專利名稱：：陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器，且特別是有關(guān)于一種可符合X5R溫度范圍的陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器。
背景技術(shù)：
：近年來，由于電子組件的發(fā)展趨勢朝向小型化、芯片化、多功能化及高容量化，各種整合型技術(shù)開始受到重視，電容器亦不例外，除了組件薄小化與多層化的設(shè)計(jì)已是不可避免的趨勢外，高電容值及微小晶粒結(jié)構(gòu)的介電材料設(shè)計(jì)要求也日益嚴(yán)謹(jǐn)，因此陶瓷電容器的發(fā)展亦朝向在最小體積發(fā)揮最大功能的方向進(jìn)行開發(fā)。商用陶瓷電容器的應(yīng)用可略分為Y5V、X5R、X7R、X8R等規(guī)格，其中X5R基本上所要求的規(guī)格指在溫度范圍于_55°C85°C間，其相對容值變化量介于+15-15%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種陶瓷粉體組合物，可符合X5R溫度范圍。本發(fā)明提供一種陶瓷材料，可符合X5R溫度范圍。本發(fā)明提供一種積層陶瓷電容器，可符合X5R溫度范圍。本發(fā)明提出一種陶瓷粉體組合物，所述陶瓷粉體組成物包括主成份及玻璃質(zhì)成份，玻璃質(zhì)成份的含量相對于該主成份為0.22.Omol%，其中主成份由(Ba1^)mTiO3+αMgO+βRe2O3+YMnO+δB2O5組成，其中α、β、y與δ為摩爾比例常數(shù)，0.1彡α彡3.0，0.05彡β彡3.0，0.001彡y^0.2,0<δ彡0.1，且0.99彡m彡1.030，0.005^x^0.015,而元素Re選自釔、鉻、鋱、鏑、鈥、鉺、銩及鐿所組成的群組，元素B選自釩、鈮及鉭所組成的群組，而玻璃質(zhì)成份包括(BayCai_y)SiO3，其中0<y<1。本發(fā)明另提出一種陶瓷材料，由上述的陶瓷粉體組合物所燒結(jié)而成。本發(fā)明另提出一種積層陶瓷電容器，積層陶瓷電容器包含陶瓷介電質(zhì)、復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)部電極、復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)部電極以及至少一外部電極。陶瓷介電質(zhì)由如上述的陶瓷粉體組合物燒結(jié)而成，而這些內(nèi)部電極平行延伸于該陶瓷介電質(zhì)內(nèi)，且外部電極則曝露于陶瓷介電質(zhì)外，并電性連接該些內(nèi)部電極。綜上所述，本發(fā)明透過主成份與玻璃質(zhì)成份之間的相互搭配，提供一種可符合X5R溫度范圍的陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器。圖1是積層陶瓷電容器容值變化率與溫度的關(guān)系圖；及圖2是積層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)剖面圖。具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖示，說明依本發(fā)明較佳實(shí)施方式的陶瓷粉體組合物，為使便于理解，下述實(shí)施方式中的相同組件以相同的符號標(biāo)示來說明。本發(fā)明的陶瓷粉體組合物，以特定比率的主成份與玻璃質(zhì)成份彼此搭配進(jìn)行燒結(jié)，其中玻璃質(zhì)成份的含量相對于該主成份為0.22.Omol%，換句話說，當(dāng)主成份的比例為1摩爾時(shí)，玻璃質(zhì)成份的比例可介于0.002至0.02摩爾之間。透過上述比例將主成份與玻璃質(zhì)成份進(jìn)行燒結(jié)之后，可以提供一種符合X5R溫度范圍的陶瓷粉體組合物。主成份由(Ba1^xCax)mTiO3+αMgO+βRe2O3+YMnO+δB2O5組成，其中α、β、γ與δ為摩爾比例常數(shù)，0.1彡α^3.0,0.05^β^3.0,0.001^γ彡0.2，0<δ彡0.1，且0.99彡m彡1.030,0.005彡χ彡0.015，而元素Re選自釔(Y)、鉻(Cr)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)及鐿(Yb)所組成的群組，元素B選自釩(V)、鈮(Nb)及鉭(Ta)所組成的群組。玻璃質(zhì)成份為(BayCai_y)SiO3(以下簡稱BCG)，其中0<y<1，較佳的數(shù)值y的范圍為0.3彡y彡0.6，而玻璃質(zhì)成份BCG為一種包括BaO、CaO及SiO2的材料。將上述比例的主成份與玻璃質(zhì)成份彼此搭配進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度約介于1190°C1300°C，當(dāng)燒結(jié)之后，就可以形成為陶瓷材料，應(yīng)用于積層陶瓷電容組件。以下舉出實(shí)驗(yàn)例1至實(shí)驗(yàn)例4來說明本發(fā)明，其中實(shí)驗(yàn)例1至實(shí)驗(yàn)例4的玻璃質(zhì)成份以材料BCG為例，但是本發(fā)明并不僅限于以下之實(shí)驗(yàn)例。實(shí)驗(yàn)例1實(shí)驗(yàn)例1是觀察改變主成份中=(BahCax)mTiO3WX值與m值的實(shí)施方式。