CN117296114A - 层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法 - Google Patents

层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法。本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物包含钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)。因此,不仅具有优异的可靠性,还具有优异的性能。

Description

层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及 其制造方法
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法,更具体地,涉及不仅具有优异的可靠性,还具有优异的性能的层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
背景技术
电容器、电感器、压电元件、变阻器或热敏电阻等使用陶瓷材料的电子部件具有由陶瓷材料制成的陶瓷本体、形成在本体内部的内部电极以及设置在陶瓷本体以与所述内部电极连接的外部电极。
陶瓷电子部件中的层叠陶瓷电容器包括层叠的多个介电层、隔着一个介电层对置的内部电极以及电连接到所述内部电极的外部电极。
通常,通过片材法和印刷法等来层叠内部电极用浆料和介电层用浆料并同时进行烧成来制造层叠陶瓷电容器。
传统的层叠陶瓷大容量电容器等所使用的介电材料为基于钛酸钡(BaTiO3)的强介电材料,其具有在常温下具有高介电率、损耗率(Dissipation Factor)较小且绝缘电阻特性优异的特征。
然而,随着汽车的电子控制的发展,对使用陶瓷材料的电子部件的性能和可靠性的要求越来越高,而现有使用的基于钛酸钡(BaTiO3)的介电材料存在不仅不能保证发展的电子部件的可靠性,还不能保证优异的性能的问题。
另外,在制造现有的普通层叠陶瓷大容量电容器的方法中,也存在不仅不能保证发展的电子部件的可靠性,还不能保证优异的性能的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明是考虑到如上所述的问题而提出的,其目的在于提供在寿命方面具有优异的可靠性的层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
另外,本发明的另一目的在于,提供不仅具有低的等效串联电阻和漏电流,还具有高的品质系数和直流绝缘电阻的层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法。
技术方案
为了解决上述问题,本发明提供层叠陶瓷电容器用介电组合物,其包含钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)。
另外,钡基化合物可包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)。
另外,钡基化合物可以以1:2~6摩尔比包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)。
另外,相对于100摩尔份的钡基化合物,介电组合物可包含2~6摩尔份的氧化钆(Gd2O3)、0.01~1摩尔份的锰氧化物(Mn3O4)粉末和2~6摩尔份的碳酸镁(MgCO3)。
另外,介电组合物可以满足以下条件(1)至(3)。
(1)D10≤60nm
(2)150nm≤D50≤350nm
(3)D90≤2000nm
在所述条件(1)至(3)中,D10、D50和D90分别是指在介电组合物粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
另一方面,本发明提供层叠陶瓷电容器,其包括:电容器本体,交替层叠陶瓷本体和内部电极;以及外部电极,形成在电容器本体的外表面,并与内部电极电连接。
另外,陶瓷本体可以是本发明的介电组合物经烧结的。
此外,本发明提供层叠陶瓷电容器的制造方法,其包括:第一步骤,准备层叠陶瓷电容器用介电组合物;第二步骤,通过将粘合剂和有机溶剂与介电组合物混合来制备陶瓷浆料;第三步骤,通过浇铸(casting)陶瓷浆料来形成陶瓷生片;第四步骤,层叠多层将将内部电极印刷到陶瓷生片的一表面的结构来制造生芯片;第五步骤,通过对生芯片进行脱脂工艺和烧结工艺来制造电容器本体;以及第六步骤,通过将与内部电极电连接的外部电极印刷到电容器本体来制造层叠陶瓷电容器。
另外,层叠陶瓷电容器用介电组合物可以是钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)的混合物。
另外,钡基化合物可以是将锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)以1:2~6摩尔比混合而成的。
另外,介电组合物可以是相对于100摩尔份的钡基化合物,混合2~6摩尔份的氧化钆(Gd2O3)、0.01~1摩尔份的锰氧化物(Mn3O4)粉末和2~6摩尔份的碳酸镁(MgCO3)而成的。
另外,层叠陶瓷电容器的制造方法的第二步骤可以是在将粘合剂和有机溶剂与介电组合物混合并粉碎后,进行消泡和老化工艺,从而制备满足以下条件(1)至(3),并具有100~500cps的粘度的陶瓷浆料。
(1)D10≤60nm
