专利名称：：陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器的制作方法
技术领域：
：本发明关于一种陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器，且特别是有关于一种可符合X5R温度范围的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器。
背景技术：
：近年来，由于电子组件的发展趋势朝向小型化、芯片化、多功能化及高容量化，各种整合型技术开始受到重视，电容器亦不例外，除了组件薄小化与多层化的设计已是不可避免的趋势外，高电容值及微小晶粒结构的介电材料设计要求也日益严谨，因此陶瓷电容器的发展亦朝向在最小体积发挥最大功能的方向进行开发。商用陶瓷电容器的应用可略分为Y5V、X5R、X7R、X8R等规格，其中X5R基本上所要求的规格指在温度范围于_55°C85°C间，其相对容值变化量介于+15-15%。
发明内容本发明提供一种陶瓷粉体组合物，可符合X5R温度范围。本发明提供一种陶瓷材料，可符合X5R温度范围。本发明提供一种积层陶瓷电容器，可符合X5R温度范围。本发明提出一种陶瓷粉体组合物，所述陶瓷粉体组成物包括主成份及玻璃质成份，玻璃质成份的含量相对于该主成份为0.22.Omol%，其中主成份由(Ba1^)mTiO3+αMgO+βRe2O3+YMnO+δB2O5组成，其中α、β、y与δ为摩尔比例常数，0.1彡α彡3.0，0.05彡β彡3.0，0.001彡y^0.2,0<δ彡0.1，且0.99彡m彡1.030，0.005^x^0.015,而元素Re选自钇、铬、铽、镝、钬、铒、铥及镱所组成的群组，元素B选自钒、铌及钽所组成的群组，而玻璃质成份包括(BayCai_y)SiO3，其中0<y<1。本发明另提出一种陶瓷材料，由上述的陶瓷粉体组合物所烧结而成。本发明另提出一种积层陶瓷电容器，积层陶瓷电容器包含陶瓷介电质、复数个内部电极、复数个内部电极以及至少一外部电极。陶瓷介电质由如上述的陶瓷粉体组合物烧结而成，而这些内部电极平行延伸于该陶瓷介电质内，且外部电极则曝露于陶瓷介电质外，并电性连接该些内部电极。综上所述，本发明透过主成份与玻璃质成份之间的相互搭配，提供一种可符合X5R温度范围的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器。图1是积层陶瓷电容器容值变化率与温度的关系图；及图2是积层陶瓷电容器的结构剖面图。具体实施例方式以下将参照相关图示，说明依本发明较佳实施方式的陶瓷粉体组合物，为使便于理解，下述实施方式中的相同组件以相同的符号标示来说明。本发明的陶瓷粉体组合物，以特定比率的主成份与玻璃质成份彼此搭配进行烧结，其中玻璃质成份的含量相对于该主成份为0.22.Omol%，换句话说，当主成份的比例为1摩尔时，玻璃质成份的比例可介于0.002至0.02摩尔之间。透过上述比例将主成份与玻璃质成份进行烧结之后，可以提供一种符合X5R温度范围的陶瓷粉体组合物。主成份由(Ba1^xCax)mTiO3+αMgO+βRe2O3+YMnO+δB2O5组成，其中α、β、γ与δ为摩尔比例常数，0.1彡α^3.0,0.05^β^3.0,0.001^γ彡0.2，0<δ彡0.1，且0.99彡m彡1.030,0.005彡χ彡0.015，而元素Re选自钇(Y)、铬(Cr)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)及镱(Yb)所组成的群组，元素B选自钒(V)、铌(Nb)及钽(Ta)所组成的群组。玻璃质成份为(BayCai_y)SiO3(以下简称BCG)，其中0<y<1，较佳的数值y的范围为0.3彡y彡0.6，而玻璃质成份BCG为一种包括BaO、CaO及SiO2的材料。将上述比例的主成份与玻璃质成份彼此搭配进行烧结，烧结温度约介于1190°C1300°C，当烧结之后，就可以形成为陶瓷材料，应用于积层陶瓷电容组件。以下举出实验例1至实验例4来说明本发明，其中实验例1至实验例4的玻璃质成份以材料BCG为例，但是本发明并不仅限于以下之实验例。实验例1实验例1是观察改变主成份中=(BahCax)mTiO3WX值与m值的实施方式。请先参阅表1，表1分别固定主成份中Mg0、Y203、Mn0、V205、Cr203和玻璃质成份(BCG)的混合比例，其中Mg0、Y203、Mn0、V2O5、Cr2O3和BCG的固定添加摩尔百比例分别为2.3,0.13,0.007,0.024、1.74和1.87，而改变的X值与m值范围介于0.01彡χ彡0.06,0.9948^m^0.9988。请参阅表2，表2是将表1内所示的9组(AlA9)，在1235°C以下烧结后陶瓷材料的特性表现，从表2可知，AlA9组的陶瓷粉体主组合物，其特性表现均可符合X5R规格。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实验例2实验例2是观察改变玻璃质成份(BCG)含量与烧结温度的实验例。请参阅表3，表3固定主成份的含量为(Baatl9Caatll)a9968TiO3(BClT)+0.75mol%MgO+1.42mol%Y203+0.0667mol%MnO+O.074mol%V2O5+!-14mol%Cr2O3,并改变玻璃质成份(BCG)的含量，改变的玻璃质成份(BCG)的含量介于0.481.27mol%。请参阅表4，表4是将表2内所示的4组(BiB4)，在不同烧结温度1190、1205、1220、1235°C烧结后陶瓷材料的特性表现，从表4可知，烧结密度皆可大于5.6g/cm3且最大介电常数可至3550，其特性表现均可符合X5R规格。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实验例3实验例3是观察改变主成份中MgO和Y2O3添加量的实施方式。