一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法技术

一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法，属于电子元器件的陶瓷材料领域。X8R型多层陶瓷电容器瓷料包括0.9BaTiO3‑

【技术实现步骤摘要】
一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法


[0001]本申请涉及电子元器件的陶瓷材料领域，具体而言，涉及一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法。

技术介绍

[0002]多层陶瓷电容器(MLCC)是当今电子系统中一类重要电子元器件，主要用于诸如手机、电脑等民用电子设备以及石油勘探、航空航天或军工领域中。
[0003]多层陶瓷电容器的研究主要是开发性能优异的电容器介质材料。目前广泛应用的MLCC电介质陶瓷的研究体系主要包括3类，即铅基复合钙钛矿体系、钨青铜结构体系、钛酸钡体系。其中，BaTiO3基X7R(
‑
55℃～+125℃，ΔC/C
25℃
≤
±
15％)型MLCC材料的配方及制备工艺已经十分成熟，该型MLCC材料己成功商业化并得到广泛应用。
[0004]然而，在航空航天、汽车工业、军用移动通讯等特殊领域中，要求MLCC的工作温度上限提高到至150℃或以上，而X7R型MLCC的工作温度范围为
‑
55～+125℃，难以满足这些领域的实际应用需求，因此亟需开发出具有更高温度上限的MLCC用介质材料。