(2)150nm≤D50≤350nm
(3)D90≤2000nm
在所述条件(1)至(3)中,D10、D50和D90分别是指在陶瓷浆料粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
另外,粘合剂可包括选自聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral)粘合剂、乙基纤维素(Ethyl cellulose)粘合剂、聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol)粘合剂和丙基酰基(acryl)粘合剂中的一种以上。
发明效果
根据本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法,不仅在寿命方面具有优异的可靠性,还具有低的等效串联电阻和漏电流,并且具有高的品质系数和直流绝缘电阻。
附图说明
图1是分别示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R在30kHz、100kHz、300kHz频率下的波纹电流温度的曲线图。
图2是分别示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R的等效串联电阻与频率的曲线图。
图3是分别示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R的品质系数与频率的曲线图。
图4是分别示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R在150℃的高温下相对于时间的直流绝缘电阻的曲线图。
图5是示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R在150℃的高温下相对于电压的漏电流的曲线图。
图6是分别示出实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R的相对于增加的DC偏压(Bias)的端子自生成电容(terminal self-generation capacity)的变化量的曲线图。
图7是示出根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的细部结构的剖视图。
具体实施方式
以下,参照所附附图,对本发明的实施例进行详细说明,以使本发明所属技术领域的普通技术人员可以容易地实施。本发明并非仅限定于这里所说明的实施例,而可以以各种不同的方式实现。在附图中,为了明确说明本发明,省略了与说明无关的部分,并且在整个说明书中对于相同或相似的构成要素附加相同的附图标记。
如图7所示,根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器可包括陶瓷本体111、交替层叠内部电极121、122的电容器本体110以及与内部电极121、122电连接的外部电极131、132。换言之,在电容器本体110的外表面或两端部可以形成有分别与第一内部电极121和第二内部电极122导通,换句话说,与其电连接的第一外部电极131和第二外部电极132,所述第一内部电极121和第二内部电极122交替层叠在电容器本体110的内部。
电容器本体110的形状没有特别限制,但其通常为六面体形状。另外,其尺寸也没有特别限制,可以根据用途将其设计成适当的尺寸。作为一例,可以设计成具有长度为0.5~8.0mm、宽度为0.5~8.0mm、厚度为0.2~5.0mm的尺寸。
陶瓷本体111的厚度可以根据层叠陶瓷电容器的容量设计任意改变,在本发明的一实施例中,每片陶瓷本体111的厚度可以为5~100μm,优选地,可以为15~50μm。在厚度过薄的陶瓷本体111中,由于存在于一片中的晶粒数量少,从而对可靠性具有负面影响,因此陶瓷本体111的厚度可以为5μm以上。
内部电极121、122可以层叠成使得每个横截面分别暴露于电容器本体110的相对的两端部。
外部电极131、132形成在电容器本体110的两端部,并且电连接到内部电极121、122的暴露的横截面,从而构成电容器回路。
虽然内部电极121、122中所包含的导电性材料没有特别限制,但是优选地,可包含镍(Ni)作为主要成分。
内部电极121、122的厚度可以根据用途等适当地设计,在本发明的一实施例中,内部电极121、122的厚度可以为0.1~50μm,优选地,可以为0.1~10μm。
虽然外部电极131、132中所包含的导电性材料没有特别限制,但是优选地,可包含镍(Ni)、铜(Cu)或其合金作为主要成分。
另一方面,陶瓷本体111可以是由后述的本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物烧结而成的。
根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器用介电组合物可包含选自钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)中的一种以上,优选地,可包含钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)。
