一种电介质陶瓷，其包括主组分和副组分。所述主组分包括BaTi4O9结晶相和Ba2Ti9O20结晶相，由(BaO·xTiO2)表示，具有4.6至8.0的TiO2相对于BaO的摩尔比x，并且在X-射线衍射中，具有1以上的BaTi4O9结晶相最大衍射峰强度(I14)与Ba2Ti9O20结晶相最大衍射峰强度(I29)的X-射线衍射峰强度比I29/I14。所述副组分包括硼氧化物和铜氧化物，其中所述硼氧化物含量在0.5至5.0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分，所述铜氧化物含量在0.1至3.0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及能够将具有Ag等作为主组分的低熔点导体材料用于内部电极的具有低温烧结性的电介质陶瓷、电介质陶瓷的生产方法和生产所述电介质陶瓷用粉末的生产方法。
技术介绍
最近，将约几百MHz至几GHz的称为所谓“准微波”的高频带用于其需求日益增加的手机和其它此类移动通信器件。因此，需要具有良好高频性的器件(下文中称为“高频器件”)作为用于移动通信器件的电子器件如滤波器、共振器和电容器等。此外，随着最近移动通信器件的小型化，也要求高频器件的小型化。关于此类高频器件，依赖于预期目的，期望在使用的频率中相对电容率(relative permittivity)为30至60和低介电损耗的电介质材料。作为此类电介质材料，在具有 BaO-TiO2系化合物作为主组分的材料中，已提出包括BaTi4O9和Ba2Ti9O2tl结晶相的电介质材料。例如，日本特开专利公布5-70222公开了抑制裂纹发生的BaO · XTiO2电介质陶瓷，其包括BaTi4O9和Ba2Ti9O2tl结晶相，并且其具有小于0. 19的Ba2Ti9O2tl相对于BaTi4O9和 Ba2Ti9O20总和的含量比。当形成高频器件时，由于共烧(co-fired)在高频器件中的电介质材料与将用作内部电极和配线的导体材料，因此导体材料需要具有高于电介质材料的烧结温度的熔点从而其在与电介质材料共烧期间不会熔融。对于BaO-TiO2系电介质材料，烧结温度为1，OOO0C 以上，这非常高。因此，通常，必须将具有高熔点但昂贵的Pd或Pt用于导体材料。另一方面，Ag或具有Ag作为主组分的合金(下文中称为“Ag系金属”)便宜，具有低电阻，并且由于在高频区域的传导而能够减少损耗。然而，当将Ag系金属用作导体材料时，Ag系金属具有约900°C低于1000°C的熔点，其低于电介质材料的烧结温度。因此，当试图通过共烧获得包括导体材料和电介质材料的多功能基板(其中低熔点导体材料如Ag系金属用作内部电极)时，有必要将烧结温度降低至例如约900°C。然而，当共烧使用低熔点导体材料如Ag系金属作为内部电极的多功能基板时，对于包括BaTi4O9和Ba2Ti9O2tl结晶相作为主组分的BaO-TiO2系电介质材料，存在以下问题如果包括较大量的BaTi4O9结晶相和较小量的Ba2Ti9O2tl结晶相，则即使添加用于低温烧制电介质材料副组分，也不能充分地进行烧结。因此，电介质材料的介电特性如介电常数er和 Qf劣化，电介质材料的机械强度降低。Qf表示品质因子Q= l/tanS和共振频率f的乘积。如果介电损耗降低，Qf因子增大。术语“介电损耗”是指高频电子部件的电损耗。存在对于具有大Qf因子的低损耗电介质材料的需求。此外，还存在以下问题为了进行充分的烧结，如果将当共烧包括低熔点导体材料和电介质材料的多功能基板时的烧结温度升高至例如960°C以上，在导体材料中的Ag熔融。
技术实现思路
根据本专利技术一方面的电介质陶瓷包括主组分和副组分，所述主组分包含BaTi4O9 结晶相和Ba2Ti9O2tl结晶相并由组成式(BaOqTiO2)表示，所述主组分具有TiO2相对于BaO 的摩尔比X，所述摩尔比χ在4. 6至8. 0的范围内，并且在X-射线衍射中，所述主组分具有 BaTi4O9结晶相最大衍射峰强度(I14)与Ba2Ti9O2tl结晶相最大衍射峰强度(I29)的X-射线衍射峰强度比129/114，所述X-射线衍射峰强度比I29A14为1以上；所述副组分包含硼氧化物和铜氧化物，其中所述硼氧化物的含量以B2O3计在0. 5质量份至5. 0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分，所述铜氧化物的含量以CuO计在0. 1质量份至3. 0质量份的范围内，基于100质量份所述主组分。根据本专利技术另一方面的方法用于生产电介质陶瓷，所述电介质陶瓷包括主组分和副组分，所述主组分包含BaTi4O9结晶相和Ba2Ti9O2tl结晶相并由组成式(BaO ·χΤ 02)表示， 所述主组分具有TiO2相对于BaO的摩尔比X，所述摩尔比χ在4. 