技术实现思路

[0005]基于上述的不足，本申请提供了一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法，以部分或全部地改善、甚至解决相关技术中介电陶瓷材料的温度稳定性范围窄，介电损耗高的问题。
[0006]本申请的上述技术问题是通过下述技术方案得以实现的：
[0007]在第一方面，本申请的示例提供了一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料，包括主成分和添加剂，主成分为0.9BaTiO3‑
0.1Na
0.5
Bi
0.5
TiO3，添加剂包括Bi2O3、MgO、R1的氧化物和R2的氧化物；R1和R2选自不同的稀土元素；
[0008]其中，Bi2O3与主成分的摩尔比值为0.01～0.03，MgO与主成分的摩尔比值为0.01～0.025，R1的氧化物与主成分的摩尔比值为0.005～0.02，R2的氧化物与主成分的摩尔比值为0～0.02。
[0009]在上述实现过程中，本申请提供了一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料，包括0.9BaTiO3‑
0.1Na
0.5
Bi
0.5
TiO3的主成分。Na
0.5
Bi
0.5
TiO3是一种无铅压电材料，具有高的居里温度(Tc＝320℃)，且具有与BaTiO3类似的钙钛矿结构。以Na
0.5
Bi
0.5
TiO3作为BaTiO3陶瓷材料的改性剂，使获得的BaTiO3‑
Na
0.5
Bi
0.5
TiO3体系陶瓷材料表现出一定的介电弥散性，使介电峰得到展宽，且将体系的高温居里峰右移，提高了使用温度上限，使其具有高温稳定性。
[0010]并且，通过添加特定含量和成分的添加剂，能够进一步提高X8R型多层陶瓷电容器瓷料的介电常数、提高温度上限。其中，将Bi2O3与主成分的摩尔比值的范围限制为0.01～0.03，能够提高钛酸钡基陶瓷的介电常数，同时展宽低温区的介电常数
‑
温度特性曲线；将MgO与主成分的摩尔比值的范围限制为0.01～0.025，掺杂Mg
2+
受主离子可抑制钛酸钡基介质材料中Ti
4+
的变价，从而保证电介质具有良好的绝缘特性。将R1的氧化物与主成分的摩尔
比范围限制为0.005～0.02，将R2的氧化物与主成分的摩尔比范围限制为0～0.02，设置一种或两种稀土元素的氧化物，以对钛酸钡陶瓷中的受主掺杂进行补偿，利于维持电中性，提高体系的绝缘电阻，并在烧结过程中抑制晶粒长大提高烧结致密性，从而降低介质损耗。
[0011]通过限制主成分和添加剂的成分及含量，使获得的X8R型多层陶瓷电容器瓷料能够符合EIA X8R标准(
‑
55～150℃，
△
C/C
25℃
≤15％)的要求，且室温介电损耗低于2％。
[0012]结合第一方面，在本申请第一方面的第一种可能的实施方式中，R1的氧化物包括Eu、Dy、Gd、Ho和Y中的一种或几种稀土族元素的氧化物。
[0013]在上述实现过程中，通过添加特定含量的Eu、Dy、Gd、Ho和Y中的一种或几种稀土族元素的氧化物，能够很好的对钛酸钡陶瓷中的受主掺杂进行补偿。
[0014]结合第一方面，在本申请第一方面的第二种可能的实施方式中，R2的氧化物包括Nd、Pr和Sm中的一种或几种稀土族元素的氧化物。
[0015]在上述实现过程中，通过添加特定含量的Nd、Pr和Sm中的一种或几种稀土族元素的氧化物，有利于维持电中性，提高体系的绝缘电阻，并在烧结过程中抑制晶粒长大提高烧结致密性，从而降低介质损耗。
[0016]结合第一方面，在本申请第一方面的第三种可能的实施方式中，Bi2O3与主成分的摩尔比值为0.025～0.03，MgO与主成分的摩尔比值为0.01～0.015，R1的氧化物与主成分的摩尔比值为0.005～0.015。
[0017]在上述实现过程中，将Bi2O3与主成分的摩尔比值进一步限制为0.025～0.03，通过适当增加Bi2O3的掺杂量，可以进一步提高体系的常温介电常数(与Bi2O3与主成分的摩尔比值为0.01～0.02相比，添加与主成分的摩尔比值为0.025～0.03的Bi2O3获得的X8R型多层陶瓷电容器瓷料的常温介电常数更高)。
[0018]并且，与MgO的添加含量与主成分的摩尔比值为0.01～0.025相比，添加与主成分的摩尔比值为0.01～0.015(通过适当减少MgO的含量)的MgO获得的X8R型多层陶瓷电容器瓷料的常温介电常数更高、温度稳定性范围更宽，使电介质具有良好的绝缘特性。
[0019]除此之外，与R1的氧化物的添加含量与主成分的摩尔比值为0.005～0.02相比，添加与主成分的摩尔比值为0.005～0.015的R1的氧化物(通过适当降低R1的氧化物的含量)获得的X8R型多层陶瓷电容器瓷料，以避免X8R型多层陶瓷电容器瓷料中生成R1的第二相，进而提高X8R型多层陶瓷电容器瓷料的常温介电常数、降低介电损耗。
[0020]在第二方面，本申请的示例提供了一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料的制备方法，制备方法包括：
[0021]获得待烧结坯体，待烧结坯体包括按照摩尔比称取的主成分和添加剂；
[0022]烧结步骤：将待烧结坯体放置于预设温度下烧结预设时间；预设温度的范围为1160～1200℃，预设时间的范围为2～3h。
[0023]在上述实现过程中，将含有特定比例的主成分和添加剂的待烧结坯体放置于1160～1200℃温度范围的条件下进行烧结，限制烧结过程中的温度，在促进烧结的同时还能避免添加剂扩散取代反应过度，破坏了“芯
‑
壳”结构，以获得符合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X8R型多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于，包括主成分和添加剂，所述主成分为0.9BaTiO3‑
0.1Na
0.5
Bi
0.5
TiO3，所述添加剂包括Bi2O3、MgO、R1的氧化物和R2的氧化物；所述R1和所述R2选自不同的稀土元素；其中，所述Bi2O3与所述主成分的摩尔比值为0.01～0.03，所述MgO与所述主成分的摩尔比值为0.01～0.025，所述R1的氧化物与所述主成分的摩尔比值为0.005～0.02，所述R2的氧化物与所述主成分的摩尔比值为0～0.02。2.根据权利要求1所述的X8R型多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于，所述R1的氧化物包括Eu、Dy、Gd、Ho和Y中的一种或几种稀土族元素的氧化物。3.根据权利要求1或2所述的X8R型多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于，所述R2的氧化物包括Nd、Pr和Sm中的一种或几种稀土族元素的氧化物。4.根据权利要求3所述的X8R型多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于，所述Bi2O3与所述主成分的摩尔比值为0.025～0.03，所述MgO与所述主成分的摩尔比值为0.01～0.015，所述R1的氧化物与所述主成分的摩尔比值为0.005～0.015。5.一种根据权利要求1所述的X8R型多层陶瓷电容器瓷料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：获得待烧结坯体，所述待烧结坯体包括按照摩尔比称取的所述主成分和所述添加剂；烧结步骤：将所述待烧结坯体放置于预设温度下烧结预设时间；所述预设温度的范围为1160...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙焕森，林晓辉，吴浩，曹金南，梁树坚，向滔，张无忌，
申请(专利权)人：广州创天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：