常的陶瓷制备工艺过程制成一定尺寸的园片坯后，在≥1400℃温度，N2+H2的混合流动气体中进行烧结，获得半导化基片。然后在半导化基片上涂敷由Bi2O3-B2O3-CuO等混合组成的浆料，在1000～1250℃温度范围内，氧化(空气)气氛中进行烧成，使晶界绝缘化。
其不足之处在于以SrCO3和TiO2合成不易保证SrTiO3中的SrO与TiO2的摩尔比为1∶1，且烧成温度高，制品性能亦不易控制。
本发明的目的就是针对以上方法中的不足之处，提出了一种新的电容器用SrTiO3基晶界层电容器制造方法，该制造方法包括下列步骤：
①选用草酸氧钛锶为原料，在900℃～1000℃温度范围内进行热分解，获得SrTiO3粉料；
②按下列配方配料：在1mol SrTiO3中加入TiO2或SrCO3，TiO2的添加量在0.03～0.005mol，SrCO3的添加量在0.005～0.04mol范围内，即TiO2/SrO的摩尔比在1.03～0.96范围内调节，然后添加0.003～0.015mol的Nb2O5作为施主杂质，再加入Li2CO3、LiNO3或LiF中的一种或两种作为助烧结剂，添加量为0.3～4wt％(以摩尔为单位分别为0.00745～0.0994mol、0.00798～0.1065mol、0.0212～0.283mol)，将配制好的料按常规陶瓷工艺制成园片素坯；
③在900℃～1250℃温度范围内在N2+H2流动气体中进行半导化烧结；
④晶界绝缘化：采用气相扩散工艺进行晶界绝缘化，CuO或PbO中的一种或两种与Al2O3混合制成园筒或分层筒体作为气相扩散源。扩散温度为1000～1250℃，介质为空气，从而得到SrTiO3基晶界层电容器材料。
利用上述制备方法，可在低温下获得稳定均匀的电容器用SrTiO3基晶界层电容器材料。以往用SrTiO3和TiO2作为原料预合成的SrTiO3，不易保证SrO与TiO2的摩尔比严格为1∶1，而该比值控制配方组成，进而在很大程度上影响着晶粒的生长、半导化性质及产品最终的介电性能，另一方面，这样合成的SrTiO3粉体粒度也不易控制，本发明采用草酸氧钛锶[SrTiO(C2O4)2·4H2O]作为原料，经分解可获得纯的严格按化学配比SrO∶TiO2(mol)为1∶1的SrTiO3并且粒度较小，具有较好的反应活性，易于烧结和晶粒长大。
在本发明的配方中，由于添加了一定量的Li2CO3等作为助烧结剂，在烧成过程中可在晶界形成具有化学反应活性的低熔液相，因此可比以往的工艺降低烧结温度400～200℃左右，即可在1000℃～1200℃的温度范围内进行致密化烧结。其烧结机理也有别于以往的工艺。以往配方的晶粒长大机制是气相传质下的蒸发--凝聚过程。而本发明是具有化学反应活性的液相存在下的溶解一淀析过程。同时，可在晶粒边界之间形成有钛酸锂微晶析出的中间液相层，这一液相层包裹在晶粒周围形成一层均匀的薄的液相网络，提高晶界的绝缘性能。
以往采用在半导化片表面涂敷绝缘剂浆料进行晶界绝缘化的方法，工艺繁琐，制品性能不均匀，本发明使用CuO和Al2O3制成的筒状容器作为扩散源，将一次烧成获得的半导化片堆放在该容器中，在1100℃～1200℃温度下，由于扩散源筒中CuO挥发，并扩散入半导化片中使晶界绝缘化，这种工艺简单，易于操作；扩散源制备容易，又可多次反复使用，产品不会发生粘接可任意堆放，产量大，性能好。
以草酸氧钛锶作为原料，在950℃温度下，保温2小时，进行分解，获得SrTiO3粉料，按照化学分子式为Sr1.004TiNb0.006O3.019，在1mol SrTiO3中加入0.004mol SrCO3和0.003molNb2O5，然后分别添加重量百分比为0.5％(0.0125mol)、1.5％(0.0375mol)、2.5％(0.0626mol)和3.5％(0.0876mol)的Li2CO3作为助烧结剂，四种试样分别用符号L1、L2、L3和L4表示。
将上述配制好的料加入无水乙醇，经48小时球磨混料，球磨后经烘干，过筛，加入少量粘合剂充分拌匀后，陈腐30小时，过筛造粒，干压成型为φ10mm、厚度约1.0mm的园片素坯，经排胶后供烧结用。
排胶后的素坯在N2∶H2为1∶1体积比的流动气体中，在1200℃温度下保温6小时进行半导化烧结。
将半导化片堆放在多层园筒状CuO气相扩散源中进行扩散处理，扩散温度1200℃，扩散时间8小时，随炉冷却获得晶界被绝缘的晶界层电容器材料。
在经晶界绝缘化的园片两端面上被覆银电极，经焊接引线，包封后可制成晶界层电容器。其各项介电性能见表1。
表1：不同试样的介电性能
| εaDD(×104) | ρ(Ω·cm) | tgδ(％) | △c／c(％) | |
| L1 | 9.7 | 1.1×1010 | 0.8 | ＜±15 |
| L2 | 5.4 | 1.9×1012 | 1.7 | ＜±15 |
| L3 | 2.1 | 3.6×1011 | 0.9 | ＜±15 |
| L4 | 1.9 | 1.5×109 | 1.9 | ＜±15 |
Claims (1)
1、电容器用SrTiO3基晶界层电容器材料制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
