CN100418166C - 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 - Google Patents
低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100418166C CN100418166C CNB021348189A CN02134818A CN100418166C CN 100418166 C CN100418166 C CN 100418166C CN B021348189 A CNB021348189 A CN B021348189A CN 02134818 A CN02134818 A CN 02134818A CN 100418166 C CN100418166 C CN 100418166C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mlcc
- ceramic capacitor
- multilayer ceramic
- porcelain
- high dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 3
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 claims description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 abstract 2
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 abstract 2
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910019639 Nb2 O5 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910021523 barium zirconate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(III) oxide Inorganic materials O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(III) oxide Inorganic materials O=[Yb]O[Yb]=O FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
一种低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料，其化学组成包括(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3和A组分，所述A组分是添加物，为MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3、SiO2中的一种或一种以上混合物；A含量为0.50%～3.5%重量，其余是(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3；其中x＝0.001～0.12，y＝0.18～0.22，m＝1.001～1.03；其制备方法是采用水热法合成BaTiO3，固相合成BaZrO3；添加A组分时，Ca2+以CaO或CaCO3的形式加入，Mn2+以MnO2或MnCO3的形式加入，其它以氧化物形式加入；该瓷料满足EIA-Y5V特性标准，能与贱金属Ni、Cu匹配在还原气氛下烧结来制作MLCC，使MLCC的成本降到用Pd/Ag作内电极的MLCC的成本的10%，还可提高MLCC的整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种能与贱金属镍、铜匹配在还原气氛下烧结的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料。
背景技术
近年来，随着片式多层陶瓷电容器的小型化、大容量化，MLCC(多层陶瓷电容器，下同)内电极层数不断增多，内电极成本剧增导致MLCC成本剧增。由于现有MLCC瓷料内电极采用稀有贵金属钯(Pd)，世界上Pd市场价位不断上涨，致使贵金属内电极成本将由60％左右急剧增至80-90％以上。公开号为1305193的中国专利公开了一种多层片式瓷介电容器瓷料，它的配方包括BaCO3，TiO2，ZrO2，CaCO3，Nb2O3，其重量百分比为：BaCO365-73％，TiO223-27％，ZrO24-9％，CaCO30.01-2.5％，Nb2O30.01-0.75％。根据该配方制得的瓷料具有细晶结构致密，介电常高，比容大，温度特性及老化性能好等优点。但是该发明制得的瓷料只能用价格高昂的贵金属Pd或者Pd/Ag作电极来制作MLCC，导致成本的急剧增加。因此，目前国内外厂商均利用贱金属Ni、Cu作为电极制作MLCC。Ni/Cu电极MLCC的成本不到Pd/Ag电极MLCC成本的10％，金属Ni不存在Ag迁移，电极联接可靠性和机械强度更高，电极层的耐压热冲击和浸润性也更好。因此应用Ni、Cu电极可以提高MLCC的整体性能，同时也能提高电子整机的性能水平。然而，由于金属镍在高温中易氧化，必须在还原气氛下烧结，目前，仍无性能稳定的瓷料与镍电极匹配来制作MLCC。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷提供一种性能优良的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料。该瓷料满足EIA-Y5V特性标准，能与贱金属Ni、Cu匹配在还原气氛下烧结来制作MLCC，使MLCC的成本降到用Pd/Ag作内电极的MLCC的成本的10％，同时还可提高MLCC的整体性能。
本发明的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料由如下成份制成：
(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3
A组分
所述A组分是添加物，为MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3、SiO2中的一种或一种以上混合物；以重量百分比计，含量为所述成份总量的0.50％～3.5％，其余是(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3；其中x＝0.001～0.12，y＝0.18～0.22，m＝1.001～1.03。
本发明的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料的制备方法如下：采用水热法合成BaTiO3，固相合成BaZrO3；添加A组分时，Ca2+以CaO或CaCO3的形式加入，Mn2+以MnO2或MnCO3的形式加入，其它则以氧化物形式加入。
BaTiO3晶体具有ABO3型钙钛矿型结构，以摩尔比计，A/B大于1.00-1.03的BaTiO3组成中掺入杂质离子，并设法使杂质离子进入B位起受主作用，当施主作用引起的氧空位浓度大于氧挥发的氧空位浓度时，Ti位上的电子浓度得到抑制，从而使瓷料在还原气氛下烧结具有较高的绝缘电阻率。因Ca2+有可能取代Ba2+的位置，所以瓷料的抗还原性能与BaTiO3中Ca2+浓度有关，并且是随着Ca2+浓度的增加，抗还原性变的越差的，这就需要外加更多的Ca2+来增大A/B((Ba+Ca)/Ti)，才能保证瓷料在还原气氛下具有良好的绝缘性能。
