專利名稱：多層陶瓷片狀電容器及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠提高介電常數和降低介電損耗，并且當電介質層很薄時，也具有極好的電容-溫度特性的多層陶瓷片狀電容器，及其制備方法。
多層陶瓷片狀電容器廣泛用作電子元件，由于其尺寸小，電容大以及可靠性高。大量的也用于單個的電子裝置。近年來，隨著裝置的尺寸逐漸減小和性能逐漸增高，迫切要求進一步減小多層陶瓷片狀電容器的尺寸，提高電容，并且提高可靠性。
多層陶瓷片狀電容器通常是通過層疊法、印刷法等將內電極糊劑和絕緣材料糊劑疊加，并且將其共焙燒而制備的。通常Pd或Pd合金用作內電極的導電材料。Pd成本高，所以現在使用比較便宜的Ni或Ni合金或其他堿金屬。當使用堿金屬作為內電極的導電材料時，如果在空氣中焙燒的話，內電極層結果氧化，因此有必要將電介質層和內電極層在還原氣氛中共焙燒。但是，如果在還原氣氛中焙燒的話，電介質層被還原，其電阻率結果變得更低。因此，正在開發一種非還原絕緣材料。
為了減小多層陶瓷片狀電容器的尺寸和/或提高其電容，有必要使電介質層變得更薄和/或增加層的數量。而且，有必要使用具有高介電常數的絕緣材料。此時，降低了層的厚度，而使層與層之間小于3μm。但是，如果電介質層變得更薄的話，當施加電壓時，作用在電介質層上的電場會變強，因此介電損耗明顯變大，而且電容-溫度特性結果也變差。
另一方面，為了制備具有高介電常數的絕緣材料，有一種提高電介質層的晶粒尺寸的方法，例如提高形成電介質層的主要成分的組分粉末的晶粒尺寸。
作為能夠使厚度降低到小于3μm的非還原絕緣磁性組分，例如日本專利未審公開No.9-241074和日本未審專利公開No.9-241075所述的鈦酸鋇類型。然而，這些的介電常數約為1000-2500。具有高介電常數的那些其介電損耗變得太大。
本發明的一個目的是提供一種能夠提高特定介電常數(specific dielectricconstant)且降低介電損耗，且當電介質層很薄時，也具有極好的電容-溫度特性的多層陶瓷片狀電容器，及其制備方法。
為了實現上述目的，提供一種制備多層陶瓷片狀電容器的方法，該電容器包括將電介質層和內電極層交替疊加而構成的電容器主體，該方法包括使用鈦酸鋇用作形成電介質層的粉末組分，其中在X-射線衍射圖中，組分粉末具有的(200)面的衍射線的峰強度(I(200))與(002)面的衍射線的峰點的角與(200)面的衍射線的峰點的角之間的中間點的強度(Ib)之比(I(200)/Ib)為4-16。優選，比值(I(200)/Ib)為5-15。
優選，鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成氧化硅(第一亞成分)的第一亞成分組分。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化硅轉換成SiO2來計算摩爾比時，第一亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選不小于2摩爾并且不大于12摩爾，更優選不小于2摩爾并且不大于6摩爾。
優選鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成R氧化物的第二亞成分組分(其中R是選自Sc、Y、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一種元素類型；第二亞成分)。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和R氧化物轉換成R2O3來計算摩爾比時，第二亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選從0到不大于5摩爾，更優選不小于0.1摩爾，并且不大于3摩爾。
優選鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成氧化鎂、氧化鋅和氧化鉻中的至少一種的第三亞成分組分(第三亞成分)。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化鎂轉換成MgO、氧化鋅轉換成ZnO、氧化鉻轉換成1/2(Cr2O3)來計算摩爾比時，第三亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選從0到不大于3摩爾，更優選從0到不大于2.5摩爾。
