專利名稱：：制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及陶瓷材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法。
背景技術(shù)：
：多層陶瓷電容器(MultilayerCeramicCapacitors)簡稱MLCC，它是將電極材料和陶瓷坯體以多層交替、聯(lián)疊并燒成一個整體。隨著陶瓷電子元件的微型化、片式化，片式元件的同樣體積的空間里內(nèi)電路、內(nèi)電極的層數(shù)飛速增長，即片式元件中內(nèi)電極的成本所占的比重越來越大，這客觀上就要求疊層片式元件的內(nèi)電極材料必須逐漸由成本很高的鉑、鉬銀電極轉(zhuǎn)而改由成本較低的純銀電極代替。不過純銀內(nèi)電極帶來了另外的問題，純銀電極的熔點是96(TC，g卩和純銀電極共燒的陶瓷粉料必須在小于96(TC的低溫條件下燒結(jié)成瓷。目前，具有國際電子工業(yè)協(xié)會EIA規(guī)定的NPO特性(NP0特性即是指-55125°CTCC<=30卯m/。C)的陶瓷材料，基本上由BaO_Ln203-Ti02系陶瓷材料和Bi203-Zn0/Ca0-Nb205系陶瓷材料構(gòu)成，前者的應(yīng)用相對更為廣泛。BaLnTi系陶瓷材料本身的致密化燒成溫度一般在125(TC以上，現(xiàn)有技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)低溫燒結(jié)的此類瓷料基本上都是在BaLnTi系材料混合了大比例的低溫助燒玻璃或其他化合物，而大量助燒輔料加入會很大的降低瓷料的介電常數(shù)。在850100(TC溫度范圍燒結(jié)的Ba0-Ln203-Ti02三元系瓷料的介電常數(shù)基本上都是處于2070的范圍；而且其較大含量的玻璃料摻雜也影響瓷料的溫度穩(wěn)定性和耐壓性能。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法。它具有制備工藝簡單、介電損耗小、穩(wěn)定性好的特點，制得的多層陶瓷電容器耐壓強度高、介電常數(shù)高，容溫變化率滿足NP0特性標準。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，其步驟為①混料將主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02(簡寫為BLT，其中Ln為鑭系稀土元素)和輔料eBi203-fB203-gZnO-hSi02(簡寫為BBZS)玻璃一及jBaO-kLi20-lCaO-mSrO_nSi02(簡寫為BLCS)玻璃二混合成混合料，并加入去離子溶劑水球磨248小時；②烘干烘干球磨后的混合料；③流延將烘干后的混合料與有機溶劑混合并球磨248小時，根據(jù)流延工藝將球磨后的有機漿料流延成介電層，同時在介電層上印刷金屬銀內(nèi)電極，使介電層和銀內(nèi)電極相互疊加形成多層陶瓷電容器的生坯；排膠生坯在300°C的溫度下，在空氣中保溫220小時；⑤燒結(jié)生坯在空氣中燒結(jié)，燒結(jié)溫度在850950°C;冷卻燒結(jié)后的生坯在空氣中自然冷卻到室溫；⑦端電極銀內(nèi)電極作為端電極的生坯在60085(TC爐溫中保溫12小時；⑧成型端電極燒固冷卻后得到銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器。在上述方法中，所述主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02中各摩爾比例系數(shù)a、b、c和d滿足下述條件a+b+c+d=l，O.13《a《0.17;0.12《b《0.22;0.01《c《0.1;0.4《d《0.74。在上述方法中，所述輔料中eBi203-fB203-gZnO_hSi02玻璃一各重量百分比e、f、g和h滿足下述條件e+f+g+h=100,50《e《90;5《f《30;4《g《30;1《h《20。輔料中jBaO-kLi20-lCaO-mSrO-nSi02玻璃二各重量百分比j、k、1、m和n滿足下述條件j+k+l+m+n=100,20《j《25，5《k《10，5《1《10，0《m《10，50《n《70。在上述方法中，所述主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02在混合料中的重量百分含量為9099wt%。