專利名稱：：薄介質(zhì)x7rmlcc介質(zhì)瓷料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以鈦酸鋇為基的MLCG介質(zhì)瓷料及其制備方法。技術(shù)背景當(dāng)前，隨著電器和電子設(shè)備向小型化、高性能等方面的快速發(fā)展，在這些設(shè)備中所使用的多層陶瓷電容器也面臨更小尺寸和更大容量的要求。為了實(shí)現(xiàn)更小尺寸和更大容量，這樣的多層陶瓷電容器的介質(zhì)層庫度變得越來越薄，同時層疊的數(shù)量也越來越多。目前，BaTi03介質(zhì)層達(dá)到300層以上，而其厚度為3um或更小，以便獲得具有超高容量的電容器。為了生產(chǎn)這樣的具有超高容量的多層陶瓷電容器，關(guān)鍵是使該介質(zhì)層盡可能薄，這就要求介質(zhì)瓷料的粒度更細(xì)，平均粒徑不能超過0.2um，對于鈦酸鋇基的介質(zhì)瓷料，其平均粒徑要求為0.080.18um，優(yōu)選0.10.15um。當(dāng)介質(zhì)層變得更薄時，微觀結(jié)構(gòu)決定了介質(zhì)特性和可靠性。這就要求主成分BaTi03具有高結(jié)晶度、顆粒形貌規(guī)整、單分散、高純度；同時主成分和輔助成分不但顆粒粒徑要匹配而且要混合的非常均勻，使之均勻的包覆在BaTi03的表面，保證瓷料具有良好的芯-殼結(jié)構(gòu)，從而使瓷料具有高介電常數(shù)和良好的TCC。對于主成分BaTi03來說，采用液相法來生產(chǎn)；液枏法生產(chǎn)的鈦酸鋇具有單分散、精細(xì)陶瓷、化學(xué)均一性好、高純度、高結(jié)晶度；更適合于生產(chǎn)介質(zhì)層厚度3i!tn以下的多層陶瓷電容器。對于輔助成分Mn02或MnAc2、RE203、MgO或MgAc2、Ti02，要求原料純度^99.5%，并對原材料進(jìn)行預(yù)處理(MnAc2、MgAc2除外)，粒度要求小于0.1Pm，這樣輔助成分能均勻的包覆在BaTi03的表面，形成良好的芯-殼結(jié)構(gòu)，從而獲得良好的介電性能。燒結(jié)助劑玻璃粉由上述玻璃組合物組成，并且為粒徑在80nm至200nm之間的超細(xì)粉末。為了形成厚度為m或更小的薄介質(zhì)層，將粒徑在80nm至180nm范圍內(nèi)的BaTi03基瓷料用作介電漿料，因此，當(dāng)加入到介電漿料中的玻璃粉具有1wm或更大的粒徑時，則難以均勻制作厚度3ym以下的薄介電層；同時可以降低多層陶瓷電容器的燒結(jié)溫度。EIA標(biāo)準(zhǔn)定義的X7R的具體含義是X代表工作溫區(qū)的低溫極限-55'C，7代表工作溫區(qū)的高溫極限+125'C,R代表在工作溫區(qū)內(nèi)所有溫度點(diǎn)(-55。C+125'C范圍內(nèi))的電容量相對于室溫25匸時的變化率小于或等于±15%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種以鈦酸鋇為基的MLCC介質(zhì)瓷料及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種薄介質(zhì)X7RMLGC介質(zhì)瓷料，包括主成分BaTi03;輔助成分Mn02或MnAc2、RE203、MgO或MgAc2、Ti02和燒結(jié)助劑玻璃粉；RE選自Y、Dy、Gd、Er、Tb、Ho中至少一種；玻璃組合物包括K20、B203、ZnO、CaO、Si02。介質(zhì)瓷料組合物由下式表示aBaTi03+b(Mn02或MnAc2)+cRE203+d(MgO或MgAc2)+eTi02+f燒結(jié)助劑，其中，a、b、c、d、e、f滿足如下關(guān)系以vrtW計(jì)，a=100，0.02《b《2.0，0《c《5.0,0.05《d《2.0，0.05《e《1.0,0.1《f《2.0'并且b+c+d+e+f《2.0，0.995《Ba/Ti《1.03;玻璃組合物由下式表示gK20+hB203+iZnO+jCaO+kSi02，其中，g、h、i、j、k滿足如下關(guān)系:以moiy。計(jì)，g+h+i+j+k=100，2《g《10，5《h《20，10《i《25，0《j《25，50《k《80。所述成分BaTi03的平均粒徑為0.080.18ym，優(yōu)選0.10.15um;其雜質(zhì)含量要求Na《10ppm、K《10ppm、Sr《200ppm、Fe《20ppm。所述成分BaTi03由液相法生產(chǎn)的BaTi03粉末提供。所述成分Mn02、RE203、MgO、Ti02要求純度^99.5%并進(jìn)行預(yù)處理，要求粒度小于0.1醋酸鹽純度>99.5%。所述的玻璃組合物:gK20+hB203+iZnO+jCaO+kSi02，其中，g、h、i、j、k滿足如下關(guān)系以mol96計(jì)，g+h+i+j+k=100，2《g《10，5《h《20，10《i《25，0《j《25，50《k《80;該玻璃粉為粒徑在80nm至200nm之間的超細(xì)粉末。