[发明专利]X8R特性片式多层陶瓷电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及片式电子元器件，特别是一种X8R特性片式多层陶瓷电容器的制备方法。

背景技术

电容器是一种能够存储电能的元件，是电子设备中大量使用的电子元件之一，被广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、控制电路等方面，具有使用面广、用量大、不可取代的特点，其产量占电子元件产量的40％以上，产值约占电子元件产值的10％以上。随着电子技术的飞速发展，尤其是整机产业的发展，如以手机、平板显示、汽车电子、照明电子为代表的新型电子产品的不断涌现，给电容器的发展带来了良好的发展机遇。电容器的一个重要部分是片式多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor，缩写为MLCC)。MLCC根据陶瓷介质的温度特性分类，一般分为两类。第一类为温度补偿型MLCC，其电性能稳定，几乎不随温度、电压和时间而变化，适用于低损耗、稳定性要求高的电路。第二类为高介电常数MLCC，一般有X5R、X7R、X8R以及Y5V、Z5U等温度特性系列，具有较高的介电常数。其中Y5V、Z5U类介质材料容量稳定性较差，对温度、电压等条件敏感，适用于要求大容量、适用温度范围接近于室温的旁路、耦合等低直流偏压的电路中；X5R、X7R、X8R系列具有较稳定的温度特性，适用于容量范围广、稳定性要求较高的电路中，如隔直、耦合、旁路、鉴频等电路中。

片式多层陶瓷电容器不断向小型化、大容量、高压、高温、高频等方向发展。在高温化方面，X8R-MLCC是典型的代表之一，它应用在许多高温环境中的电子设备上，如汽车引擎中的控制电路、石油勘探设备、照明电子等，而这些电子设备的运作环境相当严苛，使用温度可高达150℃，需要忍受多次高温运行、大量温度周期、电压过载以及随机的振动/冲击等，所以对X8R片容的高温特性及可靠性有着极为严格的要求。

我国汽车电子和照明电子等新兴产业的崛起并迅速发展，推动了我国X8R型MLCC的开发进程。国内已有少数厂家能够生产，但均以钯银体系为原材料，价格昂贵使得多数国内汽车电子和照明电子厂商无法接受，而导致产品竞争力降低，市场份额不大，无法改变国内对X8R产品的需求依赖进口的局面。

于是部分厂商尝试降低内电极材料中的钯含量以降低产品成本，而随着低钯含量X8R-MLCC烧结温度的降低，其介质瓷体致密度下降，带来了最终成品可靠性严重下降的结果。

发明内容

为解决上述问题，本发明的的目的在于提供一种片式多层陶瓷电容器的制备方法，其一方面保证了产品的高可靠性，另一方面有效地降低了产品成本。

本发明的目的是这样实现的：一种X8R特性片式多层陶瓷电容器的制备方法，包括瓷浆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、切割、排胶、烧结、封端、烧端，其特征在于：

-所述的瓷浆制备步骤中，所用的钛酸钡结构瓷料中除主要成分BaTiO₃外，还包括次要成分为0.1-5wt％的Ca、Mg、Ce、La、Si、Y、Zr、Er、Ni、Nb氧化物中一种或两种以上混合，所用的溶剂是甲苯与无水乙醇重量比为0.5～2∶1的混合溶剂；

-所述的交替叠印内电极和介质层步骤中，内电极材料是镍内电极材料；

-所述的封端步骤中，端电极材料是铜端电极材料；

-所述的烧结步骤中，烧结温度为1220℃～1300℃，由升温段、高温烧成段、降温段、回火段组成，其中的回火段在含O₂的N₂气氛保护下进行的，O₂的体积含量是10ppm～100ppm，回火温度和时间是800℃-1050℃/2～3小时。

所述的钛酸钡结构瓷料的粒颗度是0.30～1.50um的球形体或似球形体。

所述的排胶步骤中，排胶最高温度是270～290℃，总时间是57～60小时。

所述烧结步骤中，升温段和高温烧成段是在含H₂的N₂气氛保护下进行的，H₂含量控制在气氛总量的0.05-5％；在900-1000℃开始至最高温段的升温速率控制在3-7℃/min。