[发明专利]用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能陶瓷材料技术领域，特别是用于低温烧结多层陶 瓷电容器的陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitors)简称MLCC， 它是将电极材料和陶瓷坯体以多层交替、联叠并烧成一个整体。在数 字平板电视、通信、网络等产品中，平板显示(FPD)、电源模块、 接收/发射和数字音频模块等的电路设计上，大量需要具有稳定的温 度系数、截止频率高、耐大的浪涌电压等特点的NPO型耐击穿MLCC 元件。根据国际电子工业协会EIA(Electronic Industries Association) 标准：温度稳定NPO型MLCC是指以25℃的电容值为标准，在温度 从-55到125℃的范围之内，容温变化率＝±30ppm/℃，介电损耗≤1‰。 同时，随着陶瓷电子元件的微型化，片式元件的同样体积的空间里内 电路、内电极的层数飞速增长，即片式元件中内电极的成本所占的比 重越来越大，这客观上就要求叠层片式元件的内电极材料必须逐渐由 成本很高的铂、铂银电极转而改由成本较低的纯银电极代替。不过纯 银内电极带来了另外的问题，纯银电极的熔点是960℃，即和纯银电 极共烧的陶瓷粉料必须在低于960℃的低温条件下烧结成瓷。

目前现有技术具有NPO特性的高介电常数陶瓷瓷料，主要有两 大类：一类是由BaO-Ln₂O₃-TiO₂三元系瓷料构成，其中Ln指稀土族 元素。这种瓷料本身的致密化烧成温度一般在1250℃以上；另一类 是Bi₂O₃-ZnO/CaO-Nb₂O₅系瓷料。前者由于在耐压、损耗和容温变化 率等方面具有比后者优越的性能，因此具有广阔的应用前景。大多数 低温烧结的瓷料基本上都是混合了大比例的低温助烧玻璃或其他化 合物，而大量助烧辅料加入会很大的降低瓷料的介电常数，而且较大 含量的玻璃料掺杂也影响瓷料的温度稳定性和耐压性能。在850～950 ℃温度范围烧结的BaO-Ln₂O₃-TiO₂三元系瓷料的介电常数基本上都 是处于20～70的范围。如中国专利200410085174公开的“介电材 料及其制造方法”中，陶瓷材料的基本组成是BaO-Nd₂O₃-TiO₂-Bi₂O₃， 其材料符合NPO标准，但是其介电常数较低，只有40～60。介电常数 低会导致MLCC的体积比容率低，限制MLCC元器件的微型化。

发明内容

针对上述现有技术中陶瓷材料性能上的不足，本发明的目的是提 供一种用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料及其制备方法。它不 仅可以在低温烧结的条件下保持很高的介电常数，并且NPO特性好。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料，其结构特点是，它由 重量百分含量为90～99wt％的主料和重量百分含量为1～10wt％的 辅料组成：

1)主料：由aBaO-bLn₂O₃-cBi₂O₃-dTiO₂表示的组合物(简写为BLT， 其中Ln为镧系稀土元素)，其中a、b、c和d分别独立的代表摩尔比 率，满足下述条件：a+b+c+d＝1，0.13≤a≤0.17；0.12≤b≤0.22； 0.01≤c≤0.1；0.4≤d≤0.74；

2)辅料：由eBi₂O₃-fB₂O₃-gZnO-hSiO₂表示的玻璃(简写为BBZS 玻璃)，其中e、f、g和h分别独立的代表重量百分比，满足下述条 件：e+f+g+h＝100，50≤e≤90；5≤f≤30；4≤g≤30；1≤h≤20。

如上所述的用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料的制备方 法，其步骤为：