優選鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成氧化錳(第四亞成分)的第四亞成分組分。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化錳轉換成MnO來計算摩爾比時，第四亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選從0到不大于1摩爾，更優選從0到不大于0.5摩爾。
優選鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成氧化鋇、氧化鈣和氧化鍶中的至少一種(第五亞成分)的第五亞成分組分。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化鋇轉換成BaO、氧化鈣轉換成CaO、氧化鍶轉換成SrO來計算摩爾比時，第五亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選從0到不大于12摩爾，更優選不小于2摩爾并且不大于6摩爾。
優選鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成氧化釩(第六亞成分)的第六亞成分組分。
當焙燒后通過將包含在電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化釩轉換成V2O5來計算摩爾比時，第六亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比優選從0到不大于0.5摩爾，更優選從0到不大于0.2摩爾。
鈦酸鋇的粉末組分的比表面積優選為1.0-8.0m2/g，更優選1.0-4.0m2/g。
如果衍射線的峰強度的比值(I(200)/Ib)小于上述范圍，那么得到的電容器的介電損耗就會變得更大。制備衍射線的峰強度的比值(I(200)/Ib)超過上述范圍的樣品是困難的。
如果比表面積小于上述范圍，組分粉末的粒徑變大和當層被制造得很薄時，IR加速壽命(IR accelerated lifetime)有變差的趨勢。而且，制備比表面積大于上述范圍的樣品是困難的。
如果第一亞成分的含量小于上述范圍，那么燒結性就會變差。如果該含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢。如果第二亞成分的含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢，而且燒結性變差。如果第三亞成分的含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢，而且電容-溫度特性變差。如果第四亞成分的含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢，而且電容-溫度特性變差。如果第五亞成分的含量超過上述范圍，那么燒結性變差。如果第六亞成分的含量超過上述范圍，那么介電常數明顯下降。
通過控制含有電介質層的鈦酸鋇組分粉末的X-射線衍射的特性在本發明的范圍內，有可能提供一種大電容的多層陶瓷片狀電容器，其具有高介電常數，介電損耗小，并且具有極好的電容-溫度特性。
附圖的簡短說明參考附圖，通過如下給出的優選實施方案的描述，本發明的這些和其他目的和特征將會變得更清楚。


圖1所示為本發明的一種實施方案的多層陶瓷片狀電容器的截面圖。
圖2所示為本發明的一個實施例的粉末組分的X-射線衍射圖。
圖3所示為本發明的一個實施例的電容器樣品的電容-溫度特性的曲線圖。
接下來，根據如附圖所示的實施方案來解釋本發明。
多層陶瓷片狀電容器如圖1所示，本發明的多層陶瓷片狀電容器1包括由電介質層2和內電極層3交替疊加構成的電容器片狀主體10。與內電極3導電的外電極4配置在電容器片狀主體10的外表面上。將內電極層3疊加，從而使它們的尾部在電容器片狀主體10的兩個對立表面上交替暴露，并且外電極4形成在電容器片狀主體10的兩個對立的外表面上，因此便形成了預定的電容器電路。
本發明的多層陶瓷片狀電容器是使用糊劑通過通常的印刷法或層疊法制備片狀生坯，將其焙燒，然后印刷或轉移外電極和焙燒而制備。
<電介質層2>
電介質層2主要由鈦酸鋇組成。鈦酸鋇的晶體是接近常溫的正方晶系。在這種情況下，在圖2所示的X-射線衍射圖形中，觀察到在(002)面的衍射線接近2θ=44.9°，并且觀察到在(200)面處的衍射線接近2θ=45.4°。當(002)面的衍射線的峰點的角和強度是2θ(002)和I(002),(200)面衍射線的峰點的角和強度是2θ(200)和I(200)時，在本發明中，使用的鈦酸鋇的粉末組分是I(200)/Ib為4-16，更優選5-15的粉末組分。注意，I(200)/Ib定義如下。即，(002)面的衍射線的峰點的角和(200)面的衍射線的峰點的角之間的角是2θb，即2θb=(2θ(002)+2θ(200)/2,(200)面的衍射線的峰強度I(200)相對于在中間角2θb處的強度Ib的比例是I(200)/Ib。如果I(200)/Ib小，那么介電損耗就會變得更大。而且，I(200)/Ib無上限，但超出本發明范圍的粉末組分的制備是困難的。