具体地,相对于100摩尔份的钡基化合物,本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物可包含2~6摩尔份的氧化钆,优选地,可包含3~5摩尔份,更优选地,可包含3.5~4.5摩尔份,当包含小于2摩尔份的氧化钆时,可能会存在温度和DC偏压(bias)等特性降低的问题,当包含超过6摩尔份的氧化钆时,可能会存在介电组合物无法烧结的问题。
另外,相对于100摩尔份的钡基化合物,本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物可包含0.01~1摩尔份的锰氧化物,优选地,可包含0.05~0.5摩尔份,更优选地,可包含0.07~0.13摩尔份,当包含小于0.01摩尔份的锰氧化物时,可能会存在可靠性降低的问题,当包含超过1摩尔份的锰氧化物时,可能会存在特性降低的问题。
另外,相对于100摩尔份的钡基化合物,本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物可包含2~6摩尔份的碳酸镁,优选地,可包含3~5摩尔份,更优选地,可包含3.5~4.5摩尔份,当包含小于2摩尔份的碳酸镁时,可能会存在不满足温度特性的问题,当包含超过6摩尔份的碳酸镁时,可能会存在素体的介电率降低的问题。
另一方面,钡基化合物可包含选自锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)中的一种以上,优选地,可包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)。
此时,钡基化合物可以以1:2~6摩尔比包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3),优选为1:3~5摩尔比,更优选为1:3.5~4.5摩尔比,当摩尔比小于1:2时,可能会存在素体未烧成的问题,当超过1:6时,可能会存在温度和DC偏压(bias)等的特性降低的问题。
此外,本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物可以满足以下条件(1)至(3),当未满足以下条件(1)至(3)时,可能会存在难以确保烧结后均匀的颗粒尺寸的问题。
(1)D10≤60nm,优选为1nm≤D10≤50nm,更优选为3nm≤D10≤50nm;
(2)150nm≤D50≤350nm,优选为200nm≤D50≤300nm,更优选为220nm≤D50≤280nm;
(3)D90≤2000nm,优选为500nm≤D90≤1500nm,更优选为700nm≤D90≤1000nm。
在所述条件(1)至(3)中,D10、D50和D90分别是指在本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法包括第一步骤至第六步骤。
首先,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第一步骤中,可以准备层叠陶瓷电容器用介电组合物。准备的层叠陶瓷电容器用介电组合物可以是选自钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)中的一种以上的混合物,优选地,可以是钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)的混合物。具体地,相对于100摩尔份的钡基化合物,本发明的层叠陶瓷电容器用介电组合物可以是0.01~1摩尔份的锰氧化物,优选为0.05~0.5摩尔份,更优选为0.07~0.13摩尔份、2~6摩尔份的碳酸镁,优选为3~5摩尔份,更优选为3.5~4.5摩尔份和2~6摩尔份的碳酸镁,优选为3~5摩尔份,更优选为3.5~4.5摩尔份的混合物。另外,钡基化合物可以是锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)的混合物,优选地,可以是将锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)以1:2~6摩尔比,优选为1:3~5摩尔比,更优选为1:3.5~4.5摩尔比混合而成的。
其次,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第二步骤中,可以通过将粘合剂和有机溶剂与在第一步骤中准备的层叠陶瓷电容器用介电组合物混合来制备陶瓷浆料。
具体地,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第二步骤中,通过将粘合剂和有机溶剂与在第一步骤中准备的层叠陶瓷电容器用介电组合物混合并粉碎后,进行消泡(defoamation)和老化(aging)工艺,从而制备满足以下条件(1)至(3)且具有100~500cps,优选为200~400cps的粘度的陶瓷浆料。当粘度小于100cps或超过500cps时,可存在片材制造工艺困难的问题。
(1)D10≤60nm,优选为1nm≤D10≤50nm,更优选为3nm≤D10≤50nm;
(2)150nm≤D50≤350nm,优选为200nm≤D50≤300nm,更优选为220nm≤D50≤280nm;
(3)D90≤2000nm,优选为500nm≤D90≤1500nm,更优选为700nm≤D90≤1000nm。
在所述条件(1)至(3)中,D10、D50和D90是指在陶瓷浆料粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