輔料在混合料中的重量百分含量為110wt^，其中玻璃一eBi203-fB203-gZnO-hSi02在輔料中的重量百分含量為7090wt%，玻璃二jBaO-kLi20-lCaO-mSrO-nSi02在輔料中的重量百分含量為1030wt%。本發(fā)明由于采用了上述方法，多層陶瓷電容器的生坯以銀金屬作為內(nèi)部電極材料，可以在低于銀熔點的溫度下燒結(jié)而致密化。作為電容器主體的介電材料在致密化過程中和銀內(nèi)電極可以良好的共燒而不產(chǎn)生顯著的銀電極滲透過程。本發(fā)明具有制備工藝簡單、介電損耗小、穩(wěn)定性好的特點。制得的多層陶瓷電容器不僅具有了極佳的NPO特性，同時在低溫燒結(jié)的條件下還可以保持很高的介電常數(shù)，而且材料中不含鉛、鎘和砷等有毒元素。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明實施例1樣品表面形貌的掃描電鏡照片；圖2是本發(fā)明實施例2樣品表面形貌的掃描電鏡照片；圖3是本發(fā)明實施例3樣品表面形貌的掃描電鏡照片。具體實施例方式本發(fā)明制備時所用的主料是由aBaO-bLn203-CBi203-dTi02表示的組合物，其中a、b、c和d分別獨立的代表摩爾比率，滿足:a+b+c+d=l，O.13《a《0.17;0.12《b《0.22;0.01《c《0.1;0.4《d《0.74。用于制造陶瓷粉料主料的起始原料不限于各元素的氧化物，可以使用各構(gòu)成元素的碳酸鹽，硝酸鹽，有機金屬鹽等代替。最好各起始原料的純度都大于99%以上，但是也不做特別限制。主料的起始原料可以采用BaC03、Nd203、Bi203和1102粉體。按照配方的摩爾數(shù)配比稱量各原料，以水作為溶劑混合各起始原料。將混合料球磨248小時，制成預(yù)燒前漿料。然后將漿料烘干之后，在IIO(TC的氧化鋁坩堝內(nèi)煅燒110小時，合成預(yù)燒后基料粉體。將基料粉體再用滾磨或其他的球磨工藝將其粉碎至平均粒徑<1Pm，就制成了所需的陶瓷材料中的主要組分的BLT材料。本發(fā)明中使用的輔料玻璃化合物中eBi203-fB203-gZnO-hSi02玻璃一的各重量百分比e、f、g禾卩h滿足下述條件e+f+g+h=100,50《e《90;5《f《30;4《g《30;1《h《20。首先按照配方?jīng)Q定的重量百分比選取相應(yīng)元素的氧化物材料，稱量各起始原料，接著以乙醇為溶劑，采用球磨工藝將各原料混合248小時制備漿料。然后將漿料烘干，在900IIO(TC的溫度下煅燒，待其熔融后，將熔融狀態(tài)的玻璃化合物經(jīng)過水冷獲得玻璃塊。最后通過球磨工藝將得到的玻璃塊粉碎到規(guī)定的粒度，即得到輔料中玻璃一粉料。jBaO-kLi20-lCaO-mSrO-nSi02玻璃二的各重量百分比j、k、1、m和n滿足下述條件j+k+l+m+n=100,20《j《25，5《k《10，5《1《10，0《m《10，50《n《70。首先按照配方?jīng)Q定的重量百分比選取相應(yīng)元素的氧化物材料，稱量各起始原料，接著以乙醇為溶劑混合各起始原料并球磨248小時，制成漿料，將漿料烘干后在1400145(TC的溫度下煅燒成熔融狀態(tài)的玻璃化合物，將熔融狀態(tài)的玻璃化合物經(jīng)過水冷獲得玻璃塊，將玻璃塊粉碎得到輔料中玻璃二粉料。按重量配比稱量玻璃一粉料和玻璃二粉料，以乙醇為溶劑混合玻璃一粉料和玻璃二粉料并球磨合248小時，制成漿料，將漿料烘干制得輔料粉料；用上述陶瓷粉料制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法如下①混料將主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02和輔料eBi203-fB203-gZnO_hSi02玻璃一及jBaO-kLi20-lCaO-mSrO-nSi02玻璃二混合成混合料，并加入溶劑去離子水球磨248小時；②烘干烘干球磨后的混合料；③流延將烘干后的混合料與有機溶劑混合并球磨248小時，根據(jù)流延工藝將球磨后的有機漿料流延成介電層，同時在介電層上印刷金屬銀內(nèi)電極，使介電層和銀內(nèi)電極相互疊加形成多層陶瓷電容器生坯；排膠多層陶瓷電容器生坯在30(TC的溫度下，在空氣中保溫220小時；⑤燒結(jié)生坯在空氣中燒結(jié)，燒結(jié)溫度在850950°C;冷卻燒結(jié)后的生坯在空氣中自然冷卻到室溫；⑦端電極銀內(nèi)電極作為端電極的生坯在60085(TC爐溫中保溫12小時；⑧端電極燒固冷卻后得到銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器。