[发明专利]独石陶瓷电容器及其制造方法

说明书

本发明涉及独石陶瓷电容器及其制造方法。特别涉及用包含钛酸锶为主要成分、氧化铋或铋化合物的氧化物为添加剂、并包含还原抑制剂的陶瓷材料制成每个介质陶瓷层的独石陶瓷电容器及其制造方法。

独石陶瓷电容器通常用多个陶瓷层、夹在相邻陶瓷层之间的内电极、和位于迭层结构的外表面上并与每个内电极连接的外电极构成。

可按下述方法制成这种独石陶瓷电容器。介质粉与有机粘接剂混合；获得的混合物制成瓷浆；用刮浆刀法将瓷浆构形成生片；用丝网印刷法在每张生片上印刷含金属粉末的浆料；将多张印有导电浆料图形的生片迭置；给制成的迭层结构加压，使生片之间牢固连接；然后，迭层结构在约1300℃到1400℃在空气中烧结；给有内电极露出的烧结体上加外电极材料。并焙烧材料。

主要成分为钛酸锶并含铋化合物的介质陶瓷层，使独石陶瓷电容器有受电压影响小的较大的介电常数，介质损耗小和高耐压特性。

包含例如铂、金、钯或其合金的贵金属的内电极材料的优点是(1)在烧结中内电极材料不与介质陶瓷反应，因为，贵金属的熔点高于介质陶瓷的烧结温度，(2)内电极材料即使在空气中烧结也不会氧化。但是含这些贵金属的电极材料价格昂贵。例如，电极材料的费用往往占陶瓷电容器的总材料费30％至70％。

而且，包含银钯合金的内电极材料常会损坏电容器的性能。例如，由于银离子迁移，常使电容器的介电常数降低，而且使介电常数变得不稳。

为了解决这些问题，可用镍、铜、铁、钴、钨、钼等廉价金属作内电极材料。但是，为了防止在焙烧中材料氧化，必须使含廉价金属的材料在中性或还原气氛中焙烧。若在这种条件下焙烧，介质陶瓷层中的铋化合物被还原，结果，介质陶瓷变成了半导体。因此，不能制成陶瓷电容器。

铜可在氧分压为10^-7MPa的中性气氛中在1000℃焙烧，但在较低温度易于氧化。含铜的内电极材料在氧分压高于Cu/CuO的平衡氧分压的烧结气氛中焙烧时铜还会扩散进介质陶瓷层中。并常常使制成的电容器的特性降低。因而，含铜的内电极材料需要严格控制焙烧气氛中的氧分压。因而增大了生产成本。

本发明的目的是提供一种解决上述问题的独石陶瓷电容器和一种制造该独石陶瓷电容器的方法。

本发明提供一种独石陶瓷电容器，它包括由钛酸锶为主要成分，并含添加剂氧化铋或铋化合物的氧化物的介质陶瓷材料，和廉价金属内电极材料。因而，它有与电压依赖性小的大介质常数，小的介质损耗的高耐压特性。

具体地说，按本发明的第1方案，提供一种独石陶瓷电容器，它由以钛酸锶为主要成分并含氧化铋或铋化合物的氧化物为添加剂的和含还原抑制剂的陶瓷材料制成的介质陶瓷层，和含镍或镍合金的廉价金属材料制成的内电极制成。

本发明第1方案的优选实施例，陶瓷材料中的还原抑制剂用以下通式表示：

aMO+bMnO₂+cB₂O₃+(100-a-b-c)SiO₂

式中M是Mg、Sr、Ca和Ba中的至少一种；a、b、c的数量按mol％表示成10≤a≤60，5≤b≤20，20≤c≤35。

另一优选实施例中，陶瓷材料中含的还原抑制剂的量是陶瓷材料的4至25wt％。

本发明的第2方案是制造第1方案所述的独石陶瓷电容器的方法，它包括以下工艺步骤；制备介质陶瓷生片，每张生片上迭放电极材料，构成每张陶瓷生片上有电极材料的多层陶瓷生片的迭层结构，随后加热制成的迭层结构，温度升高速度是10℃/分钟至17℃/分钟，在预定温度焙烧迭层结构，然后按10℃/分钟以上的冷却速度冷却烧结过的迭层结构。

另一优选实施例，制成的陶瓷生片包括主要成分钛酸锶，次要成分氧化铋或铋化合物的氧化物，和含还原抑制剂的添加剂。

又一优选实施例，每一陶瓷生片上迭放的电极材料包括含镍或镍合金的廉价金属材料。

又一优选实施例，每张陶瓷生片中的还原抑制剂用以下通式表示：

aMO+bMnO₂+cB₂O₃+(100-a-b-c)SiO₂。

式中M是Mg、Sr、Ca和Ba中的至少一种；a、b、c的数量以mol％表示为：10≤a≤60，5≤b≤20，和20≤c≤35。

优选还原抑制剂的通式是：

aMO+bMnO₂+cB₂O₃+(100-a-b-c)SiO₂