图1是BaTiO3中Ca2+浓度对瓷料性能的影响关系图，可见加入重量百分比为0.2％～4.52％的CaO(或CaCO3)，可以使A/B大于1。同时加入量与BaTiO3中Ca2+浓度有关，Ca2+浓度越高，需外加Ca愈多，最终导致A/B增大，这可能是由于Ca2+的存在导致外加Ca更易进入A位，A位由于Ca的进入使Ba2+剩余，而一般认为Ba2+是不可能进入B位的，只有在加入足够多Ca的情况下Ca2+才进入B位起抑制电子浓度的作用，瓷料才具有抗还原性。
当BaTiO3中含有较低Ca2+浓度时，在瓷料配方中加入重量百分比为所述成份总量0.05～0.5％的MnCO3，瓷料同样可以获得较好的绝缘电阻率。
图2是MnCO3含量对电阻率的影响关系图，如图所示，MnCO3的加入对外加Ca样品的电阻率影响很小，但却提高了瓷体的致密性。这说明MnCO3的加入在A/B较低的情况(≈1)下Mn2+可进入A位，提高A/B比起改善瓷料抗还原性能的作用，另一方面，在外加Ca使A/B＞1或加入足够的MnCO3的情况下，Mn2+又进入晶界，从而改善瓷体的烧结性能。MnO2的添加具有相同的作用。
本发明加入Nb5+，Nb5+为施主掺杂，所以Nb5+的添加有利于介电常数ε的提高。以摩尔含量计，当Ca2+的含量大于Nb5+含量的两倍时，Ti4+位置上的Ca2+离子作为受主离子补偿了施主离子Nb5+，并防止了Ti4+还原为Ti3+。
加入重量百分比为所述成份总量0.02％～1.0％的NiO、0.1％～3.0％SiO2或Y2O3，ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3中的一种或一种以上，有利于使瓷体在较宽的烧温范围内保持细晶。
本发明所制得的瓷料，能与贱金属Ni、Cu作电极在还原气氛下烧结制作MLCC，可使MLCC的内电极成本降到用Pd/Ag做内电极成本的10％，并且金属Ni不存在Ag迁移，其电极联接可靠性和机械强度更高，电极层的耐压热冲击和浸润性也更好，因此可以提高MLCC的整体性能。本发明满足EIA-Y5V特性标准，提高了电子整机的性能水平。
附图说明
图1是BaTiO3中Ca2浓度对瓷料性能的影响关系图；
图2是MnCO3含量对电阻率的影响图；
图3是具体实施方式中的具体瓷料配方组成图；
图4是图3中的瓷料配方在还原气氛下烧结后的电性能图。
具体实施方式
按图3所示的瓷料配方，用常规的瓷料生产工艺进行配制，然后在MLCC生产线上与贱金属镍作的内电极、铜作的端电极匹配制作成MLCC生胚芯片，并在还原气氛下烧结，测试其电性能，结果如图4所示，可见本发明的瓷料满足EIA-Y5V特性标准。
Claims (4)
1. 一种低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于由如下成份制成：
(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3
A组分
所述A组分是添加物，为MnCO3、MnO2、Nb2O5、NiO、Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3、SiO2中的一种或一种以上混合物；以重量百分比计，含量为所述成份总量的0.50％～3.5％，其余是(Ba1-xCax)m(Ti1-yZry)O3；其中x＝0.001～0.12，y＝0.18～0.22，m＝1.001～1.03。
2. 根据权利要求1所述的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于所述A组分中含所述成份总量0.05～0.5％重量的MnCO3。
3. 根据权利要求1所述的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于所述A组分中含所述成份总量0.02％～1.0％重量的NiO。
4. 根据权利要求1所述的低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料，其特征在于所述A组分中含所述成份总量0.1％～3.0％重量的SiO2或Y2O3、ZnO、Yb2O3、Er2O3、Ho2O3中的一种或一种以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021348189A CN100418166C (zh) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021348189A CN100418166C (zh) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1402275A CN1402275A (zh) | 2003-03-12 |
| CN100418166C true CN100418166C (zh) | 2008-09-10 |
Family
ID=4747911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021348189A Expired - Fee Related CN100418166C (zh) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100418166C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100354996C (zh) * | 2004-11-08 | 2007-12-12 | 华南理工大学 | 低频细晶陶瓷电容器介质材料的制备方法 |
| US7433173B2 (en) * | 2004-11-25 | 2008-10-07 | Kyocera Corporation | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same |
| JP4936850B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2012-05-23 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| CN101302101B (zh) * | 2008-06-30 | 2010-12-08 | 贵州大学 | 激光制备钛酸钡压电陶瓷的材料及方法 |
| CN102963928B (zh) * | 2012-11-12 | 2016-04-13 | 西北大学 | 锆钛酸钡基y5v粉体材料及其制备方法 |
| CN114133238B (zh) * | 2021-11-02 | 2022-09-16 | 广东省先进陶瓷材料科技有限公司 | 一种陶瓷介质材料及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09148180A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-06-06 | Kyocera Corp | 積層型コンデンサ |