而且，鈦酸鋇的粉末組分的比表面積優選為1.0-8.0m2/g，更優選1.0-4.0m2/g。如果比表面積太小，當減少厚度時，那么IR加速壽命就會變得更差。而且，如果比表面積太大的話，那么介電常數下降，而且電容一溫度特性變差。注意，粉末組分的比表面積對應于粉末的平均粒徑。如果將比表面積轉換成粒徑，在本發明中，那么粉末組分的粒徑優選為0.2-1.2μm，更優選0.3-1.0μm。
而且，除了作為主要成分的鈦酸鋇之外，電介質層2可以包含，
氧化硅作為第一亞成分，R氧化物(其中R是Sc、Y、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一種)作為第二亞成分，氧化鎂、氧化鋅和氧化鉻中的至少一種作為第三亞成分，氧化錳作為第四亞成分，氧化鋇、氧化鈣和氧化鍶中的至少一種作為第五亞成分，和氧化釩作為第六亞成分。
在這種情況下，當通過將鈦酸鋇轉換成BaTiO3，氧化硅轉換成SiO2，R氧化物轉換成R2O3，氧化鎂轉換成MgO、氧化鋅轉換成ZnO以及氧化鉻轉換成1/2(Cr2O3)，氧化錳轉換成MnO，氧化鋇轉換成BaO、氧化鈣轉換成CaO以及氧化鍶轉換成SrO，和氧化釩轉換成V2O5來計算摩爾比時，相對于100摩爾的BaTiO3的比例，是第一亞成分不小于2摩爾至不大于12摩爾，優選不小于2至不大于6摩爾，第二亞成分不小于0摩爾至不大于5摩爾，優選不小于0.1摩爾至不大于3摩爾，第三亞成分不小于0摩爾至不大于3摩爾，優選不小于0摩爾至不大于2.5摩爾，第四亞成分不小于0摩爾至不大于1.0摩爾，優選不小于0摩爾至不大于0.5摩爾，第五亞成分不小于0摩爾至不大于12摩爾，優選不小于2摩爾至不大于6摩爾，和第六亞成分不小于0摩爾至不大于0.5摩爾，優選從0摩爾至不大于0.2摩爾。
如果氧化硅的含量小于上述范圍，那么燒結性變差。而且，如果該含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢。如果R氧化物(稀土氧化物)的含量超過上述范圍，那么介電常數有下降的趨勢，而且燒結性變差。如果氧化錳和氧化鎂的含量太大的話，那么介電常數有下降的趨勢，而且電容-溫度特性變差。如果氧化鋇+氧化鈣的含量超過上述范圍，那么燒結性有變差的趨勢。氧化物的氧化態沒有特別地限定。通過從包括氧化物的金屬元素的比例轉換成上述氧化物，便發現了上述組分的比例。
值得注意的是，鈦酸鋇的粉末組分也可以含有其他的亞成分組分。作為這些其他的亞成分組分，可以列舉選自焙燒后形成這些氧化物的Zr、Nb、Ta、La、Mo、W、Co、Ni、C、Pb、Bi、Al和Li中至少一種元素的氧化物或化合物。
<內電極層3>
包含于內電極層3中的導電材料沒有特別地限定，但可以使用堿金屬，因為構成電介質層2的材料是抗還原的。作為用作導電材料的堿金屬，Ni或Ni合金是優選的。作為Ni合金，選自Mn、Cr、Co和Al中的至少一種元素與Ni的合金是優選的。合金中Ni的含量優選為至少95wt％。
值得注意的是，Ni或Ni合金也可以包含最高至約0.1wt％的P和其他的痕量成分。
根據其用途等，可以適當確定內電極層的厚度，但一般為0.5-5μm，特別是0.5-2.5μm。
<外電極4>
包含于外電極4的導電材料沒有特別地限定，但在本發明中，可以使用便宜的Ni和Cu或其合金。
根據其用途等，可以適當地確定外電極層的厚度，但一般為10-50μm。
制造多層陶瓷片狀電容器的方法本發明的多層陶瓷片狀電容器是使用糊劑通過常規的印刷法或層疊法制備片狀生坯，將其焙燒，然后印刷，或轉移外電極并焙燒而制備。
<電介質層糊劑>
通過將電介質組分和有機載體捏合而制備電介質層糊劑。與用于電介質層組成一致的粉末用于電介質組分。制備電介質組分的方法沒有特別地限定。優選，可以使用在通過水熱合成法等合成的鈦酸鋇中混入亞成分組分的方法。而且，有可能使用焙燒BaCO3、TiO2和亞成分組分的混合物而發生固相反應的干式合成法，或者有可能使用水熱合成法。而且，也可能焙燒由共沉淀法、溶膠-凝膠法、堿性水解法、沉淀混合法等得到的沉淀物和亞成分組分的混合物。值得注意的是，對于亞成分組分，可以使用由于焙燒形成氧化物的氧化物或各種化合物中的至少一種，例如碳酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、有機金屬化合物等。
