介电陶瓷组合物、其形成方法和包含其的多层陶瓷电容器技术

本公开提供一种包含基粉的介电陶瓷组合物、其形成方法和包含其的多层陶瓷电容器，其中，所述基粉包含：由BaTiO3表示的第一主要组分、由(Na,K)NbO3表示的第二主要组分以及由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分。基粉可以由xBaTiO3-y(Na,K)NbO3-z(Bi,Na)TiO3表示，其中，x+y+z＝1，x、y和z由mol表示，x、y和z分别满足0.5≤x≤0.97、0.01≤y≤0.48和0.02≤z≤0.2。在特定实施例中，基粉由xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2014年12月8日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0175016号韩国专利申请的权益，所述申请的公开通过引用被包含于此。
本公开涉及一种满足X9R温度特性并具有可靠性保证的新的介电陶瓷组合物以及包含该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器。
技术介绍
通常，诸如电容器、电感器、压电元件、压敏电阻和热敏电阻的使用陶瓷材料的电子组件包括由陶瓷材料形成的陶瓷主体、形成在陶瓷主体内的内电极、设置在陶瓷主体的表面上并连接到内电极的外电极。在陶瓷电子组件之中，多层陶瓷电容器(MLCC)包括多个堆叠的介电层和内电极。内电极设置为彼此面对，并且至少一个介电层置于内电极之间，外电极电连接到内电极。具有诸如紧凑、高电容和易于安装的优点的MLCC通常用作诸如计算机、个人数字助理(PDA)和蜂窝电话的移动通信装置中的组件。通常通过利用制片方法(sheetformationmethod)或印刷方法堆叠用于内电极的膏的层和用于介电层的膏的层并同时烧结层压件来制造MLCC。用于相关技术的高容量的多层陶瓷电容器等的介电材料是基于钛酸钡(BaTiO3)的铁电材料，其中，钛酸钡(BaTiO3)具有室温下的高介电常数、相对低的损失因子和优异的绝缘电阻特性。然而，这样的基于钛酸钡(BaTiO3)的介电材料不足以满足X8R特性(高达150℃的电容温度特性)并保证可靠性。对用于满足X8R特性(包括高达150℃的电容温度特性)并保证可靠性的方法进行了大量的研究，但是却很少执行对用于满足150℃或更高的区域中的温度特性的方法的研究。因此，需要研究在比150℃高的区域(诸如，高达175℃)中能够满足X9R温度特性并具有提高的可靠性的介电材料。
技术实现思路
本公开的一方面提供一种满足X9R温度特性并具有保证的可靠性的新的介电陶瓷组合物，以及包含该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器(MLCC)。根据本公开的一方面，一种介电陶瓷组合物包含基粉，所述基粉包含：由BaTiO3表示的第一主要组分、由(Na,K)NbO3表示的第二主要组分以及由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分。基粉可以由xBaTiO3-y(Na,K)NbO3-z(Bi,Na)TiO3表示，其中，x+y+z＝1，x、y和z由mol表示，x、y和z分别满足0.5≤x≤0.97、0.01≤y≤0.48和0.02≤z≤0.2。在特定实施例中，基粉由xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示。根据本公开的另一方面，一种多层陶瓷电容器包括陶瓷体，在陶瓷体中，介电层与第一内电极和第二内电极交替地堆叠。第一外电极和第二外电极设置在陶瓷体的两个端部上并分别电连接至第一内电极和第二内电极。介电层包含介电陶瓷组合物，介电陶瓷组合物包含基粉，所述基粉包含：由BaTiO3表示的第一主要组分、由(Na,K)NbO3表示的第二主要组分、由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分以及微量组分。基粉可以由xBaTiO3-y(Na,K)NbO3-z(Bi,Na)TiO3表示，其中，x+y+z＝1，x、y和z由mol表示，x、y和z分别满足0.5≤x≤0.97、0.01≤y≤0.48、0.02≤z≤0.2。在特定实施例中，基粉可以由xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示。根据本公开的另一方面，提供了一种包含基粉的介电陶瓷组合物。基粉包含具有大约125℃的居里温度(Curietemperature)的第一主要组分X、具有大约450℃或更高的居里温度的第二主要组分Y以及具有大约320℃或更高的居里温度的第三主要组分Z。基粉由xX-yY-zZ表示，其中，x+y+z＝1，x、y和z由mol表示，X和Z是钛酸盐，Y是铌酸盐。根据本公开的另一方面，提供了一种多层陶瓷电容器。所述多层陶瓷电容器包括陶瓷体，在陶瓷体中，介电层与第一内电极和第二内电极交替地堆叠，第一外电极和第二外电极设置在陶瓷体的两个端部上并且电连接至第一内电极和第二内电极。介电层包含介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物包含具有大约125℃的居里温度的第一主要组分X、具有大约450℃或更高的居里温度的第二主要组分Y以及具有大约320℃或更高的居里温度的第三主要组分Z。多层陶瓷电容器具有在-55℃至175℃的温度范围内具有+/-15％以内的电容温度系数、大于1000的室温介电常数、在150℃下至少50V/μm的耐受电压以及大于7.420E+10的室温电阻率。根据本公开的另一方面，提供了一种形成包含基粉的介电陶瓷组合物的方法，所述方法包括以下步骤：将BaCO3和TiO2混合以形成第一混合物，并在900℃至1000℃的范围内的温度下焙烧第一混合物以形成BaTiO3；将Na2CO3、K2O和Nb2O5混合以形成第二混合物，并在800℃至900℃的范围内的温度下焙烧第二混合物以形成(Na0.5K0.5)NbO3。将Bi2O3、Na2CO3和TiO2混合以形成第三混合物，并在800℃至900℃的范围内的温度下焙烧第三混合物以形成(Bi0.5Na0.5)TiO3。将BaTiO3、(Na0.5K0.5)NbO3和(Bi0.5Na0.5)TiO3混合以形成基粉。附图说明通过下面结合附图的具体实施方式，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：图1是示出由xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示的基粉的主要组分的成分区(compositionregion)的示图；图2是示意性地示出根据本公开的实施例的多层陶瓷电容器(MLCC)的透视图；图3是示意性地示出图2的沿着A-A’线截取的MLCC的剖视图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施例。然而，本公开可以以多种不同形式实施，并不应解释为局限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例从而使本公开将是彻底的和完整的，并将向本领域的技术人员充分地传达本公开的范围。在附图中，为了清晰起见会夸大元件的形状和尺寸，相同的标号将用来代表相同或相似的元件。本公开涉及介电陶瓷组合物。包含有介电陶瓷组合物的电子元件的示例可以包括电容器、电感器、压电元件、压敏电阻和热敏电阻。在下文中，介电陶瓷组合物和包含该介电陶瓷组合物的多层陶瓷电容器(MLCC)将仅被描述为示例性电子组件，而不受具体限制。根据本公开的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电陶瓷组合物，包含基粉，其中，所述基粉包含：由BaTiO3表示的第一主要组分；由(Na,K)NbO3表示的第二主要组分；由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分。

