[发明专利]一种用于陶瓷电容器的介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容材料，更具体地，涉及一种用于陶瓷电容器的介质材料及其制备方法。

背景技术

多层片式陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitors)简称MLCC，是由印好电极的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过高温烧结形成陶瓷芯片，再在陶瓷芯片的两端封上金属层而形成。其具有高比容、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。MLCC的介质单层厚度不断薄层化，要求即使薄层化也可以维持电容器的可靠性；特别是在介质层厚度小于2μm甚至小于0.5μm的超薄的MLCC，要求电容器非常高的可靠性，这对用于制备电容器的介质材料提出了更高的要求。

例如，公开号为CN101781115A的中国专利申请，其公开了一种X8R型多层陶瓷电容器介质材料及制备方法。该介质材料的主成分为钛酸钡，其摩尔含量为92％～96％；由Nb₂O₃与Co₃O₄组成的固溶物、R1的氧化物、R2的氧化物和Bi₂O₃组成的添加剂，其摩尔含量为4％～8％；R1和R2均为稀土族元素。

该介质材料的温度稳定性好、介电常数较高，并且，具有较好的可靠性。但是，由于介质材料的尺寸较大，难以满足陶瓷电容器的薄层化、大容量的需求。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于陶瓷电容器的介质材料及其制备方法，以解决介质材料颗粒尺寸大、难以满足制作薄层化和高可靠性MLCC的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于陶瓷电容器的介质材料，其包括钛酸钡及原料A、B、C、D和E。

其中，原料A为Ho、Yb、Gd、Dy、Sm和Y中的至少一种元素的氧化物；原料B为W、Mo和V中的至少一种元素的氧化物；原料C为Mn、Cr和Co中的至少一种元素的氧化物；原料D为Mg、Ca和Ba中的至少一种元素的碳酸盐；原料E为Si、Li、AL和B中的至少一种元素的氧化物。

在另一个具体的实施例中，所述介质材料中各组分的摩尔份含量如下：98-105份的钛酸钡、0.5-2.5份的原料A、0.2-0.8份的原料B、0.1-0.5份的原料C、0.2-0.8份的原料D和0.2-1.0份的原料E。

可以优选为：优选100份的钛酸钡、1-1.5份的原料A、0.3-0.6份的原料B、0.2-0.3份的原料C、0.5-0.7份的原料D和0.5-0.8份的原料E。

具体地，介质材料包含上述比例的各组分，既能实现介质材料良好的介电性能，又能够有效的抑制颗粒的生长。

原料A含量过少，抗还原性和寿命特性差；含量过多，烧结性能恶化，介电常数低。原料C含量过少，不能得到充分的效果；含量过多，不利于容量温度特性。原料B和D的含量保持在合适的范围，能够有效的提高材料的耐压性和容量温度特性，避免出现绝缘电阻导电性能不良或介电常数过低的问题。原料E为烧结助剂，其含量过少，烧结特性恶化，不利于绝缘电阻；含量过多，造成过烧，会引起介电常数的下降。

在另一个具体的实施例中，原料A为Ho₂O₃、Yb₂O₃、Gd₂O₃、Dy₂O₃、Sm₂O₃和Y₂O₃中的一种或多种；优选为Dy₂O₃和/或Y₂O₃。具体地，Y₂O₃为两性添加剂，可以平衡A位和B位的比例。而Dy₂O₃的抗还原性效果显著。

在另一个具体的实施例中，原料B为WO₃、MoO₃和V₂O₅中的一种或多种；优选为V₂O₅。