有機載體是由溶解于有機溶劑中的粘結劑組成。用于有機載體的粘結劑沒有特別地限定，但可以適當選自乙基纖維素或其他常規的粘結劑。而且使用的有機溶劑也沒有特別地限定，根據印刷法、層疊法或使用的其他方法，可以適當地選自松油醇、二甘醇一丁醚、丙酮、甲苯和其他的有機溶劑。
<內電極層糊劑>
內電極層糊劑是通過捏合由以上各種導電金屬和合金或焙燒后形成以上導電材料的各種類型的氧化物組成的導電材料、有機金屬化合物、樹脂酸鹽等以及以上的有機載體而制備的。
<外電極層糊劑>
以與內電極糊劑相同的方法制備外電極糊劑。
<有機載體的含量>
在以上糊劑中的有機載體的含量沒有特別地限定，但可以在通常的范圍內，例如含有的粘結劑的數量約為1-5wt％，溶劑約為1-50wt％。而且，根據需要，該糊劑可以包括選自分散劑、增塑劑、電介質、隔離劑等各種添加劑。其總量優選不超過10wt％。
<片狀生坯的制造>
當使用印刷法時，電介質層糊劑和內電極層糊劑連續印刷在聚對苯二甲酸乙二醇酯或其他的基底上。然后將產品切成預定的形狀，然后從基底上將糊劑剝離而形成片狀生坯。
當使用層疊法時，使用電介質層糊劑來形成片狀生坯，內電極層糊劑印刷在片狀生坯的上部，然后將其疊加，然后將其切成預定的形狀而形成片狀生坯。
<除去粘結劑的方法>
焙燒前將片狀生坯加工以除去粘結劑。除去粘結劑的方法可以在通常的條件下進行。如果Ni或Ni合金或其他的堿金屬用于內電極層的導電材料，那么該方法優選在如下條件下進行溫度升高的速率5-300℃/小時，特別是10-100℃/小時保持溫度180-400℃，特別是200-300℃溫度保持時間0.5-24小時，特別是5-20小時氣氛空氣<焙燒>
當焙燒片狀生坯時，可以根據內電極層糊劑中的導電材料的類型適當選擇氣氛，但當使用Ni或Ni合金或其他的堿金屬作為導電材料時，焙燒氣氛中氧的分壓力優選為10-8-10-16大氣壓。如果氧的分壓力小于該范圍，那么內電極層的導電材料就會變得異常燒結，結果在中間斷裂。如果氧的分壓力大于該范圍，那么內電極層就會有氧化的趨勢。
在焙燒時保持溫度為1100-1400℃，更優選1200-1320℃。如果保持溫度小于該范圍，那么致密化就會不充分，而如果大于該范圍，那么由于內電極層的異常燒結而導致電極在中間斷裂，或者由于包含內電極層的材料的分散而導致的電容-溫度特性變差。
其他的條件優選如下溫度升高速率50-500℃/小時，特別是200-300℃/小時溫度保持時間0.5-8小時，特別是1-3小時冷卻速率50-500℃/小時，特別是200-300℃/小時焙燒氣氛優選在還原性氣氛中。作為氣氛中的氣體，例如，優選使用N2和H2的濕混合氣體。
<退火>
當在還原性氣氛中焙燒時，電容器片狀主體優選被退火。退火是用于再氧化電介質層。這使得IR加速壽命能夠明顯提高，因此提高了其可靠性。
在退火氣氛中，氧的分壓力優選至少10-9大氣壓，更優選10-6-10-9大氣壓。如果氧的分壓力小于上述范圍，那么電介質層的再氧化是困難的，而如果超過上述范圍，那么內電極層有被氧化的危險。
退火時保持的溫度不超過1100℃，更優選500-1100℃。如果保持溫度小于上述范圍，那么電介質層的氧化就不充分，所以絕緣電阻有可能變差。如果超過上述范圍，那么不但內電極層氧化和電容下降，而且結果是內電極層與介電材料反應，從而導致電容-溫度特性的變差和絕緣電阻的降低。值得注意的是，退火可以只包括溫度升高過程和溫度降低過程。即，溫度保持時間可以為0。在這種情況下，保持溫度與最高溫度的意義是相同的。
其他的條件優選如下溫度保持時間0-20小時，特別是2-10小時冷卻速率50-500℃/小時，特別是100-300℃/小時值得注意的是，作為氣氛中的氣體，優選使用濕的N2氣等。在除去粘結劑、焙燒和退火的過程中，為了使N2氣或混合氣體潤濕，有可能使用例如潤濕劑。在這種情況下的水溫優選為5-75℃。
除去粘結劑、焙燒和退火的過程可以連續或單獨進行。當其連續進行時，優選在除去粘結劑的流程之后，在沒有冷卻的情況下將氣氛改變，然后升高溫度到用于焙燒的保持溫度，進行焙燒，然后冷卻該片，當達到退火的保持溫度時，改變氣氛，然后進行退火。相反地，當單獨進行這些流程時，在焙燒時，優選在N2氣或濕N2氣的氣氛中除去粘結劑的過程中，升高溫度到保持溫度，然后改變氣氛，繼續升高溫度。優選，冷卻該片到退火的保持溫度，然后將氣氛又改變成N2氣或濕N2氣體氣氛，并繼續冷卻。而且，在退火時，溫度可以在N2氣氣氛中升高到保持溫度，然后改變氣氛或整個的退火過程可以在濕N2氣氣氛中進行。
<外電極的形成>
例如，這樣得到的電容器片狀主體使用桶拋光或噴砂處理等進行端部拋光，然后用外電極糊劑印刷或轉移，并焙燒而形成外電極4。外電極糊劑的焙燒條件例如優選在濕N2和H2的混合氣體中，600-800℃10分鐘進行1小時左右。而且，根據需要，可以使用電鍍等形成帶有覆蓋層的外電極4的表面。
