[发明专利]复合氧化物纳米颗粒及其制造方法和多层陶瓷电容器

说明书

本申请要求于2008年12月23日在韩国知识产权局提交的第2008-0132444号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种制造复合氧化物纳米颗粒的方法和通过该方法制造的复合氧化物纳米颗粒，更具体地讲，本发明涉及这样一种制造复合氧化物纳米颗粒的方法和通过该方法制造的复合氧化物纳米颗粒，其中，该方法可以制备大小为几十纳米的颗粒的形式的包含至少两种金属元素的复合氧化物，并且该方法可以精确地设计金属元素的组分比例。

背景技术

随着电器/电子产品向着更小、更薄并且更高容量的发展趋势，将原材料制备成细微颗粒已经成为制造电器/电子产品的工艺的关键。

例如，利用作为介电体的主要成分的钛酸钡(BaTiO₃)和通常为金属氧化物的添加剂来制造多层陶瓷电容器(MLCC)，其中，通常为金属氧化物的添加剂影响MLCC的特性。为了增加静电电容，添加剂以及BaTiO₃需要被制备成更精细的颗粒、均匀地分散为原始颗粒、并且稳定地保持它们的分散状态。

对于通常使用平均粒度为大约150nm的BaTiO₃的高电容、超薄的MLCC，介电体和添加剂粉末的主要成分需要被制备为精细颗粒并且被稳定地分散。这样通过添加添加剂来期望地涂覆BaTiO₃颗粒，保持内部电极和介电层的均匀组分，并且防止在介电体内产生孔，从而实现超薄外形和高可靠性。

在制造MLCC的过程中采用含有镁(Mg)、铝(Al)、钒(V)、锰(Mn)、钡(Ba)或镝(Dy)的金属氧化物作为添加剂。氧化镁用来防止基体颗粒的过渡生长，氧化钒作为低温液相烧结的促进剂。稀土(例如Dy)氧化物降低氧的迁移率，从而加强MLCC的长期可靠性。即使少量使用添加剂，添加剂的特性(例如，粒度或颗粒形状)也会显著地影响产品的整体性能或品质。

可以使用由上而下方法(top-down method)来制造精细的金属氧化物颗粒。在这种由上而下方法中，利用分散剂来分散原始平均粒度为100nm至2000nm的金属氧化物前驱体，从而生产浆料，接着将金属氧化物前驱体研磨成小尺寸的颗粒。即，为了生产较小的颗粒，由上而下的方法包括对粒度大于期望粒度的粉末进行研磨的步骤。

根据金属氧化物(前驱体)的粒度，由上而下方法可以生产尺寸为几十纳米的颗粒，但是不利之处在于前驱体是昂贵的。另外，大粒度的前驱体不容易研磨，即使研磨了前驱体，所得颗粒也可能不是合适的形状并且可能再次粘结。

最近，已经提出了利用气溶胶方法或者微波等离子体分离前驱体的方法来制造精细的金属氧化物颗粒。然而，这些方法只不过是采用将粉末研磨成更小颗粒的原理的其它类型的由上而下的方法，并且在调节粒度方面仍然存在限制。

发明内容

本发明的一方面提供了一种制造复合氧化物纳米颗粒的方法以及通过该方法制造的复合氧化物纳米颗粒，所述方法可以生产平均尺寸为纳米级的颗粒的形式的包含至少两种金属氧化物的复合氧化物，并且使得金属氧化物的组分比例可以被容易地调节。

根据本发明的一方面，提供了一种制造复合氧化物纳米颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：制备混合溶液，所述混合溶液包括从由铝盐、锰盐和钡盐组成的组中选择的至少一种金属盐；用所述混合溶液浸渍具有纳米尺寸的孔的有机聚合物；煅烧用所述混合溶液浸渍的有机聚合物。

在所述制备混合溶液的过程中，所述混合溶液还可以包括从由镁盐、钒盐和镝盐组成的组中选择的至少一种金属盐。

所述混合溶液的溶剂可以为水或有机溶剂。所述混合溶液的浓度可以在5wt％至25wt％的范围内。

有机聚合物的孔的尺寸可以在从1nm到9nm的范围内。

可以在从250℃到900℃的温度下进行有机聚合物的煅烧。

有机聚合物的煅烧可以在两个步骤中进行。有机聚合物的煅烧可以在250℃至350℃的温度下进行，然后在700℃至900℃的温度下进行。

所述方法还可以包括：在煅烧用包含金属盐的混合溶液浸渍的有机聚合物之前，干燥有机聚合物。

所述方法还可以包括在煅烧浸渍后的有机聚合物之后，研磨剩余物。

根据本发明的另一方面，提供了通过制造复合氧化物纳米颗粒的方法制造的复合氧化物纳米颗粒。

根据本发明的又一方面，提供了一种多层陶瓷电容器，所述电容器包括：多个介电层，每个介电层包括陶瓷介电体和根据本发明制造的复合氧化物纳米颗粒；内部电极，与介电层交替；外部电极，分别电连接到内部电极。

附图说明