一種多層陶瓷電容器，包括具有介質(zhì)層和與介質(zhì)層交替的內(nèi)電極的電容器體，其中，所述介質(zhì)層為一種介質(zhì)瓷料組合物，其含有主成分BaTi03，以及輔助成分Mn02或MnAc2、RE203、MgO或MgAc2、Ti02和燒結(jié)助劑玻璃粉；RE選自Y、Dy、Gd、Er、Tb、Ho中至少一種；玻璃組合物包括K20、B203、ZnO、CaO、Si02。所述介質(zhì)瓷料組合物由下式表示aBaTi03+b(Mn02或MnAc2)+cRE203+d(MgO或MgAc2)+eTi02+f燒結(jié)助劑，其中，a、b、c、d、e、f滿足如下關(guān)系以wt《計(jì)，a=100，0.02《b《2.0,0《c《5.0，0.05《d《2.0，0.05《e《1.0，0.1《f《2.0，并且b+c+d+e+f《2.0，0.995《Ba/Ti《1.03;玻璃組合物由下式表示gK20+hB203+iZnO+jCaO+kSi02，其中，g、h、i、j、k滿足如下關(guān)系:以molX計(jì)，g+h+i+j+k=100，2《g《10，5《h《20，10《i《25，0《j《25,50《k《80。所述的多層陶瓷電容器，采用賤金屬Ni漿為內(nèi)電極漿料，燒結(jié)溫度117(Tl23(rC。所述的多層陶瓷電容器每層所述介質(zhì)層具有1.0~2.0um的厚度。所述的多層陶瓷電容器滿足ElA標(biāo)準(zhǔn)定義的X7R特性。具體實(shí)施方式—種薄介質(zhì)X7RMLGC介質(zhì)瓷料，它按BaTi03的重量為100，Mn02或MnAc2為0.022.0、RE辦為05.0、MgO或MgAc2為0.052.0、Ti(^為0.051.0、燒結(jié)助劑為0.12.0，并且(MnOs或MnAc2)+RE203+(MgO或MgAc2)+Ti02+燒結(jié)助劑《2.0，0.995《Ba/Ti《1,03。上述介質(zhì)瓷料的制備方法，按下述步驟進(jìn)行U)按照表1中玻璃粉的組成，稱量相應(yīng)的組分加入到氧化鋯磨介的球磨罐中，加入去離子水(料:水=1:1.2-1.3)進(jìn)行混合，球磨4個小時，烘干、過篩(60目或80目)、玻璃化(燒結(jié)溫度在140(TC150(rC)、后處理；(2)按照重量百分比，將主成分、輔助成分(漿料的形式)和去離子水(料水=1:1.1-1.2)加入到裝有氧化鋯磨介的球磨罐中，球磨3個小時；(3)將球磨好的漿料進(jìn)行過濾、烘干、過篩(60目或80目)；(4)將過篩后的粉料進(jìn)行煅燒(700土1(TC);(5)將煅燒后的粉料加入到氧化鋯磨介的球磨罐中，加入去離子水(料水=1:1.1-1.2)，球磨2個小時；(6)將球磨好的漿料進(jìn)行過濾、烘干、過篩(60目或80目)；玻璃組合物成分見表1:表1玻璃粉編號玻璃粉的組成(mol%)K20BAZnOGaOSi02A13510577A25510575A3751078A435121070A53512575<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>介質(zhì)瓷料成分見表2:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試樣是按照如下方法制作的配料一分散一過濾一供干—過篩一煅燒—分散一過濾一烘干—過篩—分散一流延一絲印一疊層一層壓一切割一排膠—燒結(jié)—倒角一封端一燒端一測試制成的MLCC試樣介質(zhì)厚度1.5um,介質(zhì)層數(shù)300，規(guī)格0402試樣的介電性能是這樣測試的通過在1KHz和1V的條件下利用電橋4278A測量出電容和損耗，然后根據(jù)電容計(jì)算出介電常數(shù)；在100V的條件下利用絕緣電阻儀TH2683測試絕緣電阻IR，測試時間為10s;在-55'C到+W5'C的范圍內(nèi)，利用溫度特性系數(shù)(TCC)試驗(yàn)箱測量各溫度點(diǎn)的電容，以25'C的電容為基準(zhǔn)按照公式(AC/C25)計(jì)算出各個溫度下電容的變化率。各取一組不同配方的生坯3個，在同一個燒溫下燒結(jié)、保溫2h，從三個中揀選2個進(jìn)行測試介電性能，取其平均值，結(jié)果列于下表3。表3本發(fā)明陶瓷電容器介質(zhì)試樣的測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>e為介電常數(shù)tanS為損耗角正切值IR為絕緣電阻△C/C為溫度變化率權(quán)利要求1、一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，包括主成分BaTiO3；輔助成分MnO2或MnAc2、RE2O3、MgO或MgAc2、TiO2和燒結(jié)助劑玻璃粉；RE選自Y、Dy、Gd、Er、Tb、Ho中至少一種；玻璃組合物包括K2O、B2O3、ZnO、CaO、SiO2。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于介質(zhì)瓷料組合物由下式表示aBaTi03+b(Mn02或MnAc2)+cRE203+d(MgO或MgAc2)+eTi02+f燒結(jié)助劑，其中，a、b、c、d、e、f滿足如下關(guān)系:以wt。