這樣制得本發明的疊層陶瓷片狀電容器，通過焊接將其安裝到印刷的電路板上，應用于各種類型的電子設備。
值得注意的是，在任何情況下，本發明不局限于以上實施方案，但可以在本發明的范圍內用各種方法進行改進。
接下來，根據更具體的實施例來描述本發明，但本發明不局限于這些例子。
實施例1通過如下步驟來制造多層陶瓷片狀電容器的樣品<電介質層糊劑>
首先，制備BaTiO3組分粉末。通過固相法制備組分粉末。即，在1100℃將BaCO3+TiO2焙燒2小時，然后進行4小時的濕法粉碎而得到BaTiO3組分粉末。BaTiO3組分粉末的比表面積和在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值如表1所示。
值得注意的是，用BET法來測量BaTiO3組分粉末的比表面積。而且，通過粉末的X-射線(Cu-Kα射線)衍射系統，在如下條件下測量該組分粉末的X-射線的衍射圖形X-射線產生條件功率45kv-40mA掃描寬度0.2°/minX-射線檢測條件發散狹縫1.0°散射狹縫1.0°光線接收狹縫0.30mm相對于100摩爾的上述BaTiO3組分粉末，以如下組成添加MnCO3、MgCO3、BaCO3、CaCO3、SiO2、Y2O3和V2O5作為第一至第六亞成分組分。將其用球磨機濕法混合16小時而得到電介質組分。
MnCO3:0.37摩爾，MgCO3:0摩爾，BaCO3:1.8摩爾，CaCO3:1.2摩爾，SiO2:3摩爾，Y2O3:2摩爾，和V2O5:0.01摩爾。
接下來，用球磨機將電介質組分和適量的有機載體再進行混合而制得糊劑。
使用以上的電介質層糊劑制備多層陶瓷片狀電容器。首先，通過在PET膜上涂覆電介質層糊劑而形成片狀生坯，焙燒后得到的電介質層的厚度為2μm。在其上印刷通過捏合Ni和有機載體得到的Ni內電極糊劑作為內電極層，然后將片材從PET膜上剝離。將這樣制備的多個片材疊加并壓粘而得到層合件生坯。將四個這樣的片材進行疊加。
接下來，將層合件生坯切割成預定的尺寸而制得片狀生坯。然后在上述條件下，連續將其加工以除去粘結劑、焙燒和退火而制造電容器片狀主體。
<除去粘結劑的過程>
溫度升高的速率27℃/小時保持溫度240℃
溫度保持時間8小時氣氛空氣<焙燒>
溫度升高的速率200℃/小時保持溫度在1100-1400℃的范圍適當選擇溫度保持時間2小時氣氛濕N2和H2的混合氣體<退火>
保持溫度1050℃溫度保持時間2小時氣氛濕N2氣氧的分壓力10-6大氣壓值得注意的是使用潤濕劑用于使氣氛中的氣體潤濕。水溫為30℃。
<電容器樣品>
通過用噴砂處理將得到的電容器片狀主體的端面拋光，然后用In-Ga電極涂敷端面作為外電極而形成外電極，由此得到如圖1所示的多層陶瓷片狀電容器。
這樣制得的多層陶瓷片狀電容器的尺寸為3.2mm×1.6mm×0.5mm。
<測量>
如下測量每一個樣品。結果示于表2。
介電常數εr在頻率為1Hz，電壓為1Vrms的條件下，用LCR計在25℃測量電容器樣品的電容，并計算介電常數εr。
介電損耗tanδ在頻率為1Hz，電壓為1Vrms的條件下，用LCR計在25℃測量電容器樣品的介電損耗。
CR乘積(product)在25C，測量在施加10V為1分鐘的時間點的絕緣電阻IR，并且計算CR乘積，即在以上條件下，其與測得電容的測量值的乘積。
電容-溫度特性
用LCR計在頻率為1KHz，電壓為1Vrms，和測量電壓為1V時，測量-25-+85°的電容，并在參考溫度為20℃的基礎上計算電容的溫度變化速率ΔC/C。
表1
表2
對比例1以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，除了如表1所示，使用比表面積為1.7且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為2.1的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。
實施例2以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為2.3且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為14.1的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。
實施例3以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為2.5且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為8.9的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。值得注意的是，本實施例的BaTiO3組分粉末的X-射線衍射圖形示于圖2，電容器的溫度系數電容(temperature coefficient capacitance)示于圖3。