請先參閱表1，表1分別固定主成份中Mg0、Y203、Mn0、V205、Cr203和玻璃質(zhì)成份(BCG)的混合比例，其中Mg0、Y203、Mn0、V2O5、Cr2O3和BCG的固定添加摩爾百比例分別為2.3,0.13,0.007,0.024、1.74和1.87，而改變的X值與m值范圍介于0.01彡χ彡0.06,0.9948^m^0.9988。請參閱表2，表2是將表1內(nèi)所示的9組(AlA9)，在1235°C以下燒結(jié)后陶瓷材料的特性表現(xiàn)，從表2可知，AlA9組的陶瓷粉體主組合物，其特性表現(xiàn)均可符合X5R規(guī)格。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例2實(shí)驗(yàn)例2是觀察改變玻璃質(zhì)成份(BCG)含量與燒結(jié)溫度的實(shí)驗(yàn)例。請參閱表3，表3固定主成份的含量為(Baatl9Caatll)a9968TiO3(BClT)+0.75mol%MgO+1.42mol%Y203+0.0667mol%MnO+O.074mol%V2O5+!-14mol%Cr2O3,并改變玻璃質(zhì)成份(BCG)的含量，改變的玻璃質(zhì)成份(BCG)的含量介于0.481.27mol%。請參閱表4，表4是將表2內(nèi)所示的4組(BiB4)，在不同燒結(jié)溫度1190、1205、1220、1235°C燒結(jié)后陶瓷材料的特性表現(xiàn)，從表4可知，燒結(jié)密度皆可大于5.6g/cm3且最大介電常數(shù)可至3550，其特性表現(xiàn)均可符合X5R規(guī)格。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例3實(shí)驗(yàn)例3是觀察改變主成份中MgO和Y2O3添加量的實(shí)施方式。請先參閱表5，表5是固定主成份為(Ba。.98Ca。.02)ο.9968Ti03(BC2T)+αMgO+βY203+0.0667mol%ΜηΟ+Ο.074mol%V2O5+1·14mol%Cr2O3,其中0·1彡α彡3·0,0.05彡β彡3·0，而玻璃質(zhì)成份(BCG)為0.79mol%。請參閱表6，表6是將表5內(nèi)所示的7組(ClC7)，在1220°C以下燒結(jié)后陶瓷材料的特性表現(xiàn)，從表7可知，ClC7組的陶瓷粉體主組合物，其燒結(jié)密度皆可大于5.6g/cm3，且當(dāng)αMgO禾口βY2O3添加量落在0.1彡α彡3.0，0.05彡β彡3.Omol%時(shí)，其特性表現(xiàn)均可符合X5R規(guī)格。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例4實(shí)驗(yàn)例4是觀察改變主成份中MnO和V2O5添加量的實(shí)施方式。請先參閱表7，表7是固定主成份為(Ba0.98Ca0.02)0.9968Ti03+0.75mol%MgO+1.42mol%Y203+ymol%Mn0+Smol%V205+1.14mol%Cr2O3,其中0.001彡y^0.2,0<δ彡0.1，而玻璃質(zhì)成份(BCG)為0.79mol%。請參閱表8，表8是將表7內(nèi)所示的5組(DlD5)，在1220°C以下燒結(jié)后陶瓷材料的特性表現(xiàn)，從表8可知，DlD5組的陶瓷粉體主組合物，其燒結(jié)密度皆可大于5.6g/cm3，且當(dāng)γΜηΟ+δV205添加量落在0.001彡y^0.2mol%,0.0^δ彡0.Imol%時(shí)，其特性表現(xiàn)均可符合X5R規(guī)格。表7Sample____γΜη0+δΥ205___No.BC2TMgOY2O3MnOV2O5Cr2O3BCGΑ/ΒDl1000.751.420.0050.0741.140.790.9968D21000.751.420.06670.0741.140.790.9968D31000.751.420.250.0741.140.790.9968D41000.751.420.06670.011.140.790.9968D51000.751.420.06670.151.140.790.9968表8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)驗(yàn)例5將上述實(shí)驗(yàn)例1的樣品A2和實(shí)驗(yàn)2的樣品B4，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察其容值變化率與溫度的關(guān)系圖。請參閱圖1，圖1是樣品A2與樣品B4的積層陶瓷電容器容值變化率與溫度的關(guān)系圖，由圖1可知，A2及B4組的積層陶瓷電容器的容值變化量符合X5R溫度范圍，亦即在溫度范圍于_55°C85°C之間，其相對容值變化量介于+15%-15%。本發(fā)明的陶瓷粉體組合物主要可應(yīng)用于積層陶瓷電容組件。請參考圖2，圖2是積層陶瓷電容器的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖4所繪示的積層陶瓷電容器1，包含電容陶瓷體110以及外部電極120，電容陶瓷體110包含復(fù)數(shù)層介電陶瓷層112以及沿著介電陶瓷層的表面形成的復(fù)數(shù)層內(nèi)部電極111，外部電極120形成于電容陶瓷體110外，并與部分的內(nèi)部電極111電性連接，其中內(nèi)部電極111可以為鎳電極。須特別說明的是積層陶瓷電容器1的介電陶瓷層112，介電陶瓷層112是由本發(fā)明的陶瓷粉體組合物所燒結(jié)而成，燒結(jié)溫度為1190°C1300°C，燒結(jié)完成之后，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，透過本發(fā)明的陶瓷粉體組合物燒結(jié)而成上述之介電陶瓷層112，其構(gòu)成的積層陶瓷電容器的容值變化量符合X5R溫度范圍，亦即在溫度范圍于_55°C85°C之間，其相對容值變化量介于+15%-15%，如此可提供一種可符合X5R溫度范圍的積層陶瓷電容器。綜上所述，本發(fā)明透過主成份與玻璃質(zhì)成份之間的相互搭配，提供一種可符合X5R溫度范圍的陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器。雖然本發(fā)明以前述實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相像技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所作更動(dòng)與潤飾的等效替換，仍為本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種陶瓷粉體組成物，其特征在于，包括主成份，由(Ba1-xCax)mTiO3+αMgO+βRe2O3+γMnO+δB2O5組成，其中α、β、γ與6為摩爾比例常數(shù)，0.1≤α≤3.0，0.05≤β≤3.0，0.001≤γ≤0.2，0＜6≤0.1，且0.99≤m≤1.030，0.005≤x≤0.015，而元素Re選自釔(Y)、鉻(Cr)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)及鐿(Yb)所組成的群組，元素B選自釩(V)、鈮(Nb)及鉭(Ta)所組成的群組；以及玻璃質(zhì)成份，其含量相對于該主成份為0.2～2.0mol％，包括(BayCa1-y)SiO3，其中0＜y＜1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷粉體組成物，其特征在于所述數(shù)值y的范圍為0.3彡y彡0.6。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷粉體組成物，其特征在于所述元素B為釩(V)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷粉體組成物，其特征在于所述元素Re為釔(Y)或鉻(Cr)05.一種陶瓷材料，其特征在于，包含由權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的陶瓷粉體組合物燒結(jié)而成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷材料，其特征在于所述陶瓷材料的燒結(jié)溫度為1190°C1300°C。7.一種積層陶瓷電容器，其特征在于，包含陶瓷介電質(zhì)，由介電陶瓷組合物燒結(jié)而成，該介電陶瓷組合物包含如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的陶瓷粉體組成物；復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)部電極，平行延伸于該陶瓷介電質(zhì)內(nèi)；以及至少一外部電極，曝露于該陶瓷介電質(zhì)外，并電性連接該些內(nèi)部電極。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的積層陶瓷電容器，其特征在于該積層陶瓷電容器的容質(zhì)變化量符合X5R溫度范圍，亦即在溫度范圍于_55°C85°C之間，其相對容質(zhì)變化量介于+15%-15%。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的積層陶瓷電容器，其特征在于該內(nèi)電極為鎳電極。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的積層陶瓷電容器，其特征在于該陶瓷介電質(zhì)的燒結(jié)溫度為1190°C1300°C。全文摘要本發(fā)明揭示一種陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器。陶瓷粉體組成物包括主成份及玻璃質(zhì)成份，玻璃質(zhì)成份的含量相對于該主成份為0.2～2.0mol％，其中主成份由(Ba1-xCax)mTiO3+αMgO+Re2O3+γMnO+δB2O5組成，其中α、β、γ與δ為摩爾比例常數(shù)，而元素Re選自釔、鉻、鋱、鏑、鈥、鉺、銩及鐿所組成的群組，元素B選自釩、鈮及鉭所組成的群組，而玻璃質(zhì)成份包括(BayCa1-y)SiO3。本發(fā)明提供一種符合X5R溫度范圍的陶瓷粉體組合物、陶瓷材料及其所制成的積層陶瓷電容器。文檔編號H01G4/12GK101805180SQ20101013057公開日2010年8月18日申請日期2010年3月3日優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日發(fā)明者簡廷安,蕭朝光,裴修祥,詹岳霖申請人:蘇州達(dá)方電子有限公司;達(dá)方電子股份有限公司