介电陶瓷组合物和层叠陶瓷元件制造技术

技术编号:3121718 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术目的是提供改进的温度补偿介电陶瓷组合物和层叠陶瓷元件,使用具有高的相对介电常数和Q值,可以在相对较低温度下烧结的温度补偿介电陶瓷组合物制造这些元件,烧结时不会引起陶瓷性能发生任何不希望的变化。组合物包含100重量份主组分xBaO-yTiO↓[2]-zRe↓[2]O↓[3];25重量份或更少的第一辅助组分B↓[2]O↓[3]-SiO↓[2]玻璃(但不含氧化铅);至少一种选自氧化钒或氧化钨物质的第二辅助组分,V↓[2]O↓[5]形态的氧化钒含量为10重量份或更少,WO↓[3]形态的氧化钨含量为20重量份或更少。(*该技术在2019年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及温度补偿介电陶瓷组合物,以及层叠陶瓷元件,如层叠陶瓷电容器和层叠的LC滤波器,这些元件都是使用这种温度补偿介电陶瓷组合物制成的。通常,温度补偿陶瓷电容器是在各种电子设备中广泛使用的电子元件,以起到要求的调谐、振荡等作用。同时,一直要求温度补偿陶瓷电容器压缩尺寸,要求其介电损耗应更小,介电性能更稳定。另一方面,对能够满足上述要求的介电陶瓷元件,虽然要求其尺寸更小,但更要求它们应具有大的相对介电常数和小的介电损耗(即,其Q值较大)。作为上述的介电陶瓷,已经提出BaO-TiO2介电陶瓷组合物系列[H.M.O’Brayan,J.Am.Ceram.Soc.57(1974)450;日本已审查专利公报58-20905]。尽管使用这些介电陶瓷组合物的层叠陶瓷电容器已经投入实际使用,但因为在制造这类产品时的烧结温度高达1300-1400℃,必须用耐高温的贵金属如钯(Pd)和铂(Pt)制成它的内电极。另一方面,作为可以在制造过程中于相对较低温度下烧结的一些其它的介电陶瓷组合物,,日本未审查专利公报8-239262提出了一种介电陶瓷组合物,它以BaO-TiO2-Nd2O3为其主要组分,PbO-V2O5-B2O3-SiO2玻璃作为添加剂。为同样目的,日本未审查专利公报9-71462揭示了另一种介电陶瓷组合物,它含BaO-TiO2-Nd2O3-Sm2O3为其主要组分,还含有软化点为500℃或更低的PbO-ZnO-B2O3玻璃添加剂。然而,如上面所述,因为日本未审查专利公报8-239262和日本未审查专利公报9-71462披露的介电陶瓷组合物要求在其生产过程中于相对较低温度下烧结,每种介电陶瓷组合物都加入了含氧化铅组分的玻璃。然而,由于氧化铅组分在烧结处理,制造玻璃和烧结陶瓷过程中挥发性较高,因此每批产品的氧化铅含量会不同,甚至在同一批的不同部分也会不同。因此,一直存在的问题是制得的陶瓷性能不稳定。本专利技术的目的是提供一种改进的温度补偿介电陶瓷组合物和诸如层叠陶瓷电容器和层叠的LC滤波器的层叠陶瓷元件,它们都是使用这类温度补偿介电陶瓷组合物制造的,这类介电陶瓷组合物具有高的相对介电常数和高Q值,生产过程中可以在相对较低温度下烧结,在烧结处理期间不会引起陶瓷性能的任何不希望的变化。为了达到上述目的,本专利技术的介电陶瓷组合物包含100重量份由式xBaO-yTiO2-zRe2O3(其中,x+y+z=100,Re是至少一种稀土元素)表示的主组分,BaO、TiO2和Re2O3的摩尔组成比值如附图说明图1的三元组成图所示,落在被点A(39.5,59.5,1)、点B(1,59.5,39.5)、点C(1,85,14)和点D(14,85,1)包围的区域内;25重量份或更少的第一辅助组分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化铅);第二辅助组分,是至少一种选自氧化钒或氧化钨的物质,V2O5形态的氧化钒含量为10重量份或更少,WO3形态的氧化钨含量为20重量份或更少。本专利技术的另一种介电陶瓷组合物包含100重量份由式x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3(其中,x+y+z=100,α+β+γ=1,0≤β+γ<0.8,0≤m<0.15,但不包括β+γ=0和m=0的情况;Re是至少一种稀土元素)表示的主组分,(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]和Re2O3的摩尔组成比值如图2的三元组成图所示,落在被点A(39.5,59.5,1)、点B(1,59.5,39.5)、点C(1,85,14)和点D(14,85,1)包围的区域内;25重量份或更少的第一辅助组分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化铅);第二辅助组分,是至少一种选自氧化钒或氧化钨的物质,V2O5形态的氧化钒含量为10重量份或更少,WO3形态的氧化钨含量为20重量份或更少。本专利技术的介电陶瓷组合物,除了第一辅助组分和第二辅助组分外,还可含有第三辅助组分,它是CuO形态的氧化铜,对每100重量份主组分而言,加入量为10重量份或更少。本专利技术的介电陶瓷组合物,除了第一辅助组分和第二辅助组分,或第一辅助组分、第二辅助组分和第三辅助组分外,还可含有第四辅助组分,它是MnO形态的氧化锰,对每100重量份主组分而言,加入量为20重量份或更少。