[发明专利]高介电常数瓷质组成物

说明书

本发明涉及用于多层瓷电容器Pb（Mg1/3、Nb2/3）O₃-PbTiO₃-Pb（Mg1/3、Nb2/3）O₃体系高介电常数瓷质组合物。

传统式的Pb（Mg1/3、Nb2/3）O₃-PbTiO₃-Pb（Mg1/3、Nb2/3）O₃体系的瓷电介质，其介电常数εs显示高值，而介质损耗tanδ极小，绝缘电阻IR显示大值，各种介电特性良好，但需要1150℃以上的烧结温度与高温区。

因此，烧结时，须要大量的热能，高温下窑设备与焙烧材料的热磨损更加激烈，所以有焙烧装置保全费用（维持费）增高的缺点，再者，在多层瓷电容器制造法上，必须在内电极嵌入瓷电介质状态下进行烧结。一般，Ag-Pd合金被用作内电极。因此随着电介质材料烧结温度的增高，Pd含量亦须随之增多，必须使用价格昂贵的东西作为电极，有导致制造成本上升的缺点。

因此，本发明旨在提供可在1000℃以下的低温烧结的瓷电介质。例如，使用这种瓷电介质作为多层瓷电容器时，可以使用银系（组）、镍系（组）铝系（组）等等廉价而熔点低的金属材料作为嵌入内电极，对于最终产品瓷电容器的制造成本极其有利。

本发明人鉴于上述之要求，经专心研究，发现在Pb（Mg1/3，Nb2/3）O₃-PbTiO₃-Pb（Mg1/3、Nb2/3）O₃的混合组合物中，添加氧化铅与氧化锌、藉此添加，使烧结温度在1000℃以下的场合，亦可得到具有与传统式同样的各种介电特性之高介电常数瓷器。

本发明是Pb（Mg1/3.Nb2/3）O₃-PbTiO₃-Pb（Mn1/3.Nb2/3）O₃体系高介电常数瓷质组合物，由含有Pb（Mn1/3.Nb2/3）O₃95摩尔%，PbTiO₃5摩尔%、Pb（Mn1/3.Nb2/3）O₃0.5外加重量%的主成份与含有PbO及ZnO之副成份所构成。

举一具体的实施例加以说明。在上述副成分中，PbO为ZnO的50～93重量%，而以67～90重量%较好。最理想的是在80～90重量%的范围内。

再者，在实施例中，上述的副成分与上述主成分的比率，在超过0.25重量%（0.25重量%不含在内，而低于1.25重量%（1.25重量%不含在内）的范围中，0.3至1.25重量%以下亦可，但最理想的是0.5至1.25重量%以下的范围。

图1表示副成分PbO与ZnO之配比（重量%）与各种介电特性之关系的示意图，图2表示与主成分相对比的副成分之添加量与各种介电特性之关系的示意图。

现举本发明的一个较具体实施方案，并结合附图说明如下：

使用氧化铅、氧化铌、氧化镁、氧化钛、氧化锰作为原始材料，依表1之配比，用合成树脂球磨机将这些原料湿式混合之后，以700～850℃的温度煅烧两小时，使起化学反应，再用球磨机将这些反应物磨成粒径0.2μm～5.0μm左右的微粒。再依表1所示之比率，用球磨机等物另外将氧化铅与氧化锌磨成0.1μm～2.0μm左右的微粒，混合后依表1所示的规定量将之添加于上述的母料粉碎混合物中，再用球磨机将之细磨成0.2μm～3.0μm左右的微粒。

在这些细磨混合物里，适当地添加聚氯乙烯作为烧结材料使之成为去沫稀浆、再以大约3吨/cm²的造型压力将之作成直径16.5mm厚度0.6mm的圆盘形成型物，然后，为防止高温时，铅成分的蒸发，将上述成型物密封在用氧化镁瓷器制成的容器里，用大约950℃的温度正式地焙烧两个小时。然后再将制成的瓷器元件的两个端面烧接上银电极。

依此方法制成的样品，其各种介电特性测定的结果，示于表1，这里用频率1KHz测定介电常数εs及介质损耗tanδ、绝缘电阻IR₁以外接500V直流电在20℃的室温下测定之。

如表1所示，依此法制成的高介电常数瓷质组合物，其介电常数εs显示约16.500～20.500的高值，介质损耗tanδ约0.8～1.4%的小值，绝缘电阻IR，显示4×10″（Ω）非常大的值，而烧结温度，用950℃的低温度亦可烧结。