一种钛酸钡陶瓷介质材料及所得的电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钛酸钡陶瓷介质材料，尤其涉及一种钛酸钡陶瓷介质材料及所得的片 式多层陶瓷电容器。
【背景技术】
[0002] 在材料应用领域，电子陶瓷材料已被广泛应用于多层片式陶瓷电容器（MLCC)、电 阻器、电感器、微波器、集成电路基板、光电子器件、LC、RC、L-C-R复合元件、传感器等各种电 子元器件中。圆片陶瓷高压电容器体积大，不适合表面贴装（SMT)，不能满足模块轻小型化 和生产装配高效率自动化的要求。以银钯合金为内电极制作的高压多层片式陶瓷电容器， 成本高，目前只在军用领域上小范围应用。常规的贱金属镍电极多层片式陶瓷电容器的目 前主流是100V以下的低压产品，不适合高压电路的运用。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是提供了一种抗还原钛酸钡陶瓷介质材料及所得的高压 片式多层陶瓷介质电容器。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种钛酸钡陶瓷介质材料，由 下列方法步骤制备而来：A、煅烧：将初始粒度D50 = 0. 1~0. 3um的BaTiO3粉体在1100~ 1200°C下煅烧2-3小时，煅烧后的BaTi(V^v体粒度控制在D50 = 0. 8~I. 5um ;B、掺杂：在 步骤A中的粉体中掺入氧化物，所加入氧化物的重量占步骤A粉体总重量的（4~8) % ;所 述氧化物是Y2O3-MnCO3-CaCO3-MgO的组合物；C、将步骤B的粉体通过湿法球磨混合分散，烘 干。
[0005] 进一步：在上述制备方法中，优选的，所述的氧化物的组合物中，Y203/MnC0 3重量比 为 5/1。
[0006] 本发明还提供了由上述钛酸钡陶瓷介质材料制得的片式多层陶瓷电容器。它由瓷 衆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、还块干燥、层压、切割、排胶、烧结、倒角、 封端、烧端工序制成，瓷浆制备是在本发明所述制备方法所得的钛酸钡陶瓷介质粉体中添 加无水乙醇、甲苯、分散剂、消泡剂、塑化剂、粘合剂，混合球磨10-20小时。所述的排胶是指 生坯在空气中250~350°C下排胶15~35h。所述烧结是指温度在1200~1350°C下，H2/ N2混合气保护下保温2~3小时，得到致密的共烧体。所述内电极是镍内电极，所述镍内 电极包括交替叠印的电场屏蔽电极和悬浮内电极。悬浮电极能实现相同介质厚度下更高的 耐电压，电场屏蔽电极确保了元件承受高的外加电压时，内部静电场不外泄。其他如瓷浆制 备、制作介质膜片、坯块干燥、层压、切割成生胚、倒角、封端、烧端工序、电镀端电极等工序 均是本领域技术人员常用的技术。
[0007] 本发明需解决的技术问题是提供一种符合X7R瓷介特性、环保型、材料分散性高、 成型工艺好、超低温烧结钛酸钡陶瓷介质材料，且用该材料制作MLCC产品时，烧结温度低、 该钛酸钡陶瓷介质材料粒度分布均匀、晶粒生长均匀、致密、产品无缺陷或缺陷少。
[0008] 与现有技术相比，本发明钛酸钡陶瓷介质材料均一、粒度分布均匀、介质材料不含 铅（Pb)、镉（Cd)、汞（Hg)、铬（Cr+6)等不利于环保的有害元素、材料分散性高、成型工艺好。 用钛酸钡陶瓷介质材料制作MLCC产品时，实现额定电压高达10000V的陶瓷电容器多层片 式化，可替代相应的圆片高压电容器；用镍电极为内电极，实现高压产品低成本贱金属化， 可广泛应用于有低成本要求的民用电子产品。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明MLCC产品长轴纵部面示意图，
[0010] 其中1电场屏蔽电极、2悬浮内电极、3端电极、4介质层。
【具体实施方式】
[0011] 本发明的主旨是采用钛酸钡基为材料体系，加入改性添加剂，得到一种符合X7R 瓷介特性、环保型、材料分散性高、成型工艺好的抗还原性钛酸钡陶瓷介质材料，且在制作 MLCC产品时，实现额定电压高达10000V的陶瓷电容器多层片式化，可替代相应的圆片高压 电容器；用镍电极为内电极，实现高压产品低成本贱金属化，可广泛应用于有低成本要求的 民用电子产品。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并 非对本发明的限定，材料配方选择可因地制宜而对结果无实质性的影响。
[0012] 实施例
[0013] -种钛酸钡陶瓷介质材料，由下列方法步骤制备而来：按照表1的方法步骤条件 进行锻烧，再按表2的方法步骤条件进行掺杂制得抗还原钛酸钡陶瓷介质材料；再用常规 的工艺方法将这些钛酸钡陶瓷介质材料制作MLCC产品时，烧成温度按表2所示。得到的 MLCC产品如图1所示，两端是端电极、内电极包括交替叠印的电场屏蔽电极1和悬浮内电 极2组成，在电极之间又设有介质层，该MLCC产品具有介质耐电压好，容量稳定、性能好的 特点，高压MLCC产品性能测试参数如表2所示。制作的电容器结构如图1所示。
[0014] 其中，所述的氧化物是Y2O3-MnCO3-CaCO 3-MgO的组合物，且Y203/MnC0^量比为 5/1〇
[0015] 表1 BaTi03热处理及粒度对应
[0017] 表2高压电容器主要制作条件及测试结果
[0020] 本发明钛酸钡陶瓷介质材料均一、粒度分布均匀、介质材料不含铅（Pb)、镉（Cd)、 汞（Hg)、铬（Cr+6)等不利于环保的有害元素、材料分散性高、成型工艺好。用钛酸钡陶瓷介 质材料制作MLCC产品时，实现额定电压高达10000V的陶瓷电容器多层片式化，可替代相应 的圆片高压电容器；用镍电极为内电极，实现高压产品低成本贱金属化，可广泛应用于有低 成本要求的民用电子产品。
【主权项】
1. 一种钛酸钡陶瓷介质材料，由下列方法步骤制备而来： A、 煅烧：将初始粒度D50 = 0? 1~0? 3um的BaTiO^体在1100~1200°C下煅烧2-3 小时，煅烧后的BaTi(V^v体粒度控制在D50 = 0. 8~I. 5um; B、 掺杂：在步骤A中的粉体中掺入氧化物，所加入氧化物的重量占步骤A粉体总重量的 (4~8) % ;所述氧化物是Y2O3-MnCO3-CaCO3-MgO的组合物； C、 将步骤B的粉体通过湿法球磨混合分散，烘干。2. 根据权利要求1所述的钛酸钡陶瓷介质材料，其特征在于：所述的氧化物组合物中， Y203/MnC03重量比为 5/1。3. -种由权利要求1或2所述钛酸钡陶瓷介质材料所得的片式多层陶瓷电容器，由瓷 衆制备、制作介质膜片、交替叠印内电极和介质层、还块干燥、层压、切割、排胶、烧结、倒角、 封端、烧端工序制成，其特征在于：所述瓷浆制备是在钛酸钡陶瓷介质粉体中添加无水乙 醇、甲苯、分散剂、消泡剂、塑化剂、粘合剂，混合球磨10-20小时。4. 根据权利要求3所述的片式多层陶瓷电容器，其特征在于：所述的排胶是指生坯在 空气中250~350°C下排胶15~35h。5. 根据权利要求4所述的片式多层陶瓷电容器，其特征在于：所述烧结是指在温度 1200~1350°C下，H2/N2混合气保护下保温2~3小时，得到致密的共烧体。6. 根据权利要求5所述的片式多层陶瓷电容器，其特征在于：所述内电极是镍内电极， 所述镍内电极包括交替叠印的电场屏蔽电极和悬浮内电极。
【专利摘要】本发明涉及陶瓷介质材料及所得元器件技术领域，它具体公开了一种钛酸钡陶瓷介质材料及所得的高压片式多层电容器，钛酸钡陶瓷介质材料,由下列方法步骤制备而来：A、煅烧：将初始粒度D50＝0.1～0.3um的BaTiO3粉体在1100～1200℃下煅烧2-3小时，煅烧后的BaTiO3粉体粒度控制在D50＝0.8～1.5um；B、掺杂：在步骤A中的粉体中掺入氧化物，所加入氧化物的重量占步骤A粉体总重量的(4～8)％；C、将步骤B的粉体通过湿法球磨混合分散，烘干。由钛酸钡陶瓷介质材料制得的多层电容，额定电压高达10000V，用镍电极为内电极，实现高压产品低成本贱金属化，可广泛应用于有低成本要求的民用电子产品。
【IPC分类】C04B35/468, C04B35/622, H01G4/30, H01G4/12
【公开号】CN105218089
【申请号】CN201510670782
【发明人】邝国威, 曹金南, 郑松文
【申请人】广州创天电子科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月13日