①选用草酸氧钛锶为原料，在900℃～1000℃温度范围内进行热分解，获得SrTiO3粉料：
②按下列配方配料：在1mol SrTiO3中加入TiO2或SrCO3，TiO2的添加量在0.03～0.005mol，SrCO3的添加量在0.005～0.04mol范围内，即TiO2/SrO的摩尔比在1.03～0.96范围内调节，然后添加0.003～0.015mol的Nb2O5作为施主杂质，再加入Li2CO3、LiNO3或LiF中的一种或两种作为助烧结剂，添加量分别为0.00745～0.0994mol、0.00798～0.1065mol、0.0212～0.283mol：
③在900℃～1250℃温度范围内、N2+H2流动气体中进行半导化烧结；
④晶界绝缘化：采用气相扩散工艺进行晶界绝缘化，CuO或PbO中的一种或两种与Al2O3混合制成园筒或分层筒体作为气相扩散源，扩散温度为1000～1250℃，介质为空气，从而得到SrTiO3基晶界层电容器材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN94104451A CN1063732C (zh) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN94104451A CN1063732C (zh) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1098396A CN1098396A (zh) | 1995-02-08 |
| CN1063732C true CN1063732C (zh) | 2001-03-28 |
Family
ID=5031591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN94104451A Expired - Fee Related CN1063732C (zh) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1063732C (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1049519C (zh) * | 1997-09-10 | 2000-02-16 | 电子科技大学 | 晶界层和表面层陶瓷电容器的半导化烧结方法 |
| CN100418167C (zh) * | 2005-05-31 | 2008-09-10 | 广州翔宇微电子有限公司 | 单层电容器用晶界层陶瓷介质瓷料、基片的制造方法及其基片 |
| EP2371790A3 (en) * | 2006-05-31 | 2015-03-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor ceramic, monolithic semiconductor ceramic capacitor, method for manufacturing semiconductor ceramic, and method for manufacturing monolithic semiconductor ceramic capacitorfabricating semiconductor ceramic, and method for fabricating laminated semiconductor ceramic capacitor |
| CN101525151B (zh) * | 2009-03-20 | 2013-09-04 | 仙桃市中星电子材料有限公司 | 高纯电子级钛酸锶的生产工艺 |
| CN102173794A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-09-07 | 汕头高新区松田实业有限公司 | 一种可配合铜电极使用的圆片电容器陶瓷介质材料及其制备方法 |
| CN108409325A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-08-17 | 湖南先导电子陶瓷科技产业园发展有限公司 | 一种超低温烧结的高q值微波介质陶瓷材料制备工艺及产品 |
| CN109516799B (zh) * | 2019-01-22 | 2021-07-27 | 电子科技大学 | 一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料及其制备方法 |
| CN113674994B (zh) * | 2021-09-23 | 2022-06-10 | 广州天极电子科技股份有限公司 | 一种钛酸锶单晶基晶界层电容器材料及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN87106154A (zh) * | 1986-09-02 | 1988-03-16 | Tdk株式会社 | 半导体陶瓷的组成 |