| JPH11278930A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Kyocera Corp | 誘電体磁器 |
| CN1244720A (zh) * | 1998-08-07 | 2000-02-16 | 株式会社村田制作所 | 抗还原的介电陶瓷组合物和含该组合物的单块陶瓷电容器 |
| JP2001097772A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物、電子部品およびそれらの製造方法 |
-
2002
- 2002-09-25 CN CNB021348189A patent/CN100418166C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09148180A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-06-06 | Kyocera Corp | 積層型コンデンサ |
| JPH11278930A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Kyocera Corp | 誘電体磁器 |
| CN1244720A (zh) * | 1998-08-07 | 2000-02-16 | 株式会社村田制作所 | 抗还原的介电陶瓷组合物和含该组合物的单块陶瓷电容器 |
| JP2001097772A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物、電子部品およびそれらの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1402275A (zh) | 2003-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4936825B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP4521387B2 (ja) | 耐還元性誘電体磁器組成物 | |
| EP2980043B1 (en) | Dielectric ceramic composition and dielectric element | |
| EP0814486B1 (en) | Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic capacitor using same | |
| EP0817216B1 (en) | Dielectric ceramic composition and monolothic ceramic capacitor using same | |
| US6411495B2 (en) | Laminated ceramic capacitor | |
| KR20020011120A (ko) | 내환원성 유전체 세라믹 콤팩트 및 적층 세라믹 커패시터 | |
| JP5077362B2 (ja) | 誘電体セラミック及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP3336967B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2001508753A (ja) | 低い焼結温度で銀とともに焼成し得る低損失ｐｚｔセラミック組成物およびそれを製造するための方法 | |
| EP3326184A1 (en) | Dielectric composition, dielectric element, electronic component and multi-layer electronic component | |
| JP3709914B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2007137747A (ja) | 誘電体磁器及びその製造方法 | |
| JP4457630B2 (ja) | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ | |
| KR100271101B1 (ko) | 모놀리식 세라믹 커패시터 | |
| JP3882054B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| KR101432442B1 (ko) | 유전체 자기 조성물 및 전자 부품 | |
| CN100418166C (zh) | 低频高介抗还原多层陶瓷电容器瓷料 | |
| KR100374471B1 (ko) | 유전체 세라믹 재료 및 모놀리식 세라믹 전자 부품 | |
| JP4029204B2 (ja) | 誘電体セラミック組成物および積層セラミック電子部品 | |
| JP4048808B2 (ja) | 誘電体セラミック組成物および積層セラミック電子部品 | |
| JP2005187296A (ja) | 誘電体セラミック組成物及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP3945033B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサの製造方法 | |
| US20010056028A1 (en) | Dielectric ceramic composition, ceramic capacitor using the composition and method of producing thereof | |
| JP4506090B2 (ja) | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20081226 Address after: Fenghua electronics industrial city, Fenghua Road, Zhaoqing, Guangdong 18, China Patentee after: Guangdong Fenghua Advanced Technology Holding Co.,Ltd. Address before: Fenghua Electronic City, Fenghua Road, Zhaoqing, Guangdong 18, China Patentee before: GUANGDONG FENGHUA AT HOLDING |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGDONG FENGHUA HIGH TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: GUANGDONG FENGHUA HIGH SCIENCE + TECHNOLOGY GROUP CO., LTD. Effective date: 20081226 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080910 Termination date: 20210925 |