[发明专利]一种高可靠X8R型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层片式陶瓷电容器介质材料，尤其涉及一种使用镍电极的符合X8R特性的具有高可靠性的多层陶瓷电容器介质材料。

背景技术

目前，多层片式陶瓷电容器（MultilayerCeramicCapacitors）简称MLCC，被广泛应用于隔直、耦合、旁路、鉴频等方面；它是将电极材料与陶瓷材料以多层交替并联叠合起来，经过高温烧成一个整体，再烧制端部外电极而形成；MLCC具有体积小、绝缘电阻高、电感低等诸多优点而备受青睐，特别适合于片式表面贴装技术，可大大提高电路组装密度，缩小整机体积，这一突出的特点使MLCC成为世界上用量最大、发展最快的一种片式元件。

根据国际电子工业协会EIA（ElectronicIndustriesAssociation）标准，X8R型MLCC是指以25℃的电容值为基准，从-55℃到150℃的温度范围之内，容温变化率≤±15%。近年来，一些在高温下工作的电子设备对工作温度上限大于125℃，特别是工作度上限为150～200℃的MLCC产品，有很大的需求。高温稳定型MLCC主要应用于以下两个方面：一是应用于各类车载电子控制装置中；如发动机舱内安装的电子控制单元模块、防抱死系统等等；这些电子设备用于引擎控制，驾驶控制以及刹车控制，安全意义重大，但其工作环境非常恶劣，尤其是夏天，发动机舱内的温度会超过130℃，这就要求电子元器件必须具有良好的温度稳定性和耐高温特性。二是涉及国防军工、航空航天以及勘探领域的应用，比容大功率相控阵雷达、装甲车辆、弹载/箭载电路以及石油勘探等，均要求器件的工作温度达到150℃以上。而X7R型MLCC的工作温度范围为-55～125℃，显然不合适，所以研发具有高温稳定性的X8R型MLCC介质材料具有十分重要的实际意义。

许多专利文献中提出的MLCC介质材料虽然能够满足X8R特性要求，但在高温负荷下的寿命时间短；为了提高介质材料的高温负荷寿命，本文通过水热合成法合成钛酸钡钙，以钛酸钡钙为主要成分，用部分的Ca取代Ti后产生晶格缺陷，因此钛酸钡钙具有高抗原原性；为了满足X8R特性，通过钛酸钡钙进行掺杂改性，使居里点向高温方向移动，同时拓宽居里峰，以获得在-55～150℃的温度下的容温变化率在±15%以内，满足X8R特性要求。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种使用镍电极的符合X8R特性的具有高可靠性的多层陶瓷电容器介质材料。

其技术方案是：一种高可靠X8R型多层陶瓷电容器用介质材料，其摩尔组份比为：100摩尔钛酸钡钙Ba_1-XCa_XTiO₃（0.005<x≤0.05）、0.1-0.6摩尔MnCO₃、0.2-2.0摩尔MgO、1.5-5.5摩尔SiO₂、0.1-0.5摩尔Al₂O₃、1.0-4.0摩尔ZrO₂、0.5-3.5摩尔选自Y₂O₃、Ho₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃、Gd₂O₃中的至少一种或几种化合物，0.01-0.5摩尔选自WO₃、MoO₃、V₂O₅中的至少一种或几种化合物。

所述Ba_1-XCa_XTiO₃采用水热法生产，颗粒尺寸在200-600nm。

一种高可靠X8R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法，包含如下步骤：

（1）选取添加剂MnCO₃、MgO、SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂；

（2）选取Y₂O₃、Ho₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃、Gd₂O₃中的一种及以上化合物；