本专利技术的层叠陶瓷元件包括多层介电陶瓷层、在介电陶瓷层之间的内电极、与所述内电极电连接的外电极,它的特点是所述介电陶瓷层是由上述任一段列举的介电陶瓷组合物制成,上述内电极是由Cu或Ag作为其主组分制成。本专利技术中讨论的稀土元素是La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb或Lu。图1是表明本专利技术组合物所含主组分的较好范围的(BaO、TiO2、Re2O3)三元组成图。图2是表明本专利技术组合物所含主组分的较好范围的{(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]、Re2O3}三元组成图。图3是根据本专利技术的一个实施方案制成的层叠陶瓷电容器的横截面示意图。图4是带内电极的介电陶瓷层的平面示意图,它是图3层叠陶瓷电容器的一部分。图5是由多层陶瓷层制成的层叠结构的分解透视示意图,它是图3层叠陶瓷电容器的一部分。首先,参考附图,详细说明根据本专利技术第一实施方案制成的层叠陶瓷电容器的基本结构。图3是表明本专利技术的层叠陶瓷电容器例子的横截面图。图4是是带内电极的介电陶瓷层的平面图,它是图3层叠陶瓷电容器的一部分。图5是由多层陶瓷层制成的层叠结构的分解透视图,它是图3层叠陶瓷电容器的一部分。如图3所示,根据本专利技术实施方案制成的层叠陶瓷电容器包含通过层叠多层介电陶瓷层2a、2b与多个形成在介电陶瓷层之间的内电极4获得的平行六面体的陶瓷介电体3。在陶瓷层叠体3的两个端面都有一外电极5,外电极5电连接到一些特定的内电极上。如果需要,在每个外电极5上还形成了第一电镀层6和第二电镀层7。下面将按照生产过程的顺序描述制造上述层叠陶瓷电容器1的方法。首先,称取制造介电陶瓷层2a和2b的各种原料粉末。即,制备用于制备介电陶瓷组合物的原料粉末,这类原料粉末包括主组分BaO-TiO2-Re2O3(但是,它也包括Ba被Ca或Sr取代的情况或TiO2被ZrO2取代的情况)、第一辅助组分B2O3-SiO2玻璃(但是它不含氧化铅)、第二辅助组分,它是至少一种选自氧化钒和氧化钨的物质。较好的,还要求制备用于形成介电陶瓷组合物的原料粉末,这类原料粉末还含有氧化铜的第三辅助组分,或氧化锰的第四辅助组分。随后,在上述原料粉末中加入有机粘合剂,以形成浆料,再制成片,从而获得可用于制成介电陶瓷层2a和2b的片坯。之后,如图4所示,在片坯表面制成以Cu或Ag为主组分的内电极4,该片坯随后将制成介电陶瓷层2b。然而,对制成内电极4的方法,还允许采用其它方法,诸如丝网印刷、气相淀积或电镀。然后,如图5所示,将多片要制成介电陶瓷层2b,并且各自有一个内电极4的片坯,按照附图所示的方式层叠。之后,将这些片坯放置在两个另外的片坯之间压制,这两个片坯将制成不带内电极的介电层2a,从而获得片坯层叠体。然后,使片坯层叠体在预定温度下烧结,获得如图3所示的陶瓷层叠体。然后,在陶瓷层叠体3的两个端面形成外电极5,外电极5与内电极4电连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电陶瓷组合物,它包含: 100重量份由式xBaO-yTiO↓[2]-zRe↓[2]O↓[3]表示的主组分,其中,x+y+z=100,Re是至少一种稀土元素,BaO、TiO↓[2]和Re↓[2]O↓[3]的摩尔组成比值(BaO、TiO↓[2]和Re↓[2]O↓[3])在图1的三元组成图中,处于由点A(39.5,59.5,1)、点B(1,59.5,39.5)、点C(1,85,14)和点(14,85,1)包围的区域内; 25重量份或更少的第一辅助组分B↓[2]O↓[3]-SiO↓[2]玻璃(但不含氧化铅); 第二辅助组分,它是至少一种选自氧化钒或氧化钨的物质,V↓[2]O↓[5]形态的氧化钒含量为10重量份或更少,WO↓[3]形态的氧化钨含量为20重量份或更少。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-8-19 232957/99;JP 1998-9-11 258052/981.一种介电陶瓷组合物,它包含100重量份由式xBaO-yTiO2-zRe2O3表示的主组分,其中,x+y+z=100,Re是至少一种稀土元素,BaO、TiO2和Re2O3的摩尔组成比值(BaO、TiO2和Re2O3)在图1的三元组成图中,处于由点A(39.5,59.5,1)、点B(1,59.5,39.5)、点C(1,85,14)和点D(14,85,1)包围的区域内;25重量份或更少的第一辅助组分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化铅);第二辅助组分,它是至少一种选自氧化钒或氧化钨的物质,V2O5形态的氧化钒含量为10重量份或更少,WO3形态的氧化钨含量为20重量份或更少。2.一种介电陶瓷组合物,它包含100重量份由式x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3表示的主组分,其中,x+y+z=100,α+β+γ=1,0≤β+γ<0.8,0≤m<0.15,但不包括β+γ=0和m=0的情况;Re是至少一种稀土元素,(BaαCaβSrγ)O、[...

【专利技术属性】
技术研发人员:的场弘明佐野晴信
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:JP[日本]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1