[发明专利]用于与镍电极一起使用的COG电介质组合物

说明书

技术领域

本发明涉及锆钛酸盐基的电介质组合物，更具体地，涉及锆钛酸锶基的电介质组合物，其可以用于形成具有由镍或者镍合金形成的贱金属内部电极的多层陶瓷片状电容器。

背景技术

多层陶瓷片状电容器已经被广泛地用作微型、高容量和高可靠性的电子元件。随着对高性能电子设备的日益增加的需求，多层陶瓷片状电容器也面临着更小的尺寸、更高的容量、更低的成本以及更高的可靠性的市场需求。

一般通过形成交替层来制备多层陶瓷片状电容器，所述交替层是由形成内部电极的浆料(paste)和形成电介质层的浆料而形成的。所述层通常通过如下方式来形成，即通过压片、印刷或类似的技术，接着同时烧成。

通常，内部电极由导体例如钯、金、银或者所述金属的合金形成。虽然钯、金和银很昂贵，但是通过使用相对便宜的贱金属例如镍及其合金，可以部分地代替这些贵金属。“贱金属”是指除了金、银、钯和铂之外的任意金属。如果在大气中烧成，贱金属内部电极可以变成氧化状态，因此，电介质层和内部电极层必须在还原气氛中共烧成。但是，在还原气氛中烧成导致电介质层被还原，这降低了电阻率。已经提出了使用不可还原的电介质材料的多层陶瓷片状电容器，但是这种装置通常具有较短寿命的绝缘电阻(IR)和低的可靠性。

电子工业协会(EIA)制定了用于电容温度系数(TCC)的标准，被称为COG特性。所述COG特性要求在-55℃～+125℃的温度范围内电容的变化不超过每摄氏度30ppm(±30ppm/℃)。COG元件没有表现出电容量老化。

发明内容

本发明提供了一种电介质组合物，其可以用于制备与含有贱金属如镍或镍合金的内部电极相容的陶瓷多层电容器。由本发明的电介质组合物可以制备出如下电容器，该电容器在高加速寿命试验条件下表现出稳定的介电常数、小的介电损失和优良的可靠性。

本发明的电介质组合物包括平均直径为约0.5～约3微米的晶粒的均匀致密的微结构。均匀致密的晶粒微结构是获得可靠性高、具有薄于5微米电介质层的多层电容器的关键。

在一个实施方式中，本发明的电介质组合物在烧成之前包括锶、钛和锆的氧化物的混合物。可以加入辅助烧结的氧化物，例如MgO、B₂O₃和MgO-CaO-SrO-Al₂O₃-SiO₂。本发明的另一实施方式是一种电子装置，其包括含有电介质层的多层薄片(multilayer chip)，所述电介质层含有锆酸锶-钛酸锶混合物和氧化镁-氧化硼混合物。本发明的另一实施方式是一种电子装置，其包括含有电介质层的多层薄片，所述电介质层含有锆酸锶-钛酸锶混合物和MgO-CaO-SrO-Al₂O₃-SiO₂混合物。

在另一实施方式中，本发明提供了一种形成电子元件的方法，其包括将电介质材料的颗粒涂覆到基底上；以及在足以烧结所述电介质材料的温度下烧成所述基底，其中所述电介质材料在烧成之前含有表1中的成分的混合物(重量百分数)。应当理解为，在本文中每个数值(百分比、温度等)之前应认为有“大约”。

表1.电介质组合物的氧化物配方