/"十,a=〗00，0.02《b《2.0，(Kc《5.0，0.05《d《2.0，0.05《e《1.0，0.1《f《2.0,并且b+c+d+e+f《2.0，0.995《Ba/Ti《1.03;玻璃組合物由下式表示gK20+hB203+iZnO+jCaO+kSi02,其中，g、h、i、j、k滿足如下關(guān)系以mo"/"十，g+h+i+j+k=100，2《g《10,5<h《20,l(Ki《25，(Kj《25,5(Kk《80。3、根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述成分BaTi03的平均粒徑為0.08~0.18(jm,優(yōu)選0.1-0.15nm;其雜質(zhì)含量要求Na《10卯m、K"Oppm、Sr<200ppm、Fe《20ppm。4、根據(jù)權(quán)利要求l、2、3所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述成分BaTi03由液相法生產(chǎn)的BaTi03粉末提供。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2、3、4所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述成分Mn02、RE203、MgO、Ti02要求純度>99.5%并進(jìn)行預(yù)處理，要求粒度小于0.1jara;醋酸鹽純度》99.5%。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄介質(zhì)X7ARMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述的玻璃組合物gK20+hB203+iZiiO十jCaO+kSi02,其中，g、h、i、j、k滿足如下關(guān)系以mo"/"十，g+h+i+j+k=100，2《g《10，5《h《20，l(Ki《25，0《j《25，50《k《80;該玻璃粉為粒徑在80nm至200腿之間的超細(xì)粉末。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于一種多層陶瓷電容器，包括具有介質(zhì)層和與介質(zhì)層交替的內(nèi)電極的電容器體，其中，所述介質(zhì)層為一種介質(zhì)瓷料組合物，其含有主成分BaTi03,以及輔助成分Mn02或MnAc2、RE203、Mg0或MgAc2、Ti02和燒結(jié)助劑玻璃粉；RE選自Y、Dy、Gd、Er、Tb、Ho中至少一種；玻璃組合物包括K20、B203、ZnO、CaO、Si02。所述介質(zhì)瓷料組合物由下式表示aBaTi03+b(Mn02或MnAc2)+cRE203+d(MgO或MgAc2)+eTi02+f燒結(jié)助劑，其中，a、b、c、d、e、f滿足如下關(guān)系以wt'/n計(jì)，a=100,0.02《b《2.0'(Kc《5.O，O.05《d《2.0,0.f)5《e《1.0,0.1《f《2.0，并且b十c+d十e+f《2.0,0.995《Ba/Ti《1.03;玻璃組合物由下式表示gK20+hB203+iZnO+jCaO十kSi02，其中，g,h、i、j、k滿足如下關(guān)系:以moiy。計(jì)，g+h+i+j+k=100,2《g《10,5《h《20，l(Ki《25，0《j《25,5(Kk《80。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述的多層陶瓷電容器，釆用賤金屬Ni漿為內(nèi)電極漿料，燒結(jié)溫度1.17(T123(TC。9、根據(jù)權(quán)利要求7、8所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述的多層陶瓷電容器每層所述介質(zhì)層具有1.0~2.0nm的厚度。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，其特征在于所述的多層陶瓷電容器滿足EIA標(biāo)準(zhǔn)定義的X7R特性。全文摘要本發(fā)明公開了一種薄介質(zhì)X7RMLCC介質(zhì)瓷料，包括主成分BaTiO<sub>3</sub>；輔助成分MnO<sub>2</sub>或MnAc<sub>2</sub>、RE<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、MgO或MgAc<sub>2</sub>、TiO<sub>2</sub>和燒結(jié)助劑玻璃粉；RE選自Y、Dy、Gd、Er、Tb、Ho中至少一種；玻璃組合物包括K<sub>2</sub>O、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、ZnO、CaO、SiO<sub>2</sub>。文檔編號C04B35/468GK101333105SQ200810138110公開日2008年12月31日申請日期2008年7月1日優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日發(fā)明者吳素文,紅應(yīng),兵張,鵬張,陳世純申請人:東營國瓷功能材料有限公司