【技术特征摘要】
2014.12.08 KR 10-2014-01750161.一种介电陶瓷组合物，包含基粉，
其中，所述基粉包含：
由BaTiO3表示的第一主要组分；
由(Na,K)NbO3表示的第二主要组分；
由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分。
2.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，所述基粉由xBaTiO3-y(Na,
K)NbO3-z(Bi,Na)TiO3表示，
其中，x+y+z＝1，
x、y和z由mol表示，
x、y和z分别满足0.5≤x≤0.97、0.01≤y≤0.48、0.02≤z≤0.2。
3.如权利要求2所述的介电陶瓷组合物，其中，所述基粉由
xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示。
4.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物基于
100mol％的基粉还包含0.1mol％至3.0mol％的第一微量组分，
其中，所述第一微量组分包含含有锰、钒、铬、铁、镍、钴、铜和锌中
的至少一种的碳酸盐或氧化物。
5.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，所述介电陶瓷组合物基于
100mol％的基粉还包含0.2mol％至10.0mol％的第二微量组分，
其中，所述第二微量组分包含含有硅的氧化物或含有硅的玻璃复合物。
6.如权利要求1所述的介电陶瓷组合物，其中，所述第一主要组分、第
二主要组分和第三主要组分是固溶体的形式。
7.一种多层陶瓷电容器，包括：
陶瓷体，在所述陶瓷体中，介电层与第一内电极和第二内电极交替地堆
叠；
第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷体的两个端部上并电连接至
所述第一内电极和第二内电极，
其中，所述介电层包含介电陶瓷组合物，
所述介电陶瓷组合物包含：
基粉，包含由BaTiO3表示的第一主要组分、由(Na,K)NbO3表示的第二

\t主要组分以及由(Bi,Na)TiO3表示的第三主要组分；
微量组分。
8.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其中，所述基粉由xBaTiO3-y(Na,
K)NbO3-z(Bi,Na)TiO3表示，
其中，x+y+z＝1，
x、y和z由mol表示，
x、y和z分别满足0.5≤x≤0.97、0.01≤y≤0.48、0.02≤z≤0.2。
9.如权利要求8所述的多层陶瓷电容器，其中，所述基粉由
xBaTiO3-y(Na0.5K0.5)NbO3-z(Bi0.5Na0.5)TiO3表示。
10.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其中，所述介电陶瓷组合物
基于100mol％的基粉还包含0.1mol％至3.0mol％的第一微量组分，
所述第一微量组分包含含有锰、钒、铬、铁、镍、钴、铜和锌中的至少
一种的碳酸盐或氧化物。
11.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其中，所述介电陶瓷组合物
基于100mol％的基粉还包含0.2mol％至10.0mol％的第二微量组分，
所述第二微量组分包含含有硅的氧化物或含有硅的玻璃复合物。
12.如权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其中，所述第一主要组分、
第二主要组分和第三主要组分是固溶体的形式。
13.一种介电陶瓷组合物，包含基粉，
其中，所述基粉包含：
第一主要组分X，具有125℃的居里温度；
第二主要组分Y，具有450℃或更高的居里温度；
第三主要组分Z，具有320℃或更高的居里温度，
其中，所述基粉由xX-yY-zZ表示，
其中，x+y+z＝1，
x...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹硕晛，朴然庭，金斗永，全松济，金昶勋，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR