[发明专利]陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的多层陶瓷电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的多层陶瓷电容 器，且特别涉及一种可符合X8R温度范围的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及 其所制成的多层陶瓷电容器。

背景技术

近年来，由于电子元件的发展趋势朝向小型化、芯片化、多功能化及高 容量化，各种整合型技术开始受到重视，电容器亦不例外，除了元件薄小化 与多层化的设计已是不可避免的趋势外，高电容值及微小管芯结构的介电材 料设计要求也日益严谨，因此陶瓷电容器的发展亦朝向在最小体积发挥最大 功能的方向进行开发。

商用陶瓷电容器的应用以Class II为主，可略分为Y5V、X5R、X7R等 规格，其中以X7R规格较为严谨，X7R基本上所要求的规格是指在温度范 围于-55℃～125℃间(以25℃为基准)，其相对容值变化量小于15％。目前， 可符合X7R规格的材料，其中之一为钛酸钡(BaTiO₃)系统，是以钛酸钡为主 体配方，并额外添加一些微量的修饰剂，如Ta₂O₅、Nb₂O₅、Nd₂O₅、CoO、 NiO、CeO₂与MnCO₃等，以修饰其烧结体的介电特性。

然而，符合X7R规格的陶瓷电容器，仅适用于温度范围介于-55℃～125 ℃之间的环境，如果在作业环境系统高于125℃的状态下，如：石油探勘、 汽车或航空的电子设备应用等，对X7R规格的陶瓷电容器于高温环境下使 用有一定的忧虑，而具有相对的使用限制。

发明内容

有鉴于此，本发明所欲解决的问题在于克服X7R使用限制上的问题， 而提供一种可符合X8R温度范围(即温度范围于-55℃～150℃间其相对容值 变化率小于15％)的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的多层陶瓷电容 器。

为解决上述问题，本发明所提出的技术手段在于，本发明提供一种介电 质陶瓷粉体组成物，包括主成份以及玻璃质成份，主成份由100BaTiO₃+αAO+βMnO+γB₂O₅+δRe₂O₃组成，其中α、β、γ与δ为莫耳比例常数，0.8 ≦α≦2.5，0≦β≦0.4，0.06≦γ≦0.6，0.3≦δ≦5，且元素A选自镁(Mg)、 钙(Ca)、锶(Sr)及钡(Ba)所组成的群组，元素B选自钒(V)、铌(Nb)及钽(Ta) 所组成的群组，元素Re选自钇(Y)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥 (Tm)、及镱(Yb)所组成的群组，玻璃质成份，由氧化物SiO₂-TiO₂-XO所组 成，该化学式亦可表示为X(Si_1-θTi_θ)O₃，其中0≦θ≦0.4，且X选自钡(Ba)、 钙(Ca)、锶(Sr)镁(Mg)、锌(Zn)及锰(Mn)所组成的群组，且该玻璃质成份与 该BaTiO₃的摩尔比例常数值介于0～0.02之间。

上述发明实施例中，陶瓷粉体组合物还包含掺杂物氧化锆(ZrO₂)，此掺 杂物氧化锆的添加量与该BaTiO₃的摩尔比例常数值介于0～0.025之间。

本发明另外提供一种陶瓷材料，是由上述的陶瓷粉体组合物所烧结而 成，其烧结温度为1150～1250℃。

本发明另外提供一种多层陶瓷电容器，包含：陶瓷介电质，是由上述的陶 瓷粉体组烧结而成；多个内部电极，大体上平行延伸于该陶瓷介电质内；以 及至少一外部电极，曝露于该陶瓷介电质外，并电性连接这些内部电极。

上述发明实施例中，多层陶瓷电容器的容值变化量符合X8R温度范围， 亦即在温度范围于-55℃～150℃之间，其相对容值变化量小于15％。