一种多层陶瓷电容器及其制备方法技术

本发明专利技术属于电子元器件技术领域，具体涉及一种多层陶瓷电容器及其制备方法。所述多层陶瓷电容器包括外部电极及陶瓷烧结体，所述陶瓷烧结体由堆叠体烧制而成，所述堆叠体包括依次堆叠的第一盖片、第一内部电极层、第二内部电极层、第三内部电极层及第二盖片。本发明专利技术通过控制陶瓷膜带的厚度，避免因陶瓷膜带的厚度极差过大而产生电场不均的缺陷，同时也解决了厚膜带本身存在缺陷集中的问题，可以使多层陶瓷电压的不良率降至零，大大提高了多层陶瓷电容器的可靠性；本发明专利技术通过设置各内部电极层中陶瓷膜带的数量，大幅提高了多层陶瓷电容器产品的可靠性及击穿电压，能满足市场对多层陶瓷电容器高击穿电压和高可靠性的要求。容器高击穿电压和高可靠性的要求。容器高击穿电压和高可靠性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种多层陶瓷电容器及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子元器件
，涉及一种多层陶瓷电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]片式多层陶瓷电容器(MLCC)在汽车、航空航天，通信、生活电器、工业、医疗保健和军用领域被广泛应用。随着行业的不断发展，对MLCC提出了高容，高频，高压和小型化的质量需求，在汽车以及航空航天领域，更是要求MLCC能够耐高压，高可靠性。为了提高MLCC产品的击穿电压、可靠性，可以通过增加介质层厚度，也可以通过串联分压，但是这些必然会导致MLCC的容量下降，目前大都通过电极护盾设计缓解电场集中提高MLCC产品的击穿电压，但提高击穿电压的程度依然有限，且会出现个别MLCC产品击穿电压差，可靠性差的情况。
[0003]MLCC的中高压产品由于陶瓷膜带厚度较厚，所用浆料粘度一般相对较大，从而导致分散不均的问题，流延所得的陶瓷膜带的厚度极差也相应较大，导致制成的MLCC产品存在电场均匀性差等问题，由于制作工艺上的特点，高压多层陶瓷电容器中往往会产生薄弱点，在电场作用下，这些薄弱点会因电场集中导致击穿失效。此外，MLCC的中高压产品随着容量的上升，在电场作用下，产品中间位置累积受到的电场强度就越大，从而导致热击穿，无法获得高击穿电压的MLCC产品。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种多层陶瓷电容器及其制备方法，该多层陶瓷电容器具有击穿电压高、可靠性高的特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种多层陶瓷电容器，包括外部电极及陶瓷烧结体，所述陶瓷烧结体由堆叠体烧制而成，所述堆叠体包括依次堆叠的第一盖片、第一内部电极层、第二内部电极层、第三内部电极层及第二盖片；所述第一内部电极层包括第一陶瓷介质层，所述第一陶瓷介质层上设有内部电极，所述第二内部电极层包括第二陶瓷介质层，所述第二陶瓷介质层上设有内部电极，所述第三内部电极层包括第三陶瓷介质层，所述第三陶瓷介质层上设有内部电极，在所述堆叠体中相邻两个内部电极交错设置，所述第一陶瓷介质层、第二陶瓷介质层及第三陶瓷介质层均由陶瓷膜带堆叠而成。
[0007]优选的，所述陶瓷膜带的厚度为现有同规格多层陶瓷电容器所用单介质层的厚度的1/M，其中，M为正整数，M＞1。
[0008]可以理解的是，本专利技术所述的“同规格多层陶瓷电容器”是指容量规格相同的多层陶瓷电容器。
[0009]在现有多层陶瓷电容器的中高压产品(500V以上)中，堆叠体由第一盖片、内部电极层及第二盖片依次堆叠而成，内部电极层包括单介质层、及设置在单介质层上的内部电极，所述单介质层为由陶瓷浆料直接流延至一定厚度得到的陶瓷膜带，所述单介质层一般
比较厚，可达20～100μm，在单介质层上丝网印刷形成给定图案的导电膜(即内部电极)。但是，单介质层的厚度越大，其厚度极差就也大，由于单介质层太厚，导致印刷形成的内部电极的厚度极差会相应的增大，如此一来，在外加电场下，多层陶瓷电容器的内部电场分布不均匀，在单介质层较薄的地方或者内部电极较薄的地方被击穿。相比现有技术采用陶瓷浆料流延形成较厚的陶瓷膜带(即单介质层)，本专利技术的陶瓷介质层由较薄的陶瓷膜带堆叠而成，所述陶瓷膜带的厚度极差以及印刷所形成的电极层的厚度极差相对较小，避免了上述现有多层陶瓷电容器的问题，从而提高了多层陶瓷电容器的击穿电压和可靠性。进一步优选的，所述第一陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数不大于M，所述第三陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数不大于M。
