[发明专利]抗还原性的多层陶瓷电容介质陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及抗还原介质陶瓷组合物，特别是一种能匹配Ni内电浆料作为电极层的耐还原介质陶瓷材料，适合用于额定电压高的（额定电压高于100V以上）中高压多层陶瓷电容器的陶瓷材料。

背景技术

多层陶瓷电容器MLCC（Multi-layer Ceramic Capacitor）具有高比容、高可靠性、高耐压、频率特性好等特点，是在电子信息、计算机、自动控制及通讯等领域应用十分广泛的电子器件。随着电子设备及元器件向微型、薄层、混合集成等方向发展以及集成电路表面安装技术的迅速发展，对高性能MLCC的需求与日俱增。高性能、小型化与低成本是电子元器件发展的主流。

近年来，开发了可使用镍、铜等廉价贱金属的多层陶瓷电容器介质陶瓷材料，实现了大幅度的成本降低，其中Ni电极MLCC已取代常规的银-钯贵金属电极MLCC的地位，成为了MLCC市场的主流。

随着电子电路的高密度化，对电子部件小型化的要求高，多层陶瓷电容器正在急速地小型化和大容量化。同时，多层陶瓷电容器向着介质层薄层化方向发展，需要即使薄层化也可维持电容器的可靠性的介质陶瓷材料。尤其是在高额定电压（额定电压大于100V以上）下使用的中高压多层陶瓷电容器的小型化和大容量化，对构成介质层的介质陶瓷材料的可靠性提出了非常高的要求。如果介质层薄，则由于外加直流电压时对介质层施加的电场为强，介电常数的经时变化，即容量经时变化将会显著变大。

例如日本专利特开2002-255639号公报中提出了一种介质陶瓷组合物，具须：含钛酸钡的主要成分，包含AE的氧化物（其中，AE为选自Mg、Ca、Ba以及Sr中的至少一种）的第1副成分，包含R的氧化物（其中，R为选自Y、Dy、Ho以及Er中的至少一种）的第2副成分，相对100摩尔前述主成分 ，各副成分的比例为，第一副成分：0摩尔＜第1副成分＜0.1摩尔，第2副成分：1摩尔＜第2副成分＜7摩。但是，此介质陶瓷组合物的介电常数过低。

而美国专利US006243254B1，USOO6245433B1，US006205015B1等公开的技术制造的X7R特性多层陶瓷电容器用的介质陶瓷材料介电系数较低（小于2000）。

为了改善在直流电场下的容量经时变化，在日本特开平8-124785号公报中公开了具有特定组合物，介质粒子的平均结晶粒径是0.45um以下的介质陶瓷组合物。但是在该文献记载的介质陶瓷组合物中，由于介电常数过低，难以小型化、大容量化。

发明内容

本发明目的是提供一种不使其它电特性（例如，静电容量的温度特性、绝缘电阻、绝缘电阻的加速寿命、介电损耗）恶化，并提高介电常数的介质陶瓷材料组合物。以解决上述现有技术的不足。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：该介质陶瓷材料以钛酸钡Ba_mTiO₃为主成份，MnO₂、Mg0、CaO、R1₂O₃、R2₂O₃和Re烧结助剂等作为辅助成份，其中R1选自Gd、Tb、Dy中至少一种；R2选自Y、Sm、Ho、Er、Yb至少一种；Re烧结助剂选自B₂O₃、ZnO、SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Li₂O至少一种。

本发明的介质陶瓷材料组合物满足下列关系：

100Ba_mTiO₃ +aMnO2+bMg0+cR1₂O₃ +dR2₂O₃+eRe，其中以摩尔计：0.99≤m≤1.01，0.02≤a≤1.5，0.2≤b≤2.5，0.05≤c≤1.5，0.05≤d≤1.5，0.2≤e≤3.5。

以上组分的优选配比为：100Ba_mTiO₃ +aMnO2+bMg0+cR1₂O₃ +dR2₂O₃+eRe，其中以摩尔计：0.99≤m≤1.01，0.08≤a≤0.3，0.7≤b≤1.5，0.7≤c≤1.2，0.5≤d≤1.2，1.0≤e≤1.6。

作为优选，所述Re烧结助剂为SiO₂和Al₂O₃的组合物。