| CN1039396A (zh) * | 1988-06-13 | 1990-02-07 | 索尔维公司 | 钛酸钡和/或钛酸锶晶体的制造方法以及钛酸钡和/或钛酸锶晶体 |
| CN1050464A (zh) * | 1986-07-29 | 1991-04-03 | Tdk株式会社 | 一种钛酸锶系半导体陶瓷电容器的制造方法 |
-
1994
- 1994-05-06 CN CN94104451A patent/CN1063732C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1050464A (zh) * | 1986-07-29 | 1991-04-03 | Tdk株式会社 | 一种钛酸锶系半导体陶瓷电容器的制造方法 |
| CN87106154A (zh) * | 1986-09-02 | 1988-03-16 | Tdk株式会社 | 半导体陶瓷的组成 |
| CN1039396A (zh) * | 1988-06-13 | 1990-02-07 | 索尔维公司 | 钛酸钡和/或钛酸锶晶体的制造方法以及钛酸钡和/或钛酸锶晶体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1098396A (zh) | 1995-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1204081C (zh) | 介电陶瓷组合物及其制造方法和在通讯设备器件中的应用 | |
| CN1117708C (zh) | 可低温烧结的低损耗介质陶瓷组合物及其制备方法 | |
| JPH01313356A (ja) | セラミック物質の製法 | |
| CN1063732C (zh) | 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 | |
| EP0300561B1 (en) | Method for producing superconducting oxides and thin films of such oxides | |
| CN114394827B (zh) | 一种低介电常数硅酸盐微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN111943664A (zh) | 一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN102347132A (zh) | 带有变阻器功能的层叠型半导体陶瓷电容器 | |
| JP2000044341A (ja) | 誘電体セラミック組成物 | |
| KR20030001310A (ko) | 원료 세라믹 분말의 제조 방법, 원료 세라믹 분말, 원료세라믹 분말을 이용하여 생성된 유전체 세라믹 및 유전체세라믹을 이용한 모놀리식 세라믹 전자 부품 | |
| CN100497757C (zh) | 一种含氧金属无机化合物单晶纳米材料的低温碱熔液合成方法 | |
| CN107935584A (zh) | 一种用于ltcc的微波介质陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN102617137B (zh) | 一种BaO-TiO2系无铅Y5P电容器介质瓷料及其制备方法 | |
| CN106007707A (zh) | Mg-Nb掺杂钛酸铋微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN110256066A (zh) | 一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料 | |
| CN1056130C (zh) | 钛酸锶基晶界层电容器材料制造方法 | |
| JPH06309925A (ja) | 誘電体組成物、その製造法、その薄膜の製造法および薄膜コンデンサ | |
| Shanker et al. | Investigation of Ba 2-x Sr x TiO 4: Structural aspects and dielectric properties | |
| CN1295188C (zh) | 高温快速合成钛酸盐陶瓷粉体的方法 | |
| JPH0574528B2 (zh) | ||
| CN1974478A (zh) | Ku波段用环保微波介质陶瓷 | |
| CN104609850B (zh) | 一种低温共烧微波介质陶瓷基板材料及其制备方法 | |
| CN113896531B (zh) | 一种温度稳定的低损耗复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN115959904B (zh) | 一种用于制备小损耗超高压交流瓷介电容器的介质材料及其制备方法 | |
| CN110171965B (zh) | 一种npo电容器介质材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |