專利名稱：：用于與鎳電極一起使用的cog電介質(zhì)組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋯鈦酸鹽基的電介質(zhì)組合物，更具體地，涉及鋯鈦酸鍶基的電介質(zhì)組合物，其可以用于形成具有由鎳或者鎳合金形成的賤金屬內(nèi)部電極的多層陶資片狀電容器。技術(shù)背景多層陶覺片狀電容器已經(jīng)被廣泛地用作微型、高容量和高可靠性的電子元件。隨著對(duì)高性能電子設(shè)備的日益增加的需求，多層陶瓷片狀電容器也面臨著更小的尺寸、更高的容量、更低的成本以及更高的可靠性的市場需求。一般通過形成交替層來制備多層陶瓷片狀電容器，所述交替層是由形成內(nèi)部電極的漿料(paste)和形成電介質(zhì)層的漿料而形成的。所述層通常通過如下方式來形成，即通過壓片、印刷或類似的技術(shù)，接著同時(shí)燒成。通常，內(nèi)部電極由導(dǎo)體例如鈀、金、銀或者所述金屬的合金形成。雖然把、金和銀很昂貴，但是通過使用相對(duì)便宜的賤金屬例如鎳及其合金，可以部分地代替這些貴金屬。"賤金屬"是指除了金、銀、鈀和鉑之外的任意金屬。如果在大氣中燒成，賤金屬內(nèi)部電極可以變成氧化狀態(tài)，因此，電介質(zhì)層和內(nèi)部電極層必須在還原氣氛中共燒成。但是，在還原氣氛中燒成導(dǎo)致電介質(zhì)層被還原，這降低了電阻率。已經(jīng)提出了使用不可還原的電介質(zhì)材料的多層陶瓷片狀電容器，但是這種裝置通常具有較短壽命的絕緣電阻(IR)和低的可靠性。電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)制定了用于電容溫度系數(shù)(TCC)的標(biāo)準(zhǔn)，被稱為COG特性。所述COG特性要求在-55。C+125。C的溫度范圍內(nèi)電容的變化不超過每攝氏度30ppm(±30ppm/。C)。COG元件沒有表現(xiàn)出電容量老化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種電介質(zhì)組合物，其可以用于制備與含有賤金屬如鎳或鎳合金的內(nèi)部電極相容的陶瓷多層電容器。由本發(fā)明的電介質(zhì)組合物可以制備出如下電容器，該電容器在高加速壽命試驗(yàn)條件下表現(xiàn)出穩(wěn)定的介電常數(shù)、小的介電損失和優(yōu)良的可靠性。本發(fā)明的電介質(zhì)組合物包括平均直徑為約0.5~約3微米的晶粒的均勻致密的微結(jié)構(gòu)。均勻致密的晶粒微結(jié)構(gòu)是獲得可靠性高、具有薄于5微米電介質(zhì)層的多層電容器的關(guān)鍵。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的電介質(zhì)組合物在燒成之前包括鍶、鈦和鋯的氧化物的混合物。可以加入輔助燒結(jié)的氧化物，例如MgO、B203和MgO-CaO-SrO-Al203-Si02。本發(fā)明的另一實(shí)施方式是一種電子裝置，其包括含有電介質(zhì)層的多層薄片(multilayerchip)，所述電介質(zhì)層含有鋯酸鍶-鈦酸鍶混合物和氧化鎂-氧化硼混合物。本發(fā)明的另一實(shí)施方式是一種電子裝置，其包括含有電介質(zhì)層的多層薄片，所述電介質(zhì)層含有4告酸鍶-鈦酸鍶混合物和MgO-CaO-SrO-A1203-Si02混合物。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種形成電子元件的方法，其包括將電介質(zhì)材料的顆粒涂覆到基底上；以及在足以燒結(jié)所述電介質(zhì)材料的溫度下燒成所述基底，其中所述電介質(zhì)材料在燒成之前含有表l中的成分的混合物(重量百分?jǐn)?shù))。應(yīng)當(dāng)理解為，在本文中每個(gè)數(shù)值(百分比、溫度等)之前應(yīng)認(rèn)為有"大約"。表l.電介質(zhì)組合物的氧化物配方<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>另一路線是以碳酸鍶、二氧化鈦和氧化鋯開始。還可以通過燒成一種或多種預(yù)反應(yīng)過的氧化物例如SrTi03或SrZr03來制備所述組合物。在這點(diǎn)上，表2的配方將形成與由表1的配方所制備的電介質(zhì)材料近似相同的電介質(zhì)材料。表2.用于電介質(zhì)材料的可選擇配方SrC03Ti02Zr02MgOB203wt%52.0-56.01.0-2.041.0-45.00.05-1.50.05-3.0在另一實(shí)施方式中，電介質(zhì)材料在燒成之前含有表3中的成分的混合物(重量百分?jǐn)?shù))。表3.電介質(zhì)組合物的可選擇配方<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2本發(fā)明的另一實(shí)施方式是一種多層陶瓷片狀電容器，其包括電介質(zhì)材料和內(nèi)部電極材料的交替堆疊層，其中，所述內(nèi)部電極材料含有除了Ag、Au、Pd或Pt之外的過渡金屬，所述電介質(zhì)材料含有表l、2或3的配方中的任意一種的燒結(jié)后的混合物。另一實(shí)施方式是包括固體粒子部分的無鉛無鎘的電介質(zhì)漿料(dielectricpaste),其中所述固體粒子部分包括玻璃組分，其中該玻璃組分在燒成之前含有表l、表2或表3的組分。本發(fā)明的前述以及其他特征將在下文中更全面地進(jìn)行描述并且在權(quán)利要求中特別指出，以下說明書詳細(xì)闡述了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，但是，圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷片狀電容器的截面視圖。具體實(shí)施方式通過交替堆疊電介質(zhì)層和內(nèi)部電極以形成生坯的薄片(greenchip),制備多層片狀電容器。本文感興趣的內(nèi)部電極是由包括鎳或鎳合金的賤金屬構(gòu)成的。通過濕磨含有有^L載體體系的電介質(zhì)的組分來生產(chǎn)形成電介質(zhì)層的電介質(zhì)組合物。將電介質(zhì)組合物沉積在載體薄膜例如聚酯或聚丙烯；或者帶例如不銹鋼、紙；或者基底例如氧化鋁或玻璃上，涂布薄膜并且形成薄片，所述薄片與電極交替地堆疊以形成生坯的薄片。在形成生坯薄片之后，通過在空氣氛中加熱到低于約350。C的溫度將有機(jī)載體去除。一旦將有機(jī)載體去除之后，然后，在氧分壓為約10"2~約l(T8atm的濕氮?dú)夂蜌錃獾倪€原氣氛中，在約1200。C約1350。C的溫度下燒成所述生坯薄片。可以使用各種不同的加熱方式(heatingprofile)來去除粘合劑以及燒成所述薄片。多層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域中是人們所公知的。參見圖1,圖中示出了多層陶瓷片狀電容器1的示例結(jié)構(gòu)。電容器1的外電極4被配置在電容器片l的側(cè)面，并且與內(nèi)部電極層3電連接。電容器片1具有許多交替堆疊的電介質(zhì)層2。電容器片l通常為長方形，但是其形狀不是關(guān)^t的。同樣，其大小也不是關(guān)鍵的，該電容器片可以根據(jù)具體的用途具有適宜的尺寸，通常在1.0~5.6mmx0.5~5.0mmx0.5~1.9mm范圍內(nèi)。將內(nèi)部電極層3堆疊，使得在相對(duì)的兩端，它們?cè)陔娙萜髌?的相對(duì)側(cè)面上交替地暴露出來。即，一組內(nèi)部電極層3在電容器片l的一個(gè)側(cè)面暴露出來，另一組內(nèi)部電極層3在電容器片1的相對(duì)側(cè)面上暴露出來。將一個(gè)外部電極4涂覆到電容器片1的一個(gè)側(cè)面上，并且與一組內(nèi)部電極層3電連接，將另一個(gè)外部電極4涂覆到電容器片1的相對(duì)側(cè)面上，并且與另一組的內(nèi)部電極層3電連接。電介質(zhì)層是由電介質(zhì)材料形成的，所述電介質(zhì)材料是通過燒結(jié)包括如表1、2或3所示的鍶、、鈥和4告的氧化物的混合物形成的。包括B203、MgO或MgO-CaO-Al2OrSi02-SrO的燒結(jié)助劑是有用的。另一路線以如表4或5中所示的鈦酸鍶和鋯酸鍶開始。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，以氬氧化物或者其他形式，例如碳酸鹽、乙酸鹽、硝酸鹽和有機(jī)金屬化合物(例如金屬曱酸鹽、草酸鹽等)的上述氧化物具有相同的效果，只要所需要的金屬離子以所需要的量提供。表4.電介質(zhì)組合物的另一配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在所述電介質(zhì)材料中可以存在其他化合物，條件是這些其他化合物不會(huì)對(duì)介電性質(zhì)產(chǎn)生有害的影響。通常發(fā)現(xiàn)這些化合物作為雜質(zhì)。本文中電介質(zhì)組合物具有細(xì)的結(jié)晶顆粒，所述顆粒通常具有約0.5~約3微米的平均尺寸，具有小于約0.7微米的晶粒尺寸是優(yōu)選的。每個(gè)電介質(zhì)層具有最高約50微米的厚度。優(yōu)選地，每個(gè)電介質(zhì)層的厚度是約0.5微米~約50微米。更優(yōu)選地，每個(gè)電介質(zhì)層的厚度為約2微米~約10微米?？梢允褂帽疚闹械慕M合物，來制備具有薄的電介質(zhì)層的多層陶瓷片狀電容器，以確保使用壽命內(nèi)最小的容量衰退。在片狀電容器中堆疊的電介質(zhì)層的數(shù)量通常為約2約800,優(yōu)選為約3-約400。本發(fā)明的多層陶瓷片狀電容器一般可采用以下方法制備使用漿料，通過常規(guī)的印刷和壓片方法形成生坯的薄片，燒成該生坯薄片。在燒成之后，使所述薄片(chip)在介質(zhì)例如氧化鋁或二氧化硅中干燥地拋光(tumble),以使其角修圓。接著，將含有例如銅的導(dǎo)電漿料涂覆到兩端，以使暴露的內(nèi)電極連接到一起形成端電極(termination)。然后，使所述薄片在800。C下和在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行端電極燒成，以在兩端將導(dǎo)體(例如銅)燒結(jié)為固體導(dǎo)電襯墊，從而形成多層電容器。端電極是如圖1所示的外部電極4。電介質(zhì)漿料通過將有機(jī)載體與本文所公開的電介質(zhì)原料混合，可以獲得用于形成電介質(zhì)層的漿料。正如上文中所提到的，在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲅趸锖蛷?fù)合氧化物的的前體化合物也是有用的。電介質(zhì)材料可通過以下方式獲得選擇含有這些氧化物的化合物或者這些氧化物的前體，然后將它們以適當(dāng)?shù)谋壤旌?。測定這些化合物在電介質(zhì)原料中的比例，使得在燒成之后，可以獲得所需要的電介質(zhì)層組合物。電介質(zhì)原料通常以具有約0.1~約3微米的平均粒徑的粉狀形式使用，更優(yōu)選地是約l微米或者更小。有機(jī)載體有機(jī)載體是溶解在有機(jī)溶劑中的粘合劑或者溶在水中的粘合劑。在本文中所用的粘合劑的選擇不是關(guān)鍵的；常規(guī)的粘合劑例如乙基纖維素、聚乙烯基丁醇、乙基纖維素和羥丙基纖維素及其組合，適宜與溶劑一起使用。有機(jī)溶劑也不是關(guān)鍵的，可以根據(jù)特定應(yīng)用方法(即，印刷法或壓片法)從常規(guī)有機(jī)溶劑中選擇，常規(guī)的有機(jī)溶劑有例如丁基卡必醇、丙酮、曱苯、乙醇、二乙二醇丁基醚；2,2，4-三曱基戊二醇單異丁酸酯(Texanol);oc-萜品醇；卩-碎品醇；y-辟品醇；十三烷醇；二乙二醇乙基醚(Carbitol)、二乙二醇丁基醚(丁基Carbito產(chǎn))和丙二醇；以及它們的混合物。以Texanol商標(biāo)銷售的產(chǎn)品可以從伊斯曼化學(xué)公司(EastmanChemicalCompany,金斯波特，田納西州)獲得；以Dowanol⑧或Carbito產(chǎn)商標(biāo)銷售的那些產(chǎn)品可以從陶氏化學(xué)公司(DowChemicalCompany,米德蘭，密歇才艮州)獲得。此外，粘合劑可以選自與水組合使用的聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯乙酸酯(PVAC)。需要注意的是，PVA和PVAC通常與含硼的陶瓷電介質(zhì)粉不能相容。包括含硼玻璃的含水漿料(aquesousslurry)與PVA和/或PVAC—起傾向于形成嚴(yán)重的凝膠化作用。因此，如本發(fā)明所公開的那樣，不含有硼的陶瓷電介質(zhì)粉對(duì)于水基漿料處理是特別重要的。對(duì)于各漿料(電介質(zhì)漿料或電極漿料)的有機(jī)載體含量無特別限制。通常，所述漿料含有約15wt。/。的粘合劑和約1050wt。/。的有機(jī)溶劑，余量為金屬組分(用于電極)或者電介質(zhì)組分(用于電介質(zhì)層)。如果需要，各漿料可以含有最高約10wt。/。的其他添加劑，例如分散劑、增塑劑、電介質(zhì)化合物和絕緣化合物。內(nèi)部電極通過將導(dǎo)電材料與有機(jī)載體混合得到用于形成電極層的漿料。本文所用的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)體例如本文提到的導(dǎo)電金屬和合金，以及在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體的各種不同的化合物，例如氧化物、有機(jī)金屬化合物和樹脂酸鹽。適宜的鎳漿料的實(shí)例是費(fèi)羅公司(FerroCorporation)生產(chǎn)的EL51-012鎳漿料。參見圖1，形成內(nèi)部電極層3的導(dǎo)體不是關(guān)鍵的，但是優(yōu)選使用賤金屬，因?yàn)殡娊橘|(zhì)層2的電介質(zhì)材料具有抗還原的性能。典型的賤金屬包括鎳及其合金。優(yōu)選的鎳合金含有選自Mn、Cr、Co、Cu和Al的至少一種其他金屬。含有至少約95wt。/。的鎳的合金是優(yōu)選的。需要注意的是，鎳和鎳合金可以含有最高約0.1wt。/。的磷和其他痕量組分(即雜質(zhì))?？梢钥刂苾?nèi)部電極層的厚度以適應(yīng)特定用途，但是該層通常最高約5微米厚。優(yōu)選地，內(nèi)部電極層具有約0.5~約5微米的厚度，更優(yōu)選地約1~約5微米。外部電極形成外部電極4的導(dǎo)體不是關(guān)鍵的，但是優(yōu)選便宜的金屬例如銅、鎳以及銅合金、或鎳合金、或銅鎳合金，其任選地含有Mn、Cr、Co或Al。可以控制外部電極層的厚度以適應(yīng)特定用途，但是該層通常最高約10~約50微米厚，優(yōu)選地約20~約40微米厚?？梢酝ㄟ^與用于內(nèi)部電極的相同的方法來制備用于形成外部電極的糊。然后，從形成電介質(zhì)層的漿料和形成內(nèi)部電極層的漿料制備生坯的薄片(greenchip)。在印刷方法的情形下，通過將漿料以層的形式交替地印刷在聚酯薄膜(例如聚對(duì)苯二曱酸二乙醇酯(PET))基底上；將薄片狀疊層體切成預(yù)定的形狀；以及將其與基底分離，制備生坯的薄片。還可以使用的方式是壓片法，其中，通過由形成電介質(zhì)層的漿料形成生坯片；將形成內(nèi)部電極層的漿料印刷在各個(gè)生坯片上；以及將所印刷的生坯片堆疊，制備生坯的薄片。在將有機(jī)載體從生坯薄片中去除之后，使其燒成?？梢栽诔Ｒ?guī)條件下將有機(jī)載體去除，通過在空氣中以o.orc20。c/小時(shí)，更優(yōu)選地約o.o3°c-o.rc/小時(shí)的速率加熱，在約150。C約350°C，優(yōu)選地約20(TC約30(TC，更優(yōu)選地約250。C的溫度下保溫，保溫時(shí)間為約30~700分鐘，優(yōu)選地約200~300分鐘。生坯薄片燒成。如果內(nèi)部電極層是由賤金屬導(dǎo)體例如鎳和鎳合金形成時(shí)，燒成氣氛可以具有約10"2~約10-Satm的氧分壓。應(yīng)當(dāng)避免在氧分壓〗氐于約l(T12atm氣氛中燒結(jié)，因?yàn)樵谌绱说偷膲毫ο滤鰧?dǎo)體被異常燒結(jié)，并且可能從電介質(zhì)層上脫落。在氧分壓高于約l(T8atm的情況下，內(nèi)部電極層可能被氧化。約10-11~約l(T9atm的氧分壓是最優(yōu)選的。對(duì)于燒成，將溫度從室溫升高到約1150。C約1350°C，更優(yōu)選地約125(TC約1350。C的峰值溫度。將溫度保持約兩個(gè)小時(shí)以增強(qiáng)致密化。較低的保持溫度提供不了足夠的致密化，而太高的保持溫度可以導(dǎo)致非常大的顆粒。優(yōu)選地，在還原氣氛中進(jìn)行燒成。示例的燒成氣氛包括濕N2，或者N2和H2氣體的潮濕混合物。燒結(jié)升溫速率為約5(TC約50(TC/小時(shí)，優(yōu)選地約200°C300。C/小時(shí)；保溫為約1200°C~約1350°C,優(yōu)選地約1250°C~約1350°C,更優(yōu)選地約1275°C~約1325°C。保溫時(shí)間為約0.5~約8小時(shí)，優(yōu)選地約1~3小時(shí)，冷卻速率為約50°C500。C/小時(shí)，優(yōu)選地約200。C300。C/小時(shí)?？梢赃B續(xù)地或者分別地進(jìn)行有機(jī)載體的去除和燒成。如果連續(xù)地進(jìn)行，該過程包括有機(jī)載體的去除，改變氣氛而不冷卻，加熱到燒成溫度，在燒成溫度下保持規(guī)定的時(shí)間，然后冷卻。如果分別地進(jìn)行，在去除有機(jī)載體以及冷卻之后，將所述薄片的溫度升高到燒結(jié)溫度，然后將氣氛改變?yōu)檫€原氣氛。通過轉(zhuǎn)鼓拋光(barreltumbling)和/或噴砂處理，可以在端面拋光所得的薄片，例如在將形成電介質(zhì)層的漿料印刷或者轉(zhuǎn)移以及燒成以形成外部電極(端電極)之前?？梢允剐纬呻娊橘|(zhì)層的漿料的燒成在干燥的氮?dú)夥?氧分壓為約l(T6atm)下和在約600°C~800。C下進(jìn)行約10分鐘~約1小時(shí)。如果需要，可以通過電^l度法或者其他本領(lǐng)域熟知的方法在外部電極上形成襯墊?？梢詫⒈景l(fā)明的多層陶覺芯片電容器安裝在印刷電路板上，例如通過焊接。實(shí)施例提供了以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明的優(yōu)選的方面，并不是用來限制本發(fā)明的范圍。綜述制備具有純鎳電極和IO個(gè)活性層(每層為5~IO微米厚)的多層陶瓷電容器，并且在還原氣氛(p02為10"1~l(T8atm)中和在1275°C~1350°C下燒結(jié)。進(jìn)行物理性能測量和電學(xué)測量。燒成后的薄片表現(xiàn)出超過30的介電常數(shù)；在lMHz下DF<0.1%;在-55。C~+125°C內(nèi)TCC小于士30ppm廠C;在25。C下IR〉10"歐姆；在125"下111〉1012歐姆。介質(zhì)擊穿電壓超過140V/微米。通過在140。C下使所述薄片承受300V直流電壓進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。115小時(shí)之后沒有觀察到故障。實(shí)施例1通過在水中混合、配料和/或碾磨如表6所示的適量的氧化物，形成被稱為前體1的電介質(zhì)組合物。在高剪切力(約5000/min)下將粉末與1%的DarvanC(—種購自RT范德比爾特有限公司(RTVanderbiltCo.,Inc.,諾沃克，康涅狄格州)的高分子懸浮劑)混合。用0.5mmYTZ(穩(wěn)定性氧化釔鋯)將混合粉末珠磨到粒度Dw為約0.65微米。在120(TC將粉末煅燒5小時(shí)。然后，通過常規(guī)的方法使煅燒后的粉末粉碎，以獲得前體l。表6.在煅燒前前體1的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>另外，在煅燒之后，前體1的組合物可以用下式表示SrZro.955Ti,503。根據(jù)表7中的配方將2Mg03B203(作為Mg(0H)2和&803的組合)加入到前體l中，作為燒結(jié)助劑。再次，在高剪切力(約5000/min)下使混合后的粉末混合，使用0.5mmYTZ珠磨到粒度D5()為約0.40微米。表7.在燒成前實(shí)施例1電介質(zhì)4分末的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實(shí)施例1的粉末含有如表8所列的簡單氧化物的組合，具有可以可選擇地表示為如下的通式98.979wt%的SrZr。.955Ti().G4503+0.547wt%的MgO+0.474wt。/o的B203。表8.實(shí)施例1的電介質(zhì)^^分末的氧化物成分<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>最終的粉末具有0.3~1微米的平均粒度。然后將100g上述粉末加入到28.8g的有機(jī)載體中，所述有機(jī)包括聚乙烯基丁醇、甲苯和乙醇。然后濕磨24小時(shí)以制備用于流延法(tapecasting)的漿料。將濕的漿料涂布在聚酯薄膜上以形成電介質(zhì)生坯帶(greentape)。電介質(zhì)生坯帶的厚度為約5~約15微米，這依賴于對(duì)它們進(jìn)行的具體測試方法。通過常規(guī)的絲網(wǎng)印刷法，使用常規(guī)的鎳漿料，將鎳電極印刷到干燥后的電介質(zhì)生坯帶上。使總計(jì)10片的薄片堆疊，并且在5100psi的壓力和130。F(54°C)的溫度下使其粘合，以形成生坯薄片。在切割成適宜的尺寸之后，使得在燒結(jié)和收縮(在X和Y方向通常為15%~20%)之后，薄片尺寸為約0.12"(L)x0.06"(W)(EIA1206尺寸)或者約0.08，，(L)x0.05，，(W)(EIA0805尺寸)，根據(jù)表9的燒盡循環(huán)(burn-outcycle)將生坯薄片加熱以去除有機(jī)載體。表9.粘合劑去除條件<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>對(duì)于所有的實(shí)施例，薄片首先在約265。C的溫度下(表9)去除它們的粘合劑，然后使其在1250°C~1350。C的溫度下和在p02為10-11~l(T8atm的N2/H2/H20的氣體混合物中被燒結(jié)。通過用水溫為35。C的潤濕劑使N2/H2氣濕潤來獲得所述氣體混合物。通過拋光(tunmbling)使所得到的薄片轉(zhuǎn)角修圓。將由費(fèi)羅公司(FerroCorporation,克利夫蘭，俄亥俄州)生產(chǎn)的作為TM50-081市售的形成外部電極的銅漿料涂覆到端面上，并且在干燥的氮?dú)夥罩泻驮?75。C下燒成約70分鐘，以形成外部電極。所加工的多層電容器具有約3.2mmxl.6mm(EIA1206大小)或約2.1mmxl.3mm(EIA0805大小)的尺寸，其具有各種不同的厚度。電介質(zhì)層是615微米厚，內(nèi)部鎳電極層是約1.5微米厚。從實(shí)施例1的粉末制備多層片狀電容器并對(duì)其進(jìn)行測試。燒成條件以及電學(xué)性能總結(jié)于表10。使表10中所有的實(shí)施例(la-lg)在所指示的溫度下燒成2小時(shí)。表10.實(shí)施例1的MLCC的燒成條件和電學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實(shí)施例2沖艮據(jù)表11，將Mg(OH)2、CaC03、八1203和Si02的混合物加入到前體1中，作為燒結(jié)助劑(在燒成之后高效地產(chǎn)生MgO-CaO-Al20rSi02)。根據(jù)實(shí)施例1處理該粉末。表11.在燒成前實(shí)施例2的電介質(zhì)的配方<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例2的粉末具有可以可選擇地表示為如下的通式98.003wt。/o的SrZr0.955Ti。.045O3+0.178wto/"々MgO+0.144wt。/。的CaO+0.579wt。/o的A1203+1.096wt的。/。Si02。當(dāng)以簡單的氧化物表示時(shí)，實(shí)施例2具有表12的配方。表12.實(shí)施例2的電介質(zhì)粉末的氧化物成分<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>根據(jù)實(shí)施例1的過程來加工實(shí)施例2的最終粉末，以制備用于電學(xué)測試的MLCC薄片。燒成條件以及電學(xué)性能總結(jié)于表13。使表13中實(shí)施例2a-2d在所指示的溫度下燒成2小時(shí)。表13.實(shí)施例2的MLCC的燒成條件和電學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例3-14根據(jù)表14中的實(shí)施例3-14的配方，將各種不同量的混合物加入到前體1中作為燒結(jié)助劑，所述混合物包括MgO、CaO、A1203、Si02和/或SrO中的任意一種或者全部。因?yàn)閷?shí)施例12、13和14中的燒結(jié)助劑也含有SrO,在這些實(shí)施例中的總SrO來源于前體1和燒結(jié)助劑兩者。對(duì)于實(shí)施例3-14,前體1的總重量是前三列(SrO、Zr02和Ti02)之和。為了便于比較，實(shí)施例2的組合物和MLCC電學(xué)性能也包括在表14和15中。表14.實(shí)施例2-14的粉末的氧化物成分(以wt。/。表示)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>從實(shí)施例1-14的組合物制備的示例薄片都具有非常高的介電常數(shù)、低的DF、小的燒成晶粒尺寸以及高的擊穿電壓。TCC滿足了COG標(biāo)準(zhǔn)，并且在25。C和125。C下的IR都超過了EIA規(guī)范。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很容易發(fā)現(xiàn)其他的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，更廣范圍方面的本發(fā)明并不限于本文所顯示和描述的特定細(xì)節(jié)和實(shí)例。由此，在沒有偏離所附權(quán)利要求以及其對(duì)等物所限定的本發(fā)明總構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以作出各種改進(jìn)。權(quán)利要求1.一種無鉛無鎘的電介質(zhì)漿料，其包括固體粒子部分，其中，所述固體粒子部分在燒成之前包含a.約41.5wt％～約48.5wt％的SrO；b.約47wt％～約55wt％的ZrO2；c.約0.5wt％～約2.5wt％的TiO2；d.約0.05wt％～約1.5wt％的MgO；以及e.約0.05wt％～約3wt％的B2O3。2.—種形成電子元件的方法，包括a.將權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)漿料涂覆到基底上；以及b.在足夠燒結(jié)所述電介質(zhì)材料的溫度下燒成所述基底。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述燒成在1200。C-1350。C的溫度下進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述燒成在氧分壓為約10'12atm~約1(TSatm的氣氛中進(jìn)行。5.—種多層陶資片狀電容器，包括以下燒成的集合體(collection):a.權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)材料的交替堆疊層；和b.內(nèi)部電極材料的層，所述內(nèi)部電極材料包含除了Ag、Au、Pd或Pt之外的過渡金屬。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層陶瓷片狀電容器，其中，所述內(nèi)部電極材料包含鎳。7.—種形成電子元件的方法，包括a.將i.包含權(quán)利要求1所述的漿料的含氧化物電介質(zhì)材料層，和ii.含金屬的電極漿料層交替地涂覆到iii.基底上，以形成薄片狀疊層體；b.在足夠燒結(jié)所述電介質(zhì)材料的溫度下燒成所述基底；c.將所述薄片狀疊層體切割成預(yù)定的形狀；d.將切割的疊層體與基底分離；以及e.燒成所述疊層體，以燒結(jié)電極中的金屬和熔合電介質(zhì)材料中的氧化物，其中，所述內(nèi)部電極和所述電介質(zhì)材料每個(gè)都具有層厚度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述電介質(zhì)材料層在燒成之后具有約1微米約50微米的厚度。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述燒成在120(TC約1325。C的溫度下進(jìn)行。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述燒成在氧分壓為約l(Tl2atm約l(T8atm的氣氛中進(jìn)行。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述含金屬的電極漿料包含鎳。12.—種無鉛無鎘的電介質(zhì)漿料，其包括固體粒子部分，其中，所述固體粒子部分在燒成之前包含a.約44.2wt。/。約45.6wt。/。的SrO;b.約50.2wt。/。約51.8wt。/。的Zr02;c.約0.1wt。/。約0.4wt。/。的MgO;d.約1.5wt。/o約1.6wt。/o的Ti02;e.約0.3約1.2wt。/o的A1203;f.約0.5~約2.2wt。/。的Si02;以及g.最高約0.3wt%的CaO。13.—種形成電子元件的方法，包括a.將權(quán)利要求12所述的電介質(zhì)漿料涂覆到基底上；以及b.在足夠燒結(jié)所述電介質(zhì)材料的溫度下燒成所述基底。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述燒成在120(TC1350。C的溫度下和在氧分壓為約10"atm約10tm的氣氛中進(jìn)行。15.—種形成電子元件的方法，包括a.將煅燒后的電介質(zhì)材料的顆粒涂覆到基底上；以及b.在足夠燒結(jié)所述電介質(zhì)材料的溫度下燒成所述基底；c.其中，在燒成之前，所述電介質(zhì)材料包括選自由組合物1、組合物2、組合物3和組合物4組成的組中的組合物，其中，在煅燒之前，i.組合物1包含.1.約1wt。/。約7wt。/。的SrTi03,.2.約89wt。/。約99wt。/。的SrZr03，.3.約0.05wt。/o約3wto/o的B203,和.4.約0.05wt。/。約1.5wt。/。的MgO;ii.組合物2包含.1.約52wt。/。約56wt。/。的SrC03,.2.約41wt。/。約45wtQ/。的Zr02，.3.約lwt。/。約2wtQ/。的Ti02，.4.約0.05wt。/。約3wt。/。的B203,和.5.約0.05wt。/o約1.5wto/o的MgO;iii.組合物3包含.1.約50wt。/。約58wt。/。的SrC03,.2.約40wt。/。約46wt。/。的Zr02，.3.約0.5wt。/。約3wt。/。的Ti02，.4.約0.05約1wt。/。的MgO，.5.約0.05wto/o約2wt。/o的A1203,.6.約0.05wt。/。約3wt。/。的Si02，.7.CaO，其量不超過約1wt%,和.8.SrO,其量不超過約0.5wt。/。；以及iv.組合物4包含.1.約2wt。/。約5wt。/。的SrTi03，.2.約90wt。/。約98wt。/。的SrZr03，.3.約0.05約2wt。/。的MgO,.4.約0.05wt。/o約2.5wt。/。的A1203，.5.約0.05wt。/。約3.5wt。/。的Si02，.6.SrO，其量不超過約1wt%,和.7.CaO，其量不超過約1wt%。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述燒成在120(TC135(TC的溫度下進(jìn)行。17.才艮據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述燒成在氧分壓為約l(T12atm~約1(T8atm的氣氛中進(jìn)行。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述燒成在120(TC約1325°C的溫度下進(jìn)行。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電介質(zhì)材料在燒成之前包括組合物1。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述電介質(zhì)材料在燒成之前包括組合物3。全文摘要本發(fā)明制備了一種多層陶瓷片狀電容器，該多層陶瓷片狀電容器滿足COG要求，并且與還原氣氛燒結(jié)條件相容，使得非貴金屬例如鎳和鎳合金可以用于內(nèi)部電極和外部電極。該電容器表現(xiàn)出所希望的介電性能(高的電容量、低的損耗系數(shù)、高的絕緣電阻)、在高加速壽命測試中的優(yōu)異性能以及非常優(yōu)異的抗介電擊穿性能。電介質(zhì)層包含鋯酸鍶基質(zhì)，其中摻雜有各種不同組合的其他金屬氧化物例如TiO₂、MgO、B₂O₃、CaO、Al₂O₃、SiO₂和SrO。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多層陶瓷片狀電容器(1)的截面視圖。電容器(1)的外電極(4)被配置在電容器片(1)的側(cè)面，并且與內(nèi)部電極層(3)電連接。電容器片(1)具有許多交替堆疊的電介質(zhì)層(2)。文檔編號(hào)H01B3/08GK101272991SQ200680035879公開日2008年9月24日申請(qǐng)日期2006年9月13日優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日發(fā)明者伊麗莎白·W.·J.·羅默,威利布羅德斯·J.·L.·M.·J.·科龐,小沃爾特·J.·賽姆斯,莫哈米德·H.·梅蓋爾希,麥克·S.·h.·舒申請(qǐng)人:費(fèi)羅公司