第二步骤中使用的粘合剂可包括选自聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral)粘合剂、乙基纤维素(Ethyl cellulose)粘合剂、聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol)粘合剂和丙基酰基(acryl)粘合剂中的一种以上,优选地,可包括选自聚乙烯醇缩丁醛粘合剂和丙基酰基(acryl)粘合剂中的一种以上,更优选地,可包括聚乙烯醇缩丁醛粘合剂。另外,相对于100重量份的第一步骤中准备的层叠陶瓷电容器用介电组合物,第二步骤中使用的粘合剂可以以3~20重量份,优选为6~11重量份,更优选为7~10重量份混合。
第二步骤中使用的有机溶剂只要是本领域中用作有机溶剂的有机溶剂,都可以使用,优选地,可包括选自乙醇、甲苯、甲乙酮和二甲苯中的一种以上。另外,相对于100重量份的第一步骤中准备的层叠陶瓷电容器用介电组合物,第二步骤中使用的有机溶剂可以以45~95重量份,优选为55~85重量份,更优选为65~75重量份混合。
另外,在第二步骤中,粉碎可以通过本领域通常可进行的粉碎工艺来进行,作为一例,可以通过球磨(ball milling)进行,所用的球可为0.1~0.5mm的氧化锆珠。
另外,在第二步骤中,消泡和老化工艺可以通过本领域通常可进行的消泡和老化工艺来进行。
其次,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第三步骤中,可以通过浇铸(casting)第二步骤中制备的陶瓷浆料来形成陶瓷生片(green sheet)。具体地,浇铸(casting)可以通过本领域通常可进行的浇铸工艺来进行,作为一例,通过滴落到PET薄膜上,并使用逗号辊型的浇铸机来形成陶瓷生片。
其次,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第四步骤中,在第三步骤形成的陶瓷生片的一表面印刷内部电极,并层叠多个来制造生芯片。此时,作为内部电极,可以使用包含镍(Ni)作为主要成分的导电性浆料,印刷可以通过本领域通常可进行的印刷工艺来进行,作为一例,可以通过丝网印刷法来进行印刷。另外,陶瓷生片可以层叠5~200层,优选为10~100层,更优选为10~60层,更优选为20~50层,更优选为30~40层。
另外,在层叠多层之后,可以在40~120℃,优选为60~100℃的温度下热等压成型(hot isostatic press)后,切割成规定的尺寸,然后制造生芯片。
其次,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第五步骤中,可以通过对第四步骤中制造的生芯片进行脱脂工艺和烧结工艺来制造电容器本体。具体地,第四步骤可以通过依次进行两次脱脂工艺和一次烧结工艺来制造电容器本体,作为一例,可以在200~400℃,优选为250~350℃的温度和氧化气氛下,对生芯片进行60~300分钟,优选为120~240分钟的第一次脱脂工艺(Debinding),并且在800~1000℃,优选为850~950℃的温度和氮气气氛下,进行30~120分钟,优选为45~90分钟的第二次脱脂工艺,之后在1000~1400℃,优选为1100~1300℃的温度和氮气-氢气混合气体气氛下,对进行脱脂工艺的生芯片进行60~300分钟,优选为120~240分钟的烧结,从而制造电容器本体。脱脂可以通过本领域通常可进行的脱脂工艺来进行,作为一例,可以通过气氛脱脂炉来进行。
另外,烧结可以通过本领域通常可进行的烧结工艺来进行,作为一例,可以通过连续炉来进行。
最后,在根据本发明的一实施例的层叠陶瓷电容器的制造方法的第六步骤中,可以通过在第五步骤中制造的电容器本体的外表面或两个横截面印刷与内部电极电连接的外部电极来制造层叠陶瓷电容器。此时,作为外部电极,可以使用包含铜(Cu)作为主要成分的导电性浆料,印刷可以通过本领域通常可进行的印刷工艺来进行,作为一例,可以通过浸渍法来进行印刷。
实施例1:层叠陶瓷电容器的制造
(1)制备层叠陶瓷电容器用介电组合物,相对于100摩尔份的钡基化合物粉末,混合4摩尔份的氧化钆(Gd2O3)粉末、0.1摩尔份的锰氧化物(Mn3O4)粉末和4摩尔份的碳酸镁(MgCO3)。此时,使用以1:4摩尔比混合的锆酸钡(BaZrO3)粉末和钛酸钡(BaTiO3)粉末作为钡基化合物粉末。
(2)将粘合剂和有机溶剂与制备的层叠陶瓷电容器用介电组合物混合,并进行使用0.2mm的氧化锆珠的球磨(ball milling)来粉碎后,进行消泡(defoamation)和老化(aging)工艺,从而制备具有D10 45nm、D50 250nm、D90 900nm的粒度和300cps的粘度的陶瓷浆料。此时,使用聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral)作为粘合剂,使用甲苯作为有机溶剂,D10、D50和D90分别是指在陶瓷浆料粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
(3)将制备的陶瓷浆料滴落到PET薄膜上,并使用逗号辊型的浇铸机来形成片状,从而制造具有30μm的厚度的陶瓷生片。
(4)通过丝网印刷法将用作内部电极的包含镍(Ni)作为主要成分的导电性浆料印刷到制造的陶瓷生片的一表面后,将其层叠多层。具体地,将陶瓷生片交替层叠,使包含镍(Ni)作为主要成分的导电性浆料区域形成对抗电极,之后,在80℃的温度下热等压成型(hot isostatic press)后,切割成规定的尺寸,从而制造生芯片。此时,陶瓷生片层叠为33层,对抗电极的面积为20mm2
