[发明专利]烧结添加组合物、介电陶瓷组合物、及它们的应用

说明书

技术领域

本发明是关于一种烧结添加组合物、介电陶瓷组合物以及包含该组合物的积层陶瓷电容器。

背景技术

随着近年来电子产业的蓬勃发展，积层陶瓷电容器已快速地往积层陶瓷小型化、薄层化、与高容量化的方向发展。于积层陶瓷电容器中，是在介电陶瓷组合物中叠置内电极层，并令其经过烧结步骤而制得介电层与内电极层相互堆叠的陶瓷烧结体。

然而，在积层陶瓷电容器薄层化的发展中，内电极层会因为高温烧结收缩而降低有效电极的面积大小，使积层陶瓷电容器的可靠性下降。因此，为了提升内电极层的连续性及微观组织的分布情形，如何发展出一种具备绝佳低温烧结特性的介电陶瓷组合物便成为一门十分重要的课题。

如中国台湾专利公告第I326092号中，提出一种介电体陶瓷组合物，该组合物以二氧化硅为主要玻璃成分，以氧化镁、氧化钙、氧化锶或氧化钡作为第一玻璃组合物，并且加入含有三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锌、及二氧化硅的烧结助剂，以提升组合物的低温烧结特性。

此外，于中国台湾专利公告第I299727号中，则提出一种以(Ba，Ca)TiO₃为主要成分的介电陶瓷材料，另加入镁、锰、稀土类金属的氧化物以及含有硅成分的烧结助剂，以设法将介电层往薄层化的方向发展。

另外，于中国台湾专利公告第I299328号中，则以钛酸钡为主要成分，加入两种不同有效离子半径的稀土族元素，以形成介电陶瓷组合物，使其具有良好的耐还原性、电容温度特性以及绝缘电阻的加速寿命。

本发明有别于上述提升低温烧结特性的介电陶瓷组合物，以钛酸钡为主要成分，并包含特定数量的改质成分，使其具备良好的低温烧结特性，藉以提升积层陶瓷电容器的绝缘阻抗、机械强度及可靠度。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种烧结添加组合物(composition)、介电陶瓷组合物及包含该组合物的积层陶瓷电容器，所述的烧结添加组合物能有效提升介电陶瓷组合物的低温烧结特性，俾能提升积层陶瓷电容器的晶界抵抗、机械强度及其电容器的可靠度，进而达到使积层陶瓷小型化、薄层化与高容量化的目的。

为达成上述目的，本发明提供一种烧结添加组合物，包括：二氧化硅(SiO₂)；三氧化二硼(B₂O₃)；以及至少二改质成分，所述改质成分选自下列所组成的群组：三氧化钨(WO₃)、三氧化钼(MoO₃)及二氧化锡(SnO₂)；其中以烧结添加组合物总量为100摩尔，二氧化硅的含量介于60摩尔与85摩尔之间，三氧化二硼的含量介于10摩尔与35摩尔之间，且该至少二改质成分的含量介于0.1摩尔与5摩尔之间。

于本发明的烧结添加组合物中，该烧结添加组合物较佳是形成SiO₂-B₂O₃-SnO₂-WO₃-MoO₃的组成。其中，二氧化硅与三氧化二硼皆为形成玻璃的主要氧化物，决定烧结添加组合物的熔点、流动性及其它添加物(如：钛酸钡)与该组合物的溶解度。

以烧结添加组合物的总量为100摩尔，当二氧化硅的含量低于60摩尔时，将使得烧结添加组合物对介电陶瓷组合物中钛酸钡的溶解度下降，进而劣化介电陶瓷组合物的低温烧结特性；反之，当二氧化硅的含量高于85摩尔时，会降低烧结添加组合物的高温流动性，导致介电陶瓷组合物内材料晶粒的异质成长。因此，以烧结添加组合物的总量为100摩尔，较佳是将二氧化硅的含量控制于60摩尔与85摩尔之间。

相较于二氧化硅，三氧化二硼将更加显著地降低烧结添加组合物的熔点。为了提高烧结添加组合物的高低温流动性，以烧结添加组合物的总量为100摩尔，三氧化二硼的含量较佳应高于10摩尔。此外，当三氧化二硼的含量高于35摩尔时，烧结组合物的结晶性增加将降低介电陶瓷组合物的低温烧结特性。因此，以烧结添加组合物的总量为100摩尔，较佳是将三氧化二硼的含量控制于10摩尔与35摩尔之间。