專利名稱：多層陶瓷電容器及其制備方法與所用的介電陶瓷材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷電容器及其制造方法與所用的介電陶瓷材料粉末，更具體地說，本發(fā)明涉及一種Y5V型多層片式陶瓷電容器及其制備方法與所用的介電陶瓷材料粉末。
背景技術(shù)：
片式多層陶瓷電容器(MLCC)是一種新型電子元器件，大量用于通訊、計算機、家用電器等消費類電子整機的表面貼裝中。隨著全球表面安裝技術(shù)的迅速發(fā)展，表面安裝組件的產(chǎn)量迅速上升，MLCC需求不斷上升。而Y5V型MLCC不斷向小型化、低成本、大容量化、高可靠性方向發(fā)展，以滿足這些電子設(shè)備不斷向微型化、薄層化、高性能化發(fā)展的要求。同時由于Y5V型MLCC的高比容、高性價比、高可靠性等特點，其正逐步取代部分鋁電解電容器、鉭電解電容器和薄膜電容器。
目前，Y5V型多層片式瓷介電容器(MLCC)廣泛采用貴金屬Ag/Pd材料為內(nèi)電極，對于一些質(zhì)量要求高的產(chǎn)品甚至采用全Pd內(nèi)電極，而端電極則是Ag或AgO。Ag/Pd體系的MLCC產(chǎn)品一般采用中低燒體系，在空氣氣氛中燒結(jié)。這種體系的技術(shù)發(fā)展時間較長，各個工序的工藝比較成熟，因而具有以下幾個主要方面的優(yōu)點
首先，由于內(nèi)、外電極都采用不活潑的貴金屬制作，排膠、燒結(jié)和燒端過程可以在空氣中進行，所使用的陶瓷介質(zhì)體系不需要具有抗還原性，所以原材料的制作相對簡單，所用設(shè)備的制作費用也相對較低；其次，由于排膠是在空氣中進行的，氧含量充分，所以可以在較低溫度和較短的時間內(nèi)來完成排膠過程，工作效率相對較高，能源消耗相對較低；而且，這種中低燒體系的陶瓷體燒結(jié)可以在較低溫度下進行，也利于降低能耗成本。
但Ag/Pd體系的MLCC產(chǎn)品存在許多不足首先，生產(chǎn)成本較高，由于采用貴金屬Pd/Ag作內(nèi)電極及貴金屬Ag作端電極，導(dǎo)致較高的生產(chǎn)成本；其次，產(chǎn)品的可靠性能差，由于Ag/Pd體系Y5V型MLCC產(chǎn)品采用中低燒體系，使得產(chǎn)品燒成后氣孔率較多，產(chǎn)品內(nèi)部缺陷較多，產(chǎn)品質(zhì)量受到一定影響；再次，難于實現(xiàn)大容量化，Ag/Pd體系Y5V型MLCC產(chǎn)品采用中燒體系的瓷粉，介質(zhì)難于實現(xiàn)薄膜化，產(chǎn)品的絕緣性能下降，同時難于實現(xiàn)高層數(shù)疊印，燒成后易出現(xiàn)分層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種Y5V片式多層陶瓷電容器，該電容器可以采用鎳或鎳合金作為內(nèi)電極，降低了生產(chǎn)成本，并具有良好的介電性能。
本發(fā)明的片式多層陶瓷電容器包括內(nèi)電極、與內(nèi)電極交叉疊層的、由介電陶瓷材料粉末制成的介質(zhì)層以及與導(dǎo)出的內(nèi)電極相連接的端電極，介質(zhì)層的層數(shù)為20-500層，每層介質(zhì)層的燒后厚度為2-20μm，每層內(nèi)電極的燒后厚度為0.5-2.0μm。
本發(fā)明中用來制備介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末的化學(xué)組成通式為(Ba1-xCaxSry)m(Ti1-zZrz)O3+A，式中，A為選自于Mn2O3、MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3和SiO2中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.1wt.％～2wt.％；x＝0.005～0.14；y＝0.04～0.19z＝0.16～0.24；m＝1.001～1.03。
本發(fā)明中，介電陶瓷材料粉末中的Ca2+可以以CaO或CaCO3的形式加入；介電陶瓷材料粉末中的Mn2+可以以Mn2O3、MnO2或MnCO3的形式加入，其占介電陶瓷材料的重量百分含量為0.05wt.％～0.5wt.％；優(yōu)選地，為Mn2O3、Y2O3、SiO2中的一種或幾種，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.3wt.％～1.6wt.％。
在上述的陶瓷電容器中，內(nèi)電極和端電極優(yōu)選是由賤金屬制成的，更優(yōu)選的是內(nèi)電極是由鎳或鎳合金制成的，端電極是由銅或銅合金制成的。