(5)在300℃的温度和氧化气氛下,对制造的生芯片进行120分钟的第一次脱脂工艺(Debinding),在900℃的温度和氮气气氛下,进行60分钟的第二次脱脂工艺。在1200℃的温度和氮气-氢气混合气体气氛下,对进行脱脂工艺的生芯片进行120分钟的烧结,从而制造电容器本体。
(6)通过浸渍法将用作外部电极的包含铜(Cu)作为主要成分的导电性浆料印刷到制造的电容器本体的两个横截面并进行烧附(baking),从而制造具有与内部电极电连接的外部电极的外形尺寸为长度5.7mm、宽度5.0mm、厚度2.0mm的层叠陶瓷电容器。
实验例:层叠陶瓷电容器的物理性能的测定
对于在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R,以如下测定条件测定物理性能。
①输入值(Input):函数发生器(Function generator)
②放大器(Amplifier):DC~1MHz,约3~4A,CV型(CV Type)
③输出值(Output):示波器(oscilloscope),电流探针(current probes)
④其他:热电偶,温度测定程序
实验例1:在30kHz、100kHz、300kHz的频率下,相对于波纹电流的温度的测定
分别测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=X7T)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R(=具有相对于100摩尔份的钛酸钡(BaTiO3),包含3.9~9.0摩尔份的镁(Mg)、11.3~14.7摩尔份的镓(Gd)、10.3~14.1摩尔份的锆(Zr)、1.5~2.8摩尔份的锰(Mn)、29.3~32.3摩尔份的钙(Ca)和4.4~8.2摩尔份的硅(Si)的组成)在30kHz、100kHz、300kHz的频率下的相对于波纹电流的温度,表1示出其测量值,图1示出测定曲线图。参照表1和图1,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器显示出比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R低的温度,因此对于寿命的可靠性优异。
表1
实验例2:相对于频率的等效串联电阻(Equivalent Series Resistance,ESR)的测定
测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=AMO)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R(=村田(MURATA))的对于频率的等效串联电阻,图2示出其测定曲线图。参照图2,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器具有比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R低的等效串联电阻。
实验例3:相对于频率的品质系数(Q)的测定
测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=AMO)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R(=村田(MURATA))的品质系数,图3示出其测定曲线图。参照图3,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器具有比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R高的品质系数值。
实验例4:在高温下,相对于时间的直流绝缘电阻(hot-IR)的测定
测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=AMO)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R(=村田(MURATA))在150℃的高温下的相对于时间的直流绝缘电阻,图4示出其测定曲线图。参照图4,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器显示出比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R高的直流绝缘电阻,因此具有优异的可靠性。
实验例5:在高温下,相对于电压的漏电流(IL)的测定
测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=AMO)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R(=村田(MURATA))在150℃的高温下的相对于电压的漏电流,并在图5示出其测定曲线图。参照图5,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器显示出比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R低的漏电流,因此具有优异的可靠性。
实验例6:相对于DC偏压的端子磁生成电容变化量(△Cp)的测定