實施例1主料BLT陶瓷材料中的原料采用BaC03、Nd203、Bi203和Ti02，其中各原料成分按照BaC03:15.Oml%;Nd203:14.54ml%;Bi203:3.19ml%;Ti02:67.22ml^配比稱量。經(jīng)過球磨、烘干和煅燒工藝后制成主料粉料。輔料BBZS玻璃一和BLCS玻璃二混合物粉料，其原料分別采用Bi203、B203、ZnO和Si02以及BaO、Li20、CaO、SrO和Si02。其中BBZS玻璃一各原料成分按照Bi203:83.17wt%;B203:6.55wt%;ZnO:9.05wt%;Si02:1.23wt^配比稱量，BLCS玻璃二各原料成分按照BaO:24.26wt%;Li20:8.8wt%;CaO:12.14wt%;SrO:0.Owt%;Si02:54.8wt^配比稱量。將玻璃一粉料和玻璃二粉料經(jīng)過球磨、烘干和玻璃化工藝之后，再次進行兩種玻璃料的混合，混合重量百分比為BBZS:90wt%;BLCS:10wt%，制成輔料粉料。然后將上述主料粉料和輔料粉料按照質(zhì)量比(BBZS+BLCS):BLT=60%的配比進行混合，球磨，干燥獲得瓷料。然后流延成膜片，與銀內(nèi)電極交互疊加，制成MLCC生坯，排膠后，在94(TC燒結(jié)保溫3小時，然后燒固Ag端電極制成多層陶瓷電容器MLCC樣品，如圖l所示。對該多層陶瓷電容器MLCC樣品進行介電性能的測試，介電性能參見表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1實施例2主料BLT陶瓷材料中的原料采用BaC03、Nd203、Bi203和Ti02，其中各原料成分按照BaC03:15.05ml%;Nd203:14.54ml%;Bi203:3.19ml%;Ti02:67.22ml^配比稱量。經(jīng)過球磨、烘干和煅燒工藝后制成主料粉料。輔料BBZS玻璃一和BLCS玻璃二混合物粉料，其原料分別采用Bi203、B203、ZnO和Si02以及BaO、Li20、CaO、SrO和Si02。其中BBZS玻璃一各原料成分按照Bi203:76.72wt%;B203:9.05wt%;ZnO:12.52wt%;Si02:1.71wt^配比稱量，BLCS玻璃二各原料成分按照BaO:24.26wt%;Li20:8.8wt%;CaO:12.14wt%;SrO:0.Owt%;Si02:54.8wt^配比稱量。將玻璃一粉料和玻璃二粉料經(jīng)過球磨、烘干和玻璃化工藝之后，再次進行兩種玻璃料的混合，混合重量百分比為BBZS:75wt%;BLCS:25wt%，制成輔料粉料。然后將上述主料粉料和輔料粉料按照質(zhì)量比(BBZS+BLCS):BLT=60%的配比進行混合，球磨，干燥獲得瓷料。然后流延成膜片，與銀內(nèi)電極交互疊加，制成MLCC生坯，排膠后，在94(TC燒結(jié)保溫3小時，然后燒固Ag端電極制成多層陶瓷電容器MLCC樣品，如圖2所示。對該多層陶瓷電容器MLCC樣品進行介電性能的測試，介電性能參見表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2實施例3主料BLT陶瓷材料中的原料采用BaC03、Nd203、Bi203和Ti02，其中各原料成分按照BaC03:15.16ml%;Nd203:14.65ml%;Bi203:3.22ml%;Ti02:66.97ml%配比稱量。經(jīng)過球磨、烘干和煅燒工藝后制成主要組分的粉體材料。輔料BBZS玻璃一和BLCS玻璃二混合物粉料，其原料分別采用Bi203、B203、Zn(^PSi02以及BaO、Li20、CaO、SrO禾PSi02。其中BBZS玻璃一各原料成分按照Bi203:70.66wt%;B203:12.84wt%;ZnO:14.08wt%;Si02:2.42wt^配比稱量，BLCS玻璃二各原料成分按照BaO:23.13wt%;Li20:8.8wt%;CaO:9.39wt%;SrO:3.48wt%;Si02:55.2wt^配比稱量。將玻璃一粉料和玻璃二粉料經(jīng)過球磨、烘干和玻璃化工藝之后，再次進行兩種玻璃料的混合，混合重量百分比為BBZS:75wt%;BLCS:25wt^，制成輔料粉料。然后將上述主料粉料和輔料粉料按照質(zhì)量比(BBZS+BLCS):BLT二80X的配比進行混合，球磨，干燥獲得瓷料。然后流延成膜片，與銀內(nèi)電極交互疊加，制成MLCC生坯，排膠后，在94(TC燒結(jié)保溫3小時，然后燒固Ag端電極制成多層陶瓷電容器MLCC樣品，如圖3所示。