介电陶瓷组合物及具有该组合物的多层陶瓷电容器制造技术

技术编号:6663945 阅读:212 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种介电陶瓷组合物及利用该组合物的多层陶瓷电容器。该介电陶瓷组合物包括由组合物式Bam(Ti1-xZrx)O3表示的基粉及第一附加组分至第五附加组分,其中,0.995≤m≤1.010且0<x≤0.10。具有该介电陶瓷附加组分的多层陶瓷电容器具有高介电常数及优异的高温可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种介电陶瓷组合物及具有该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器,更 具体地讲,本专利技术涉及一种具有高介电常数和超高温可靠性的介电陶瓷组合物及具有该介 电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。
技术介绍
通常,例如电容器、感应器、压电装置、变阻器或电热调节器的利用陶瓷材料的陶 瓷电子组件包括由陶瓷材料制成的陶瓷烧结体、设置在陶瓷烧结体内部的内电极和设置在 陶瓷烧结体的表面上以与内电极接触的外电极。作为各种陶瓷电子组件的一种组件,多层陶瓷电容器包括多层堆叠的介电层、彼 此面对的内电极和电连接到内电极的外电极,其中,每对内电极具有设置在其间的一层介 电层。由于多层陶瓷电容器紧凑、电容高且易于安装,所以它们被广泛地用在诸如膝上 型计算机、PDA移动电话等的移动通讯装置中。通常通过利用制片方法(sheet method)、印刷方法等堆叠内电极的料浆和外电极 的料浆并共烧该堆叠的结构来制造多层陶瓷电容器。在还原气氛中烧制(firing)传统多层陶瓷电容器中使用的介电材料时,介电材 料被还原从而具有半导体性质。出于该原因,内电极的材料使用诸如1 的贵金属,诸如1 的贵金属在介电材料的烧结温度不熔化且即使在高氧分压条件下烧制的情况下也不会被 氧化,在该条件下介电材料不会成为半导体。然而,由于诸如1 的贵金属昂贵,所以难以实现多层陶瓷电容器的低制造成本。 因此,主要将相对便宜的诸如Ni或Ni合金的贱金属用作内电极的材料。然而,在将贱金属 用作内电极的导电材料的情况下,当在环境温度下执行烧制时,内电极被氧化。因此,介电 层和内电极的共烧需要在还原气氛中执行。然而,在还原气氛中执行烧制的情况下,介电层被还原从而降低了绝缘电阻(IR)。 因此,一直提议使用抗还原的介电材料。另外,对具有小的电容温度系数(TCC)且在 约-150ppm/°c至+150ppm/°c范围内可控的温度补偿的介电陶瓷组合物的需求增加。
技术实现思路
本专利技术的方面提供了一种具有高介电常数和优异的高温可靠性的介电陶瓷组合 物及具有该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。根据本专利技术的一方面,提供了一种介电陶瓷组合物,该介电陶瓷组合物包括基 粉,由组合物式Bam(Ti1^xZrx) O3表示,其中,0. 995彡m彡1. 010且0 < χ彡0. 10 ;第一附加4组分,为包括Mg、Sr、Ba和^ 中的至少一种金属的氧化物或碳氧化物,第一附加组分中金属 的含量在每IOOmol的基粉大约0. 05mol至6. OOmol范围内;第二附加组分,为包括Sc、Y、 La、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的至少一种金属的氧化物, 第二附加组分中金属的含量在每IOOmol的基粉大约0. 20mol至3. OOmol的范围内;第三附 加组分,为包括Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种金属的氧化物,第三附加组分中金 属的含量在每IOOmol的基粉大约0. 05mol至0. 50mol的范围内;第四附加组分,为包括V、 Nb和Ta中的至少一种金属的氧化物,第四附加组分中金属的含量在每IOOmol的基粉大约 0. 05mol至0. 35mol的范围内;第五附加组分,为包括Si和Al中的至少一种的氧化物,第 五附加组分中Si和Al的含量在每IOOmol的基粉大约0. 50mol至4. OOmol的范围内。第一附加组分中的金属与第五附加组分中的Si和/或Al的含量比可以在大约 0. 75至1. 50的范围内。第三附加组分和第四附加组分中的金属的总含量可以是大约每IOOmol基粉为 0. Imol 至 0. 8mol。第一附加组分至第五附加组分中的至少一种可以具有等于或大于2. 0m2/g的比表 面积。第一附加组分和第五附加组分可以以化合物的形式添加。根据本专利技术的另一方面,提供了一种多层陶瓷电容器,该多层陶瓷电容器包括陶 瓷烧结体及第一外电极和第二外电极,陶瓷烧结体具有介电层及交替地堆叠在陶瓷烧结体 中的第一内电极和第二内电极,第一外电极和第二外电极设置在陶瓷烧结体的两端并电连 接到第一内电极和第二内电极,其中,介电层包含基粉,由组合物式Bam(Tih^gC)3表示, 其中,0. 