[0010]在本专利技术中，所述第一陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数与所述第三陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数相同，将所述第一陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数记为x，将所述第二陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数记为z，所述x、z为正整数。经大量研究发现，所述陶瓷膜带的厚度为现有同规格多层陶瓷电容器中单介质层的1/M，则所述x的取值需要满足x≤M。当x>M时，为保证多层陶瓷电容器产品的容量以及尺寸的要求，只能降低所述z的值，从而导致多层陶瓷电容器产品的可靠性和击穿电压下降；若保持所述z的取值不变，则会导致多层陶瓷电容器产品的尺寸超标，不满足实际使用要求。
[0011]优选的，所述陶瓷膜带的厚度不小于8μm。
[0012]经研究发现，若将陶瓷浆料流延得到48μm厚度的陶瓷膜带，陶瓷膜带的厚度极差约为2.4％，相对应地，而在陶瓷膜带上进行印刷形成内部电极，内部电极的厚度极差约为22％。若将陶瓷浆料流延至24μm的厚度(即1/M中的M取2)，陶瓷膜带的厚度极差约为1.2％，相对应的，内部电极的厚度极差为5.8％。若将陶瓷浆料流延至12μm的厚度(即1/M中的M取4)，陶瓷膜带的厚度极差低至0.6％。但是当陶瓷膜带的厚度小于8μm时，陶瓷膜带的粗糙度增大，同样会造成电场不均，因为厚度≤8μm的陶瓷膜带要求陶瓷浆料的粒径更小，导致本专利技术所用的陶瓷浆料流延至≤8μm厚度时，单层陶瓷膜带中堆积的颗粒数变少，流延所得的陶瓷膜带会出现亮线，而且存在膜带收缩大等质量缺陷。
[0013]经研究发现，在厚度为48μm的陶瓷膜带中，最大的缺陷尺寸可以达到31μm，这个缺陷的存在对于多层陶瓷电容器产品是致命的。但是当陶瓷膜带的厚度为24μm、12μm、16μm时，陶瓷膜带中最大的缺陷尺寸分别为15.5μm、7.75μm、10.3μm，通过多层堆叠形成陶瓷介质层，这些缺陷可以被均匀的分布在陶瓷介质层中，避免电场集中，从而提高多层陶瓷电容器的击穿电压和可靠性。因此，陶瓷膜带的厚度应控制在适当范围内。
[0014]优选的，所述陶瓷膜带为采用下述方法制得：将粘合剂、增塑剂、溶剂、陶瓷粉及添加剂混合研磨得到陶瓷浆料，将所得的陶瓷浆料进行流延制得陶瓷膜带。
[0015]进一步优选的，所述陶瓷浆料，按重量百分比计，包括如下原料：粘合剂7～10wt％、增塑剂20～35wt％、溶剂5.0～10wt％、陶瓷粉40～65wt％、添加剂3.0～6.0wt％。
[0016]更进一步优选的，所述陶瓷粉的粒径为400～500nm。
[0017]进一步优选的，所述陶瓷浆料的粒径为0.68～0.77μm，固含量为58～65％，粘度为300～500pcs。
[0018]在现有技术中，单介质层所用陶瓷浆料的粘度相对较高(600～1300pcs)，往往存在分散不好的情况，导致流延得到的单介质层产生空洞、成分偏析等缺陷，陶瓷浆料存在部
分杂质，如陶瓷粉中的大颗粒成分，这些大颗粒陶瓷粉即使高精度的流延处理也无法百分百拦截，还比如原料在研磨机中研磨时磨损造成的杂质；由于杂质的存在，在陶瓷浆料流延处理过程中，陶瓷浆料的杂质在自身性质及重量作用下会重排，导致流延的厚度越大，单个缺陷的面积会相应的增大，堆叠得到的内部电极层中的缺陷就会集中，在外加电场作用下，缺陷的位置容易被击穿，从而使多层陶瓷电容器的击穿电压下降，可靠性降低。与现有技术中的单介质层相比，本专利技术的各陶瓷介质层由陶瓷膜带堆叠而成，所用陶瓷浆料的粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层陶瓷电容器，其特征在于，包括外部电极及陶瓷烧结体，所述陶瓷烧结体由堆叠体烧制而成，所述堆叠体包括依次堆叠的第一盖片、第一内部电极层、第二内部电极层、第三内部电极层及第二盖片；所述第一内部电极层包括第一陶瓷介质层，所述第一陶瓷介质层上设有内部电极，所述第二内部电极层包括第二陶瓷介质层，所述第二陶瓷介质层上设有内部电极，所述第三内部电极层包括第三陶瓷介质层，所述第三陶瓷介质层上设有内部电极，在所述堆叠体中相邻两个内部电极交错设置，所述第一陶瓷介质层、第二陶瓷介质层及第三陶瓷介质层均由陶瓷膜带堆叠而成。2.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述陶瓷膜带的厚度为现有同规格多层陶瓷电容器所用单介质层的厚度的1/M，其中，M为正整数，所述陶瓷膜带的厚度不小于8μm。3.如权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数不大于M，所述第三陶瓷介质层中陶瓷膜带的层数不大于M。4.如权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述陶瓷膜带为采用下述方法制得：将粘合剂、增塑剂、溶剂、陶瓷粉及添加剂混合研磨得到陶瓷浆料，将所得的陶瓷浆料进行流延制得陶瓷膜带。5.如权利要求1所述的多层陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳红，孙健，
申请(专利权)人：德阳三环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：