不可还原的介电陶瓷组合物制造技术

一种不可还原的介电组合物，包含由通式（Ｃａ↓［１－ｘ］Ｓｒ↓［ｘ］）↓［ｍ］（Ｚｒ↓［１－ｙ］Ｔｉ↓［ｙ］）Ｏ↓［３］表示的主成分，其中０≤ｘ≤１，０≤ｙ≤０．０９和０．７≤ｍ≤１．０５；及０．５－１０重量％由通式ａＭｎＯ↓［２］－ｂＳｉＯ↓［２］－ｃＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］（ａ＋ｂ＋ｃ＝１００）表示的次要成分，其中２０≤ａ≤６０，１０≤ｂ≤６５和１≤ｃ≤１０。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种应用于叠层陶瓷电容器、用于温度补偿等的不可还原的介电组合物，更特别地，涉及一种具有高绝缘电阻和低介电损耗、可在使用含有镍(Ni)的内电极的还原氛下烧结的、不可还原的介电组合物。常规的叠层陶瓷电容器是通过在1100-1350℃的环境中烧结高价贵金属如钯(Pd)或含有钯作为内电极的银-钯合金(Ag-Pd)、和基于BaO-Nd2O3-TiO2或MgTiO3-CaTiO3的介电组合物制备的。但是，存在的问题是，由于在还原氛中烧结时形成氧空位，因此组合物表现出绝缘电阻降低和可靠性劣化，因此Ni不能用作内电极。为使用镍作为内电极，这样的组合物必须能够在还原氛中烧结。到目前为止已知在日本专利公开10-335169号公报中公开了一种基于CSZT的组合物。该组合物由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其满足条件0≤x≤1，0≤y≤0.1和0.75≤m≤1.04；和次要成分BCG0.5-15摩尔％、MnO0.2-5摩尔％、Al2O30.1-10摩尔％(以主成分的总摩尔数为基础)以及稀土元素组成。上述公报公开的组合物的优点是具有不可还原性，且在温度变化时电容量的变化小。另外，该组合物克服了基于锂玻璃(Li-玻璃)的组合物所遇到的在高温-低频条件下介电损耗大的问题。另外，该组合物的特征在于可以获得均匀的小粒径。尽管具有这些优点。在上述组合物中，介电体的烧结温度高达1300℃，且介电体的烧结开始温度比用作内电极的Ni高。结果，存在的问题是由于内电极和陶瓷间的失配而引起破裂、缺陷等。这是因为在烧结过程中，内电极金属表现出比陶瓷更高的收缩率。同时，日本专利公开63-289709号公报公开了一种组合物，该组合物由主成分(CaxSr1-x)m(ZryTi1-y)O3(0.3≤x≤0.5，0.92≤y≤0.98，0.95≤m≤1.08)及次要成分MnO2(0.01-4.0重量％)和SiO2(2.0-8.0重量％)组成，该组合物可在还原氛下烧结。该组合物中Ca/Sr的介电常数较高，低于1。然而，上面的组合物仍然存在问题，即在高温-低频条件下介电损耗大。另外，由于陶瓷的烧结温度高达1300℃，在烧结过程中该组合物会由于电极金属和陶瓷失配而出现缺陷。本专利技术的另一个目的是提供一种满足符合EIA(电气工业协会)标准的COG/CH特性的介电组合物。根据本专利技术的一方面，提供一种不可还原的介电组合物，其包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式aMnO2-bSiO2-cAl2O3(a+b+c＝100)表示的次要成分，其中20≤a≤60，10≤b≤65和1≤c≤10。根据本专利技术的另一方面，提供一种不可还原的介电组合物，其包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式bSiO2-cAl2O3-dR1O(b+c+d＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素)表示的次要成分，其中10≤b≤65，0＜c≤10和0≤d≤50。根据本专利技术的再一方面，提供一种不可还原的介电组合物，其包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式aMnO2-bSiO2-dR1O-eR2O2(a+b+d+e＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的一种或两种元素，R2为Zr和Ti的至少一种)表示的次要成分，其中20≤a≤60，10≤b≤65和0＜(d+e)≤65。最后，根据本专利技术的再一方面，提供一种不可还原的介电组合物，其包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式bSiO2-dR1O-eR2O2(b+d+e＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素，R2为Zr和Ti之一)表示的次要成分，其中10≤b≤65，10≤d≤20和10≤e≤60。