本發(fā)明中，內(nèi)電極可以采用鎳粉粒度為0.1-0.4μm的鎳漿印刷制成，所得內(nèi)電極的鎳重為5.0-7.0毫克/平方英寸。上述鎳粉中還可以加有無機添加劑如BaTiO3陶瓷粉，其比例在100/13-100/25之間。
另一方面，本發(fā)明提供了一種制備多層陶瓷電容器的介電陶瓷材料粉末，該介電陶瓷材料粉末的化學(xué)組成通式為(Ba1-xCaxSry)m(Ti1-zZrz)O3+A，式中，A為選自于Mn2O3、MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3和SiO2中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.1wt.％～2wt.％；x＝0.005～0.14；y＝0.04～0.19z＝0.16～0.24；m＝1.001～1.03。
優(yōu)選地，A為Mn2O3、Y2O3、SiO2中的一種或幾種，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.3wt.％～1.6wt.％。
再一方面，本發(fā)明提供了一種片式多層陶瓷電容器的制備方法，該方法適合于高層數(shù)、薄層化、大容量片式多層陶瓷電容器的制備。該方法包括混漿、制作介質(zhì)膜片、交替疊印內(nèi)電極和介質(zhì)層、層壓、切割、排膠、燒結(jié)、封端電極、燒端、鍍鎳和鍍錫工序，其中，上述排膠工序是在N2氣氛的保護下進行的；上述燒結(jié)工序分為升溫段、高溫?zé)啥魏突鼗鹛幚矶?，其中，升溫段和高溫?zé)啥问窃诤琀2的N2氣氛保護下進行的，H2含量控制在氣氛總量的0.05-5％，高溫?zé)啥蔚臒Y(jié)溫度控制在1200℃-1400℃，回火處理段是在氧化性的N2氣氛中進行的，其中，O2含量為5-500ppm，回火處理段的溫度為800℃-1050℃。
優(yōu)選地，回火處理段中O2的含量為25-45ppm。
在上述方法中，燒端工序是在含O2的N2氣氛中分段進行的，其中，500℃以下是所述燒端工序的低溫段，500℃到燒端最高溫度為所述燒端工序的高溫段，燒端最高溫度為700℃-1050℃，而且低溫段中N2氣氛中的氧含量要高于高溫段的N2氣氛中的氧含量，低溫段N2氣氛中的氧含量為50-400ppm，高溫段N2氣氛中的氧含量為0-50ppm。
優(yōu)選地，燒端最高溫度為800℃-950℃，低溫段中N2氣氛中的氧含量為100-300ppm，高溫段中N2氣氛中的氧含量為0-30ppm。
在本發(fā)明中，陶瓷介質(zhì)體采用了具有抗還原性Y5V特性的介質(zhì)瓷料。這種陶瓷粉的主要成分為Ba、Ti、Ca、Zr的復(fù)合氧化物，其通式為(Ba1-X-YCaXSrY)a(Ti1-ZZrZ)O3，并將兩價與四價氧化物的摩爾比調(diào)整為1.002-1.030之間。而且該介質(zhì)材料還包括0.1-5wt％的、MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3和SiO2中的一種或幾種。本發(fā)明的介質(zhì)層由于采用了抗還原性瓷料，具有微細結(jié)構(gòu)，燒結(jié)后其顆粒較小而且穩(wěn)定性好，陶瓷介質(zhì)層中空隙很少，具有優(yōu)良的絕緣性能和高介電系數(shù)。這種陶瓷粉在加H2的還原氣氛下進行燒結(jié)，陶瓷體不會發(fā)生嚴(yán)重的失氧，不會出現(xiàn)氧空位而導(dǎo)致MLCC的絕緣(IR)下降、損耗(DF)上升等缺點。
在本發(fā)明中，內(nèi)電極采用賤金屬制作，如采用Ni或Ni合金，端電極采用Cu制作。與采用Pd/Ag為內(nèi)電極的MLCC產(chǎn)品相比，用Ni做內(nèi)電極時，其抗折強度較大，這有利于抵抗在裝配及基體切割時的機械應(yīng)力作用。另外其端電極為金屬Cu，Ni與Cu兩者原子序數(shù)相鄰，原子半徑相近，燒端時二者更易結(jié)合成為一體，使得內(nèi)外電極連接良好，從而保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的可靠性。
本發(fā)明所制得片式多層陶瓷電容器，所用的原材料價格低，尤其是內(nèi)電極漿料價格約是Ag/Pd的1/10左右，這就大大降低了生產(chǎn)成本；同時根據(jù)本所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量高，而且實現(xiàn)了高層數(shù)、小型化及大容量的要求。


圖1是片式多層陶瓷電容器的制備工藝流程圖；圖2是Y5V片式多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖中，各附圖標(biāo)記的含義為1 內(nèi)電極2 介質(zhì)層
3 端電極4 鎳層5 錫層具體實施方式
A、介電陶瓷材料粉末制備本發(fā)明的多層陶瓷電容器可以采用常規(guī)的瓷料生產(chǎn)工藝進行配制；所采用的主要原材料包括水熱法BaTiO3、固相合成的BaZrO3等。Ca2+則以CaO或CaCO3的形式加入，Mn2+以Mn2O3、MnO2或MnCO3的形式加入，其它則以氧化物形式加入。
BaTiO3晶體具有ABO3型鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。以摩爾比計，在A/B大于1(1.00-1.03)的BaTiO3組成中摻入雜質(zhì)離子，并設(shè)法使雜質(zhì)離子進入B位起受主作用，當(dāng)施主作用引起的氧空位濃度大于氧揮發(fā)的氧空位濃度時，Ti位上的電子濃度得到抑制，從而使瓷料在還原氣氛下燒結(jié)具有較高的絕緣電阻率。因Ca2+有可能取代Ba2+的位置，所以瓷料的抗還原性能與BaTiO3中Ca2+濃度有關(guān)，并且是隨著Ca2+濃度的增加，抗還原性變的越差的，這就需要外加更多的Ca2+來增大A/B((Ba+Ca)/Ti)，才能保證瓷料在還原氣氛下具有良好的絕緣性能。
由表(1)可見加入重量百分比為0.2％～4.52％的CaO(或CaCO3)，可以使A/B大于1。同時加入量與BaTiO3中Ca2+濃度有關(guān)，Ca2+濃度越高，需外加Ca愈多，最終導(dǎo)致A/B增大，這可能是由于Ca2+的存在導(dǎo)致外加Ca更易進入A位，A位由于Ca的進入使Ba2+剩余，而一般認(rèn)為Ba2+是不可能進入B位的，只有在加入足夠多Ca的情況下Ca2+才進入B位起抑制電子濃度的作用，瓷料才具有抗還原性。
當(dāng)BaTiO3中含有較低Ca2+濃度時，在瓷料配方中加入重量百分比為0.05～0.5的MnCO3，瓷料同樣可以獲得較好的絕緣電阻率。MnCO3含量對電阻率的影響如圖(2)所示。MnCO3的加入對外加Ca樣品的電阻率影響很小，但卻提高了瓷體的致密性。這說明MnCO3的加入在A/B較低的情況(≈1)下Mn2+可進入A位，提高A/B比起改善瓷料抗還原性能的作用，另一方面，在外加Ca使A/B＞1或加入足夠的MnCO3的情況下，Mn2+又進入晶界，從而改善瓷體的燒結(jié)性能。MnO2的添加具有相同的作用。
本發(fā)明加入Nb5+，Nb5+為施主摻雜，所以Nb5+的添加有利于介電常數(shù)ε的提高。以摩爾含量計，當(dāng)Ca2+的含量大于Nb5+含量的兩倍時，Ti4+位置上的Ca2+離子作為受主離子補償了施主離子Nb5+，并防止了Ti4+還原為Ti3+。
加入重量百分比為0.02％～1.0％的NiO、0.1％～3.0％SiO2或Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3中的一種或同幾種，有利于使瓷體在較寬的燒溫范圍內(nèi)保持細晶。