995彡m彡1. 010且O < χ彡0. 10 ;第一附加组分,为包括Mg、Sr、Ba和Zr中的至 少一种的氧化物或碳氧化物,第一附加组分中金属的含量在每IOOmol的基粉大约0. 05mol 至 6. OOmol 的范围内;第二附加组分,为包括 Sc、Y、La、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、 Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种金属的氧化物,第二附加组分中金属的含量在每IOOmol 的基粉大约0. 20mol至3. OOmol的范围内;第三附加组分,为包括Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co和Ni 中至少一种金属的氧化物,第三附加组分中的金属的含量在每IOOmol的基粉大约0. 05mol 至0. 50mol的范围内;第四附加组分,为包括V、Nb和Ta中的至少一种金属的氧化物,第四 附加组分中金属的含量在每IOOmol的基粉大约0. 05mol至0. 35mol的范围内;第五附加组 分,为包括Si和Al中至少一种的氧化物,第五附加组分中Si和Al的含量在每IOOmol的 基粉大约0. 50mol至4. OOmol的范围内。第一内电极和第二内电极可以包含Ni或Ni合金。第一附加组分中的金属与第五附加组分中的Si和/或Al的含量比可以在大约 0. 75至1. 50的范围内。第三附加组分和第四附加组分中的金属的总含量可以是大约每IOOmol的基粉为 0. Imol 至 0. 8mol。第一附加组分至第五附加组分中的至少一种可以具有等于或大于2. 0m2/g的比表 面积。第一附加组分和第五附加组分可以以化合物的形式添加。附图说明通过下面结合附图的详细描述,本专利技术的上面和其他方面、特征和其他优点将被 更清楚地理解,在附图中图1为示出根据本专利技术示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图;图2为示出图1的沿着线A-A ^截取的多层陶瓷电容器的示意性剖视图。具体实施例方式现在将参照附图详细地描述本专利技术的示例性实施例。然而,本专利技术可以以多种不同的形式实施而不应解释为局限于这里提出的实施 例。相反,提供这些实施例从而使本公开将是彻底和完整的,并将向本领域的技术人员充分 地传达本专利技术的范围。应该考虑到,为了清晰起见会夸大附图中元件的形状和尺寸。在整 个附图中,相同的标号将用来代表相同或相似的元件。本专利技术的一方面提供了一种介电陶瓷组合物。具有介电陶瓷组合物的电子组件的 示例包括电容器、感应器、压电装置、变阻器或电热调节器等。在下文中,作为这些电子组件 的示例,将详细地描述多层陶瓷电容器。图1为示出根据本专利技术示例性实施例的多层陶瓷电容器的示意性透视图。图2为 示出图1的沿着线A-A ^截取的多层陶瓷电容器的示意性剖视图。参照图1和图2,根据本专利技术示例性实施例的多层陶瓷电容器100包括具有介电 层111的陶瓷烧结体Iio ;第一内电极130a和第二内电极130b,交替地堆叠在陶瓷烧结体 110中;第一外电极120a本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种介电陶瓷组合物,所述介电陶瓷组合物包括:基粉,由组合物式Bam(Ti1-xZrx)O3表示,其中,0.995≤m≤1.010且0<x≤0.10;第一附加组分,为包括Mg、Sr、Ba和Zr中的至少一种金属的氧化物或碳氧化物,第一附加组分中金属的含量在每100mol的基粉0.05mol至6.00mol的范围内;第二附加组分,为包括Sc、Y、La、Ac、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种金属的氧化物,第二附加组分中金属的含量在每100mol的基粉0.20mol至3.00mol的范围内;第三附加组分,为包括Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种金属的氧化物,第三附加组分中金属的含量在每100mol的基粉0.05mol至0.50mol的范围内;第四附加组分,为包括V、Nb和Ta中的至少一种金属的氧化物,第四附加组分中金属的含量在每100mol的基粉0.05mol至0.35mol的范围内;第五附加组分,为包括Si和Al中的至少一种的氧化物,第五附加组分中Si和/或Al的含量在每100mol的基粉0.50mol至4.00mol的范围内。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:姜晟馨许康宪权祥勋赵俊烨金相赫
申请(专利权)人:三星电机株式会社
类型:发明
国别省市:KR

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