6至8. 0的范围内，所述副组分包含硼氧化物和铜氧化物，其中所述硼氧化物的含量以B2O3计在0. 5质量份至5. 0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分，所述铜氧化物的含量以CuO计在0. 1质量份至3. 0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分。所述方法包括通过混合含钡原料粉末与含钛原料粉末来生产包括BaTi4O9结晶相和Ba2Ti9O2tl结晶相的主组分粉末；通过混合所述主组分粉末和包括所述硼氧化物和所述铜氧化物的所述副组分来生产电介质陶瓷组合物；通过使用所述电介质陶瓷组合物来生产成型体；通过层压多个所述成型体生产层压体；和通过烧结所述层压体获得烧结体。通过所述主组分粉末的χ-射线衍射获得的所述 BaTi4O9结晶相最大衍射峰强度(I14)与所述Ba2Ti9O2tl结晶相最大衍射峰强度(I29)的X-射线衍射峰强度比I29A14为1以上。根据本专利技术另一方面的方法用于生产电介质陶瓷，所述电介质陶瓷包括主组分和副组分，所述主组分含有Ba2Ti9O2tl结晶相并由组成式(BaO · xTi02)表示，所述主组分具有 TiO2相对于BaO的摩尔比X，所述摩尔比χ在4. 6至8. 0的范围内，和所述副组分含有硼氧化物和铜氧化物，其中所述硼氧化物的含量以B2O3计在0. 5质量份至5. 0质量份的范围内， 相对于100质量份所述主组分，所述铜氧化物的含量以CuO计在0. 1质量份至3. 0质量份的范围内，相对于100质量份所述主组分。所述方法包括通过混合含钡原料粉末与含钛原料粉末并在满足以下不等式(1)的温度范围内的热处理温度Tl下热处理所得粉末混合物来生产包括BaTi4O9结晶相和Ba2Ti9O2tl结晶相的主组分粉末；通过混合所述主组分粉末和包括所述硼氧化物和所述铜氧化物的所述副组分来生产电介质陶瓷组合物；通过使用所述电介质陶瓷组合物来生产成型体；通过层压多个所形成的成型体(formed bodies)来生产层压体；和通过烧结所述层压体获得烧结体。当测量所得粉末混合物的粒径分布时，如果累积10%粒径为Dltl，累积50%粒径为D5tl，和累积90%粒径为D9tl，则所得粉末混合物粒径分布的指标值α满足等式(2)。Tl ≥ 1080+42/α(1)α = (D50-D10) / (D90-D10) (2)。根据本专利技术另一方面的方法用于生产电介质陶瓷生产用粉末，所述电介质陶瓷生产用粉末包括BaTi4O9结晶相和Ba2Ti9O2tl结晶相，所述电介质陶瓷生产用粉末由组成式 (BaO -XTiO2)表示，所述电介质陶瓷生产用粉末具有TiO2相对于BaO的摩尔比χ，所述摩尔比χ在4. 6至8.0的范围内。所述方法包括通过混合含钡原料粉末与含钛原料粉末来制备原料粉末混合物；和热处理所述原料粉末混合物以获得电介质陶瓷生产用粉末。经热处理的电介质陶瓷生产用粉末通过X-射线衍射获得的所述BaTi4O9结晶相最大衍射峰强度 (I14)与所述Ba2Ti9O2tl结晶相最大衍射峰强度(I29)的X-射线衍射峰强度比I29A14为1以上。根据本专利技术另一方面的方法用于生产电介质陶瓷生产用粉末，所述电介质陶本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电介质陶瓷，其包含：主组分，所述主组分含有ＢａＴｉ４Ｏ９结晶相和Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０结晶相并由组成式（ＢａＯ·ｘＴｉＯ２）表示，所述主组分具有ＴｉＯ２相对于ＢａＯ的摩尔比ｘ，所述摩尔比ｘ在４．６至８．０的范围内，在Ｘ－射线衍射中，所述主组分具有ＢａＴｉ４Ｏ９结晶相的最大衍射峰强度（Ｉ１４）与Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０结晶相的最大衍射峰强度（Ｉ２９）的Ｘ－射线衍射峰强度比Ｉ２９／Ｉ１４，所述Ｘ－射线衍射峰强度比Ｉ２９／Ｉ１４为１以上；和副组分，所述副组分含有硼氧化物和铜氧化物，其中所述硼氧化物的含量以Ｂ２Ｏ３计在０．５质量份至５．０质量份的范围内，相对于１００质量份所述主组分，所述铜氧化物的含量以ＣｕＯ计在０．１质量份至３．０质量份的范围内，基于１００质量份所述主组分。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中野贵弘，宫内泰治，中村知子，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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