B、片式多層陶瓷電容器的制備工藝過程(1)將介質(zhì)材料用PVB(聚乙烯醇縮丁醛)混合，再加入其他添加劑，采用分散機進行充分混合，形成瓷漿，在分散過程中既保證瓷粉的分散，又防止瓷粉被過分磨細而影響產(chǎn)品性能；(2)采用薄膜流延技術(shù)制備介質(zhì)膜片，保證膜片內(nèi)部無氣孔、雜質(zhì)，膜片致密性好；
(3)采用Roll to Roll的印刷疊層技術(shù)，制得高印刷質(zhì)量、高對位精度的巴塊；(4)上述的巴塊進行層壓并切割成生片；(5)將生片進行排膠后，采用分段式氣氛保護燒結(jié)技術(shù)，在還原性氣氛(將N2和H2按一定比例混合)中于1200℃-1400℃進行燒結(jié)；然后，在氧化性氣氛(將N2和H2按一定比例混合)中于850℃-1050℃進行回火處理，得到燒結(jié)后的芯片；(6)將上述燒結(jié)后的芯片進行倒角、封端；(7)將封端后的芯片在N2保護氣氛下于700℃-1050℃溫度進行燒端；(8)將燒端后所得芯片進行兩端電極的鍍鎳和鍍錫，制得所述的Y5V型片式多層陶瓷電容器。
在上述方法中，步驟(4)中的燒結(jié)工序是整個Y5V型片式多層陶瓷電容器制作中最重要的工藝之一。由于本發(fā)明的內(nèi)電極是金屬Ni，在空氣中(或氧含量較高時)進行熱處理時易被氧化而失去電極導(dǎo)電性。因此電極需在還原(或惰性)氣氛下燒成。但與此同時介質(zhì)材料中的+4價的Ti在還原(或惰性)氣氛下燒結(jié)時易被還原變成+3價的Ti，改變了陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)，使得陶瓷介質(zhì)成為半導(dǎo)體。因此燒結(jié)溫度控制和氣氛曲線的選取對燒成后陶瓷體的致密性、介電性能，產(chǎn)品的容量(C)、絕緣(IR)、損耗(DF)及耐電壓(BDV)等方面都有很大的影響。
為了使陶瓷體能在還原氣氛下燒結(jié)，在制作陶瓷粉時就對陶瓷粉做了一些調(diào)整，主要是在陶瓷粉中加入一些抗還原劑(如Ca、Mg或Y等金屬元素)，增強陶瓷粉抗還原性。除了在瓷粉方面的改進，燒結(jié)工藝的改進也是很有必要的，燒結(jié)工藝的改進主要在氣氛曲線的選取與燒成曲線的控制。
a.氣氛控制技術(shù)首先保證在升溫段和高溫段內(nèi)電極不被氧化，所以這兩段我們在N2中加入較多的H2，H2含量控制在氣氛總量的0.05-5％，優(yōu)選控制在1-5％。為了減少陶瓷介質(zhì)的還原，在保證內(nèi)電極不被氧化的前提下，H2含量不宜過高。然后回火段則在N2中加入適量的O2，使氧補充到陶瓷體被還原時產(chǎn)生的氧空位中去，回復(fù)陶瓷體的介電性能。
回火處理的氧化性N2氣氛中，O2含量也與內(nèi)電極材料和介質(zhì)層所用的瓷料有關(guān)。表1中列出了以Ni為內(nèi)電極并采用前面所述的介質(zhì)材料時，分別設(shè)計了20、30、50ppm的氧含量的結(jié)果。
表1