测定在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器(=X7T)和村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R的相对于增加的DC偏压的端子磁生成电容变化量,图6示出其测定曲线图。参照图6,可以确认在实施例1中制造的层叠陶瓷电容器具有比村田(Murata)公司的层叠陶瓷电容器X7R优异的DC偏压特性。
以上,对本发明的一实施例进行了说明,本发明的思想不限于本说明书中提出的实施例,理解本发明的思想的本领域技术人员可以在相同的思想范围内,通过构成要素的附加、改变、删除和追加等,容易地提出其他实施例,但这也属于本发明的思想范围内。
工业可用性
本发明涉及层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法,更具体地,涉及不仅具有优异的可靠性,还具有优异的性能的层叠陶瓷电容器用介电组合物、包含其的层叠陶瓷电容器及其制造方法。

Claims (10)

1.一种层叠陶瓷电容器用介电组合物,其特征在于,包含:
钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3),
所述钡基化合物包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)。
2.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器用介电组合物,其特征在于,
所述钡基化合物以1:2~6摩尔比包含锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)。
3.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器用介电组合物,其特征在于,
相对于100摩尔份的钡基化合物,所述介电组合物包含2~6摩尔份的氧化钆(Gd2O3)、0.01~1摩尔份的锰氧化物(Mn3O4)粉末和2~6摩尔份的碳酸镁(MgCO3)。
4.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器用介电组合物,其特征在于,
所述介电组合物满足以下条件(1)至(3),
(1)D10≤60nm
(2)150nm≤D50≤350nm
(3)D90≤2000nm
在所述条件(1)至(3)中,D10、D50和D90分别是指在介电组合物粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
5.一种层叠陶瓷电容器,其特征在于,包括:
电容器本体,交替层叠根据权利要求1所述的介电组合物经烧结的陶瓷本体和内部电极;以及
外部电极,形成在所述电容器本体的外表面,并与所述内部电极电连接。
6.一种层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,包括:
第一步骤,准备层叠陶瓷电容器用介电组合物;
第二步骤,通过将粘合剂和有机溶剂与所述介电组合物混合来制备陶瓷浆料;
第三步骤,通过浇铸所述陶瓷浆料来形成陶瓷生片;
第四步骤,层叠多层将内部电极印刷到所述陶瓷生片的一表面的结构来制造生芯片;
第五步骤,通过对所述生芯片进行脱脂工艺和烧结工艺来制造电容器本体;以及
第六步骤,通过将与内部电极电连接的外部电极印刷到所述电容器本体的外表面来制造层叠陶瓷电容器,
所述层叠陶瓷电容器用介电组合物为钡基化合物、氧化钆(Gd2O3)、锰氧化物(Mn3O4)和碳酸镁(MgCO3)的混合物。
7.根据权利要求6所述的层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,
所述钡基化合物是将锆酸钡(BaZrO3)和钛酸钡(BaTiO3)以1:2~6摩尔比混合而成的。
8.根据权利要求6所述的层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,
所述介电组合物是相对于100摩尔份的钡基化合物,混合2~6摩尔份的氧化钆(Gd2O3)、0.01~1摩尔份的锰氧化物(Mn3O4)粉末和2~6摩尔份的碳酸镁(MgCO3)而成的。
9.根据权利要求6所述的层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,
所述第二步骤是在将粘合剂和有机溶剂与介电组合物混合并粉碎后,进行消泡和老化工艺,从而制备满足以下条件(1)至(3),并具有100~500cps的粘度的陶瓷浆料,
(1)D10≤60nm
(2)150nm≤D50≤350nm
(3)D90≤2000nm
在所述条件1)至3)中,D10、D50和D90分别是指在陶瓷浆料粒度的体积累积分布中对应于最大值的10%、50%、90%的粒度。
10.根据权利要求6所述的层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,
所述粘合剂包括选自聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral)粘合剂、乙基纤维素(Ethyl cellulose)粘合剂、聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol)粘合剂和丙基酰基(acryl)粘合剂中的一种以上。
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