對該多層陶瓷電容器MLCC樣品進行介電性能的測試，介電性能參見表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3上述實施例在850IOO(TC的溫度范圍內(nèi)，制備了滿足溫度補償型NPO型標準性能指標的高介電常數(shù)銀內(nèi)電極MLCC的陶瓷材料，MLCC的室溫介電常數(shù)控制在8090之間，介電損耗小于10—3，耐壓強度大于15Kv/mm。使用本發(fā)明的燒結(jié)方法，可獲得高介電常數(shù)、高耐壓強度、可低溫燒結(jié)、以銀為內(nèi)電極的溫度補償型NPO特性MLCC的介電陶瓷材料。權(quán)利要求制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，其步驟為①混料將主料aBaO-bLn2O3-cBi2O3-dTiO2和輔料eBi2O3-fB2O3-gZnO-hSiO2玻璃一及jBaO-kLi2O-lCaO-mSrO-nSiO2玻璃二混合成混合料，并加入去離子水溶劑球磨2～48小時；②烘干烘干球磨后的混合料；③流延將烘干后的混合料與有機溶劑混合并球磨2～48小時，根據(jù)流延工藝將球磨后的有機漿料流延成介電層，同時在介電層上印刷金屬銀內(nèi)電極，使介電層和銀內(nèi)電極相互疊加形成多層陶瓷電容器的生坯；④排膠生坯在300℃的溫度下，在空氣中保溫2～20小時；⑤燒結(jié)生坯在空氣中燒結(jié)，燒結(jié)溫度在850～950℃；⑥冷卻燒結(jié)后的生坯在空氣中自然冷卻到室溫；⑦端電極銀內(nèi)電極作為端電極的生坯在600～850℃爐溫中保溫1～2小時；⑧成型端電極燒固冷卻后得到銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，其特征在于，所述主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02中各摩爾比例系數(shù)a、b、c和d滿足下述條件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。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，其特征在于，所述輔料中eBi203-fB203-gZnO-hSi02玻璃一各重量百分比e、f、g和h滿足下述條件e+f+g+h=100，50《e《90;5《f《30;4《g《30;l《h《20;輔料中jBaO-kLi20-lCaO-mSrO_nSi02玻璃二各重量百分比j、k、1、m和n滿足下述條件j+k+l+m+n=100,20《j《25，5《k《10，5《1《IO，O《m《10，50《n《70。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，其特征在于，所述主料aBaO-bLn203-cBi203-dTi02在混合料中的重量百分含量為9099wt%;輔料在混合料中的重量百分含量為110wt^，其中玻璃一eBi20ffB20fgZnO-hSi(^在輔料中的重量百分含量為7090wt^，玻璃二jBaO-kLi20-lCaO-mSrO-nSi02在輔料中的重量百分含量為1030wt%。全文摘要制備銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器的方法，涉及陶瓷材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明的方法步驟為①將主料aBaO-bLn2O3-cBi2O3-dTiO2和輔料eBi2O3-fB2O3-gZnO-hSiO2玻璃一及jBaO-kLi2O-lCaO-mSrO-nSiO2玻璃二混合成混合料；②烘干球磨后的混合料；③將混合料與有機溶劑混合并球磨，使介電層和銀內(nèi)電極相互疊加形成多層陶瓷電容器的生坯；④生坯在300℃的溫度下保溫；⑤生坯在空氣中燒結(jié)；⑥生坯冷卻到室溫；⑦銀內(nèi)電極作為端電極的生坯在600～850℃爐溫中保溫；⑧端電極燒固冷卻后得到銀內(nèi)電極多層陶瓷電容器。本發(fā)明具有制備工藝簡單、介電損耗小、穩(wěn)定性好的特點，制得的多層陶瓷電容器耐壓強度高、介電常數(shù)高，容溫變化率滿足NPO特性標準。文檔編號C04B35/462GK101752082SQ200810239688公開日2010年6月23日申請日期2008年12月15日優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日發(fā)明者吉岸,張力,王士嬌,袁紀烈,陳月光申請人:同方股份有限公司;山東同方魯穎電子有限公司