在其它工藝相同的條件下，我們只對回火段的氧含量進行調(diào)節(jié)，得到的產(chǎn)品性能出現(xiàn)了差異，主要是內(nèi)電極Ni和陶瓷體在這些氧含量下發(fā)生了不同的變化所致。
在試驗1的20ppm的氧含量下，內(nèi)電極Ni保持金屬狀態(tài)，不發(fā)生氧化，而陶瓷體在這種條件下沒能充分將前面燒結(jié)段失去的氧補回來，當(dāng)陶瓷體內(nèi)部存在氧空位時，一部分Ti4+變成了Ti3+，陶瓷體成為了半導(dǎo)體，所以產(chǎn)品的IR值較低，不能達到合格標(biāo)準(zhǔn)。
在試驗3中氧含量高到50ppm時，內(nèi)電極部分發(fā)生了氧化而失去導(dǎo)電性能，電極的連續(xù)性變差，內(nèi)外電極的連接也變差，產(chǎn)品的DF值就會變高，同時產(chǎn)品的容量也會大幅度下降且數(shù)值分散，產(chǎn)品的兩端內(nèi)電極和瓷體側(cè)面出現(xiàn)開裂?？梢钥闯龌鼗鸲窝鹾窟^高，電極氧化嚴(yán)重并導(dǎo)致開裂。
試驗2的30ppm的氧含量則較適中，這個條件下既可保證內(nèi)電極Ni不被氧化，同時又可以充分補回陶瓷體在燒結(jié)段失去的氧，可以達到最好的產(chǎn)品性能。
b.溫度控制技術(shù)在MLCC的燒結(jié)過程中，內(nèi)電極Ni與陶瓷體的收縮曲線存在一定的差異，為了讓二者的收縮曲線更接近，達到共燒的目的，我們在內(nèi)電極漿料中加入了適量的超細陶瓷粉，同時進行燒結(jié)曲線的調(diào)整。燒成最高溫度控制在1200℃-1400℃。為保證鎳內(nèi)漿和瓷體的收縮一致，在950℃至最高溫段的升溫速率的控制非常關(guān)鍵，主要參數(shù)為1-5℃/min。
步驟(7)中的N2氣氛保護下的燒端工序，也是制作的關(guān)鍵工藝之一，它直接決定了其制作的成敗。燒端時要考慮到Cu不被氧化、Cu端漿中的有機樹脂在較低溫度下要充分排除、玻璃料在瓷體內(nèi)的浸入深度等。同時做到了以上幾點就可以得到內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密、導(dǎo)電性能良好、與陶瓷體結(jié)合緊密的Cu端頭。
Cu端漿主要是由Cu粉、玻璃料、有機樹脂和有機溶劑組成。其中有機溶劑在封端時烘干過程中就已經(jīng)基本上完全排出，有機樹脂是高分子材料，沸點及分解溫度都比較高，它就需要在燒端時排出，這樣，最后芯片的端頭中就只剩下導(dǎo)電的Cu和結(jié)合瓷體用的玻璃體了。所以燒端時我們要控制的是在較低的溫度段(玻璃料的軟化溫度以下)時加入充分的氧氣，使端漿中有機樹脂盡最大可能分解排出，到了高溫玻璃料燒結(jié)時就不使端頭產(chǎn)生孔洞。此外，在高溫下要保證Cu不被氧化，這就要求其氧含量要低，并同時考慮玻璃料中的氧化物不被還原，最高溫段的氧含量控制要適中。
一般來說，500℃以下是步驟(7)的低溫區(qū)，在該溫度區(qū)段，有機樹脂發(fā)生分解；500℃-燒端最高溫度為步驟(7)的高溫區(qū)，燒端最高溫度一般控制在700℃-1050℃，優(yōu)選為800℃-1000℃。低溫區(qū)中N2氣氛中的氧含量要高于高溫區(qū)中N2氣氛中的氧含量。一般而言，在低溫區(qū)N2氣氛中的氧含量為50-400ppm，優(yōu)選為100-300ppm；在高溫區(qū)N2氣氛中的氧含量為0-50ppm，優(yōu)選為0-30ppm。
另外，制作Y5V型片式多層陶瓷電容器碰到最難的問題是絕緣電阻(IR)反復(fù)。絕緣電阻反復(fù)是指產(chǎn)品電性能測試后放置一段時間出現(xiàn)絕緣下降的現(xiàn)象。
絕緣電阻反復(fù)主要原因是瓷膜與鎳漿的收縮不一致，內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，導(dǎo)致產(chǎn)品在放置一段時間IR出現(xiàn)下降。為此，我們主要在鎳漿上進行調(diào)整。通過對鎳粉的粒度分布及比表面積的選擇，鎳粉/無機添加劑比例調(diào)整以及印刷鎳重的調(diào)整，使得鎳漿收縮與瓷膜一致，并使得其電極與介質(zhì)結(jié)合較好，無較大縫隙產(chǎn)生。降低鎳重，避免鎳漿收縮太大，降低內(nèi)應(yīng)力，克服IR反復(fù)問題。
表2