對比例2以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為2.6且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為3.4的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。該對比例的BaTiO3組分粉末的X-射線衍射圖形示于圖2。
實施例4以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為3.6且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為9.4的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。
對比例3以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為3.5且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為2.3的BaTiO3組分粉末(水熱合成法制得的市售產品)。結果示于表2。
實施例5以與實施例1相同的步驟制備電容器樣品并進行各種測試，所不同的是如表1所示，使用比表面積為3.5且在X-射線衍射圖形中的I(200)/Ib的值為5.5的BaTiO3組分粉末(由與實施例1相同的固相法制得的組分粉末，但濕法粉碎時間為16小時)。結果示于表2。
評價通過將表1中的實施例1和對比例1(或者實施例3與對比例2或實施例4和實施例5與對比例3)相比較，當組分的比表面積基本上相同且I(200)/Ib為4-16時，如表2所示，那么提高了介電常數，而且介電損耗更小。而且，在本發明的例子中，提高了CR乘積，而且電容的溫度系數滿足JIS的B特性。
如上所述，根據本發明，有可能制造能夠提高特定介電常數(例如，到3000或更高)和降低介電損耗且當電介質層很薄時(例如，不超過3μm)也具有極好的電容-溫度特性的多層陶瓷片狀電容器。
權利要求
1．一種制備多層陶瓷片狀電容器的方法，該電容器具有由電介質層和內電極層交替疊加而構成的電容器主體，該方法包括使用鈦酸鋇作為粉末組分用于形成電介質層，在X-射線衍射圖形中，該粉末組分的(200)面的衍射線的峰強度I(200)相對于(002)面的衍射線的峰點的角與(200)面的衍射線的峰點的角之間的中間點的強度Ib的比值I(200)/Ib為4-16。
2．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第一亞成分即氧化硅的第一亞成分組分。
3．一種如權利要求2所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，氧化硅轉換成SiO2來計算摩爾比時，第一亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比不小于2摩爾，且不大于12摩爾。
4．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成其中R是選自Sc、Y、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一種元素類型的第二亞成分即R氧化物的第二亞成分組分。
5．一種如權利要求4所述的制備多層片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，和R氧化物轉換成R2O3來計算摩爾比時，第二亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于5摩爾。
6．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第三亞成分即氧化鎂、氧化鋅和氧化鉻中的至少一種的第三亞成分組分。
7．一種如權利要求6所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，氧化鎂轉換成MgO、氧化鋅轉換成ZnO和氧化鉻轉換成1/2(Cr2O3)來計算摩爾比時，第三亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于3摩爾。
8．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇粉末組分在其中混入焙燒后形成第四亞成分即氧化錳的第四亞成分組分。
