[发明专利]一种用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料

说明书

本发明公开了一种用于低温烧结多层陶瓷电容器的陶瓷材料，涉及功能陶瓷材料技术领域。本发明的陶瓷材料由重量百分含量为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，其中a、b、c和d分别独立的代表摩尔比率：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，其中e、f、g和h分别独立的代表重量百分比：e+f+g+h＝100，50≤e≤90；5≤f≤30；4≤g≤30；1≤h≤20。本发明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。

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。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；