表3

表4

通過對表2、表3中的數(shù)據(jù)進行分析可以看出，內(nèi)電極鎳漿的制作鎳粉粒度控制在0.1-0.4um，鎳粉/無機添加劑比例控制在100/13-100/25之間。內(nèi)電極鎳漿印刷鎳重控制在5.0-7.0毫克/平方英寸。
實施例1取4000g鎳電極Y5V型介質(zhì)材料，其配方如下表5所示
表5

在球磨罐中加入以上配方的瓷粉、增塑劑、分散劑、消泡劑、甲苯和乙醇，在85±3rpm的轉(zhuǎn)速下球磨5小時；再向罐內(nèi)加入黏合劑球磨10小時制得瓷漿。所述的增塑劑、分散劑、消泡劑、黏合劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的。
將上述瓷漿用薄膜流延機流延成10um的介質(zhì)薄膜，用Roll to Roll印刷方式，通過專門設(shè)計的0805規(guī)格復(fù)合絲網(wǎng)在介質(zhì)薄膜上印刷電極漿料圖形，再通過CCD掃描圖形的對位方式印刷好電極的介質(zhì)薄膜疊層60層后得到巴塊，進行層壓、切割后制得電容生坯。通過排膠后進行氣氛燒結(jié)，使陶瓷晶粒生長，瓷體致密化，在燒結(jié)過程中使內(nèi)電極與陶瓷體結(jié)合緊密。按表6工藝燒結(jié)后的芯片進行倒角，使邊角光滑，內(nèi)電極充分暴露。然后進行兩端電極的銅端電極漿料封端。將封好端產(chǎn)品在氮氣氣氛燒端爐進行燒結(jié)，燒端曲線如表8所示，形成電容的端電極，并使內(nèi)外電極結(jié)合緊密。
表6

表7

由于外電極銅是較活潑的金屬，在空氣或潮濕的環(huán)境中十分容易發(fā)生氧化。為使外電極不被氧化，保證MLCC產(chǎn)品的可焊性，就要對其進行處理，主要在其表面增加一保護層。就是用電鍍的方法在外電極表面鍍上鎳和錫。將制得產(chǎn)品進行電性能檢測，其性能如表8所示表8

由表8可以看出，用此方法制作的產(chǎn)品性能良好，其容量集中，損耗低，耐電壓高且集中，內(nèi)電極和介質(zhì)厚度均勻。
實施例2用前面所述的制作工藝得到分散好陶瓷漿料，用薄膜流延機流延成10um厚度的介質(zhì)薄膜，疊層60層后得到的巴塊，經(jīng)層壓和切割后，按表9曲線進行燒結(jié)。
表9

將上述燒結(jié)后的芯片進行倒角、燒端，再在兩端電極鍍上鎳層和錫層，測得電性能如表10所示表11

實施例3用前面所述的制作工藝得到分散好陶瓷漿料，用薄膜流延機流延成5um、7um、10um、13um厚度的介質(zhì)薄膜，用相同方法分別疊成巴塊，設(shè)計規(guī)格如表8所示。
通過層壓、切割、排膠，用如表11工藝進行燒結(jié)
表11

將上述燒結(jié)后的芯片進行倒角、燒端，再在兩端電極鍍上鎳層和錫層，測得電性能如表12所示表12

由表12數(shù)據(jù)可以看出，制作的各個試樣性能良好，其容量集中，損耗值正常，耐電壓高，內(nèi)電極和介質(zhì)厚度均勻。
實施例4用用前所述的方法制作出燒結(jié)后的芯片，進行倒角、封端，按表13和表14所示的燒端低溫區(qū)和高溫區(qū)氧含量不同的條件進行燒端
表13