9．一種如權利要求8所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，和氧化錳轉換成MnO來計算摩爾比時，第四亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于1摩爾。
10．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第五亞成分即氧化鋇、氧化鈣和氧化鍶中的至少一種的第五亞成分組分。
11．一種如權利要求10所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，氧化鋇轉換成BaO、氧化鈣轉換成CaO和氧化鍶轉換成SrO來計算摩爾比時，第五亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于12摩爾。
12．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第六亞成分即氧化釩的第六亞成分組分。
13．一種如權利要求12所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3，和氧化釩轉換成V2O5來計算摩爾比時，第六亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于0.5摩爾。
14．一種入權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分的比表面積為1.0-8.0m2/g。
15．一種如權利要求1所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第一亞成分即氧化硅的第一亞成分組分；焙燒后形成其中R是選自Sc、Y、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一種元素的第二亞成分即R氧化物的第二亞成分組分，焙燒后形成第三亞成分即氧化鎂、氧化鋅和氧化鉻中的至少一種的第三亞成分組分，焙燒后形成第四亞成分即氧化錳的第四亞成分組分，焙燒后，氧化鋇、氧化鈣和氧化鍶中的至少一種即第五亞成分。
16．一種如權利要求15所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中當通過將氧化硅轉換成SiO2，R氧化物轉換成R2O3氧化鎂轉換成MgO、氧化鋅轉換成ZnO、以及氧化鉻轉換成1/2(Cr2O3)，氧化錳轉換成MnO，氧化鋇轉換成BaO、氧化鈣轉換成CaO、以及氧化鍶轉換成SrO來計算摩爾比時，相對于100摩爾的BaTiO3的摩爾比為第一亞成分不小于2摩爾且不大于12摩爾，第二亞成分從0至不大于5摩爾第三亞成分從0至不大于3摩爾第四亞成分從0至不大于1.0摩爾第五亞成分從0至不大于12摩爾。
17．一種如權利要求16所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分在其中混入焙燒后形成第六亞成分即氧化釩的第六亞成分組分，和當焙燒后通過將包含于電介質層中的鈦酸鋇轉換成BaTiO3和氧化釩轉換成V2O5來計算摩爾比時，第六亞成分與100摩爾的主要成分BaTiO3的摩爾比為從0至不大于0.5摩爾。
18．一種如權利要求15所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分的比表面積為1.0-8.0m2/g。
19．一種如權利要求16所述的制備多層陶瓷片狀電容器的方法，其中鈦酸鋇的粉末組分的比表面積是1.0-8.0m2/g。
20．一種多層陶瓷片狀電容器，該電容器具有由電介質層和內電極層交替疊加而構成的電容器主體，它的制備是使用鈦酸鋇作為粉末組分用于形成電介質層，在X-射線衍射圖形中，該粉末組分的(200)面的衍射線的峰強度I(200)相對于(002)面的衍射線的峰點的角與(200)面的衍射線的峰點的角之間的中間點的強度Ib的比值I(200)/Ib為4-16。
全文摘要
一種制備多層陶瓷片狀電容器的方法,該電容器具有由電介質層和內電極層交替疊加而構成的電容器主體,該方法包括:使用鈦酸鋇作為粉末組分用于形成電介質層,在X－射線衍射圖形中,該粉末組分的(200)面的衍射線的峰強度(I
文檔編號H01B3/12GK1320937SQ0111789
公開日2001年11月7日 申請日期2001年3月31日 優先權日2000年3月31日
發明者增宮薰里, 增田健, 野村武史, 中野幸惠, 佐藤陽 申請人:Tdk株式會社