本专利技术涉及一种不可还原的介电组合物，其中其主成分由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示。根据使用常用材料的本专利技术，需要x、y和m满足条件0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05。主成分中下标x在0≤x≤1的范围内。即，该组合物可以含有Ca和Sr的任意混合物，或两者中的仅仅一种元素。x的值越大，即Sr的比例越高，则晶体的平均粒径越大，且介电常数增加越多。为使烧结后的粒径更小，优选x小于0.5。主成分中下标y在0≤y≤0.09的范围内。电容量温度系数和介电常数取决于y值。y值越大，电容量温度系数变得越负，介电常数增加越多。为获得本专利技术的基于COG/CH的介电组合物，y的范围限制在小于0.09。结果，可获得满足用于热补偿的、作为电容器的COG特性的电容量温度系数为-30～+30ppm/℃的要求，或满足用于热补偿的、作为电容器CH特性的电容量温度系数为-60-～+60ppm/℃的要求的组合物。主成分中下标m在0.7≤m≤1.05的范围内。但是，不理想的情况是，如果m小于0.7，则介电损耗增大，且如果m超过1.05，则烧结温度上升。在本专利技术的介电组合物中还含有次要成分。作为烧结添加剂添加的次要成分选自四种类型的烧结添加剂。根据本专利技术，烧结添加剂的添加量优选占主成分总量的0.5-10重量％。如果烧结添加剂的量低于0.5重量％，烧结性劣化。当其添加量超过10重量％时，介电体的内在品质劣化，例如，低介电常数、介电损耗增加等。第一种类型的烧结添加剂是由通式aMnO2-bSiO2-cAl2O3(a+b+c＝100)表示的次要成分，其中20≤a≤60，10≤b≤65和1≤c≤10。MnO2用作接受体，因此吸收在还原氛下烧结该添加剂时产生的氧空位中的自由电子，这又使改善不可还原性成为可能。但是，不理想的情况是，如果MnO2含量低于20摩尔％，电阻率值降低，且如果MnO2含量超过60摩尔％，固溶体达不到使MnO2沉淀的程度，烧结性劣化。SiO2的含量定为10-65摩尔％。如果该含量低于10摩尔％不产生效果，如果该含量超过65摩尔％，因粘度使烧结性倾向于劣化。添加Al2O3以改善耐水性和机械强度。由于加于过量Al2O3时其不溶解而是沉淀，因此优选Al2O3在次要成分中的含量低于10摩尔％。第二种类型的烧结添加剂是由通式bSiO2-cAl2O3-dR1O(b+c+d＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素)表示的次要成分，其中10≤b≤65，0≤c≤10和0≤d≤50。第三种类型的烧结添加剂是由通式aMnO2-bSiO2-dR1O-eR2O2(a+b+d+e＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素，R2为Zr和Ti的至少一种元素)表示的次要成分，其中20≤a≤60，10≤b≤65和0＜(d+e)≤65。最后，本专利技术的第四种类型的烧结添加剂是由通式bSiO2-dR1O-eR2O2(b+d+e＝100，R1为选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不可还原的介电组合物，包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式aMnO2-bSiO2-cAl2O3(a+b+c＝100)表示的次要成分，其中20≤a≤60，10≤b≤65和1≤c≤10。2.一种多层陶瓷电容器，包含由权利要求1的介电组合物形成的许多片；和在各片上的许多电极，其中片和电极交替层压。3.一种不可还原的介电组合物，包含由通式(Ca1-xSrx)m(Zr1-yTiy)O3表示的主成分，其中0≤x≤1，0≤y≤0.09和0.7≤m≤1.05；及0.5-10重量％由通式bSiO2-cAl2O3-dR1O(b+c+d＝100，R1为选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素)表示的次要成分，其中10≤b≤65，0＜c≤10和0≤d≤50。4.一种多层陶瓷电容器，包含由权利要求3的介电组合物形成的许多片；和在各片上的许多电极，其中片和电极交替层压。5.一种不可还原的介电组合物，包含由通式(Ca1-xSrx)m(...

【专利技术属性】
技术研发人员：文泳泰，申东俶，金宗熙，金瑛珉，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：