表14

權(quán)利要求
1.一種片式多層陶瓷電容器，包括內(nèi)電極、與內(nèi)電極交叉疊層的、由介電陶瓷材料粉末制成的介質(zhì)層以及與導(dǎo)出的內(nèi)電極相連接的端電極，所述介質(zhì)層的層數(shù)為20-500層，每層介質(zhì)層的燒后厚度為2-20μm，每層內(nèi)電極的燒后厚度為0.5-2.0μm；其特征在于，構(gòu)成所述介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末的化學(xué)組成通式為(Ba1-xCaxSry)m(Ti1-zZrz)O3+A，式中，A為選自于Mn2O3、MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3和SiO2中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.1wt.％～2wt.％；x＝0.005～0.14；y＝0.04～0.19z＝0.16～0.24；m＝1.001～1.03。
2.如權(quán)利要求1所述的陶瓷電容器，其特征在于，構(gòu)成所述介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末中的Ca2+是以CaO或CaCO3的形式加入的。
3.如權(quán)利要求1所述的陶瓷電容器，其特征在于，構(gòu)成所述介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末中的Mn2+是以Mn2O3、MnO2或MnCO3的形式加入的，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.05wt.％～0.5wt.％。
4.如權(quán)利要求1所述的陶瓷電容器，其特征在于，構(gòu)成所述介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末中的A為Mn2O3、Y2O3、SiO2中的一種或幾種，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.3wt.％～1.6wt.％。
5.如權(quán)利要求1所述的陶瓷電容器，其特征在于，所述的內(nèi)電極是由鎳或鎳合金制成；所述的端電極是由銅或銅合金制成。
6.如權(quán)利要求1所述的陶瓷電容器，其特征在于，所述的內(nèi)電極是采用鎳粉粒度為0.1-0.4μm的鎳漿印刷制成的，所得內(nèi)電極的鎳重為5.0-7.0毫克/平方英寸。
7.一種用于制備多層陶瓷電容器的介電陶瓷材料粉末，其特征在于，所述的介電陶瓷材料粉末的化學(xué)組成通式為(Ba1-xCaxSry)m(Ti1-zZrz)O3+A，式中，A為選自于Mn2O3、MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3和SiO2中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.1wt.％～2wt.％；x＝0.005～0.14；y＝0.04～0.19z＝0.16～0.24；m＝1.001～1.03。
8.如權(quán)利要求7所述的所述介質(zhì)層的介電陶瓷材料粉末，其特征在于，所述的介電陶瓷材料粉末中的A為Mn2O3、Y2O3、SiO2中的一種或幾種，其在所述介電陶瓷材料粉末中的重量百分含量為0.3wt.％～1.6wt.％。
9.一種制備如權(quán)利要求1-6之一所述的片式多層陶瓷電容器的方法，包括混漿、制作介質(zhì)膜片、交替疊印內(nèi)電極和介質(zhì)層、層壓、切割、排膠、燒結(jié)、封端電極、燒端、鍍鎳和鍍錫工序，其特征在于，上述排膠工序是在N2氣氛的保護下進行的；上述燒結(jié)工序分為升溫段、高溫?zé)啥魏突鼗鹛幚矶危渲?，升溫段和高溫?zé)啥问窃诤琀2的N2氣氛保護下進行的，H2含量控制在氣氛總量的0.05-5％，優(yōu)選為1-5％；高溫?zé)啥蔚臒Y(jié)溫度控制在1200℃-1400℃；回火處理段是在氧化性的N2氣氛中進行的，其中，O2含量為5-50ppm，優(yōu)選為25-45ppm，回火處理段的溫度為800℃-1050℃。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述燒端工序是在含O2的N2氣氛中分段進行的，其中，500℃以下是所述燒端工序的低溫段，500℃到燒端最高溫度為所述燒端工序的高溫段，燒端最高溫度為700℃-1050℃，而且所述低溫段中N2氣氛中的氧含量要高于所述高溫段的N2氣氛中的氧含量，所述低溫段N2氣氛中的氧含量為50-400ppm，優(yōu)選為100-300ppm；所述高溫段N2氣氛中的氧含量為0-50ppm，優(yōu)選為0-30ppm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種Y5V片式多層陶瓷電容器及其制備方法與所用的介電陶瓷材料粉末。該多層陶瓷電容器包括內(nèi)電極(1)、與內(nèi)電極交叉疊層的介質(zhì)層(2)以及與導(dǎo)出的內(nèi)電極(1)相連接的端電極(3)，其中介質(zhì)層的主要成分為Ba、Ti、Ca、Zr的復(fù)合氧化物，其通式為(Ba
文檔編號H01B3/12GK1581387SQ03140110
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者梁力平, 陳勇剛, 賴永雄, 張尹, 齊坤, 孫小云, 李基森 申請人:廣東風(fēng)華高新科技集團有限公司