请先参阅表5，表5是固定主成份为(Ba。.98Ca。.02)ο.9968Ti03(BC2T)+αMgO+βY203+0.0667mol%ΜηΟ+Ο.074mol%V2O5+1·14mol%Cr2O3,其中0·1彡α彡3·0,0.05彡β彡3·0，而玻璃质成份(BCG)为0.79mol%。请参阅表6，表6是将表5内所示的7组(ClC7)，在1220°C以下烧结后陶瓷材料的特性表现，从表7可知，ClC7组的陶瓷粉体主组合物，其烧结密度皆可大于5.6g/cm3，且当αMgO禾口βY2O3添加量落在0.1彡α彡3.0，0.05彡β彡3.Omol%时，其特性表现均可符合X5R规格。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实验例4实验例4是观察改变主成份中MnO和V2O5添加量的实施方式。请先参阅表7，表7是固定主成份为(Ba0.98Ca0.02)0.9968Ti03+0.75mol%MgO+1.42mol%Y203+ymol%Mn0+Smol%V205+1.14mol%Cr2O3,其中0.001彡y^0.2,0<δ彡0.1，而玻璃质成份(BCG)为0.79mol%。请参阅表8，表8是将表7内所示的5组(DlD5)，在1220°C以下烧结后陶瓷材料的特性表现，从表8可知，DlD5组的陶瓷粉体主组合物，其烧结密度皆可大于5.6g/cm3，且当γΜηΟ+δV205添加量落在0.001彡y^0.2mol%,0.0^δ彡0.Imol%时，其特性表现均可符合X5R规格。表7Sample____γΜη0+δΥ205___No.BC2TMgOY2O3MnOV2O5Cr2O3BCGΑ/ΒDl1000.751.420.0050.0741.140.790.9968D21000.751.420.06670.0741.140.790.9968D31000.751.420.250.0741.140.790.9968D41000.751.420.06670.011.140.790.9968D51000.751.420.06670.151.140.790.9968表8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实验例5将上述实验例1的样品A2和实验2的样品B4，进行实验观察其容值变化率与温度的关系图。请参阅图1，图1是样品A2与样品B4的积层陶瓷电容器容值变化率与温度的关系图，由图1可知，A2及B4组的积层陶瓷电容器的容值变化量符合X5R温度范围，亦即在温度范围于_55°C85°C之间，其相对容值变化量介于+15%-15%。本发明的陶瓷粉体组合物主要可应用于积层陶瓷电容组件。请参考图2，图2是积层陶瓷电容器的结构剖面图。图4所绘示的积层陶瓷电容器1，包含电容陶瓷体110以及外部电极120，电容陶瓷体110包含复数层介电陶瓷层112以及沿着介电陶瓷层的表面形成的复数层内部电极111，外部电极120形成于电容陶瓷体110外，并与部分的内部电极111电性连接，其中内部电极111可以为镍电极。须特别说明的是积层陶瓷电容器1的介电陶瓷层112，介电陶瓷层112是由本发明的陶瓷粉体组合物所烧结而成，烧结温度为1190°C1300°C，烧结完成之后，由实验结果可知，透过本发明的陶瓷粉体组合物烧结而成上述之介电陶瓷层112，其构成的积层陶瓷电容器的容值变化量符合X5R温度范围，亦即在温度范围于_55°C85°C之间，其相对容值变化量介于+15%-15%，如此可提供一种可符合X5R温度范围的积层陶瓷电容器。综上所述，本发明透过主成份与玻璃质成份之间的相互搭配，提供一种可符合X5R温度范围的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器。虽然本发明以前述实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。权利要求一种陶瓷粉体组成物，其特征在于，包括主成份，由(Ba1-xCax)mTiO3+αMgO+βRe2O3+γMnO+δB2O5组成，其中α、β、γ与6为摩尔比例常数，0.1≤α≤3.0，0.05≤β≤3.0，0.001≤γ≤0.2，0＜6≤0.1，且0.99≤m≤1.030，0.005≤x≤0.015，而元素Re选自钇(Y)、铬(Cr)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)及镱(Yb)所组成的群组，元素B选自钒(V)、铌(Nb)及钽(Ta)所组成的群组；以及玻璃质成份，其含量相对于该主成份为0.2～2.0mol％，包括(BayCa1-y)SiO3，其中0＜y＜1。2.根据权利要求1所述的陶瓷粉体组成物，其特征在于所述数值y的范围为0.3彡y彡0.6。3.根据权利要求1所述的陶瓷粉体组成物，其特征在于所述元素B为钒(V)。4.根据权利要求1所述的陶瓷粉体组成物，其特征在于所述元素Re为钇(Y)或铬(Cr)05.一种陶瓷材料，其特征在于，包含由权利要求1至4中任意一项权利要求所述的陶瓷粉体组合物烧结而成。6.根据权利要求5所述的陶瓷材料，其特征在于所述陶瓷材料的烧结温度为1190°C1300°C。7.一种积层陶瓷电容器，其特征在于，包含陶瓷介电质，由介电陶瓷组合物烧结而成，该介电陶瓷组合物包含如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的陶瓷粉体组成物；复数个内部电极，平行延伸于该陶瓷介电质内；以及至少一外部电极，曝露于该陶瓷介电质外，并电性连接该些内部电极。8.根据权利要求7所述的积层陶瓷电容器，其特征在于该积层陶瓷电容器的容质变化量符合X5R温度范围，亦即在温度范围于_55°C85°C之间，其相对容质变化量介于+15%-15%。9.根据权利要求7所述的积层陶瓷电容器，其特征在于该内电极为镍电极。10.根据权利要求7所述的积层陶瓷电容器，其特征在于该陶瓷介电质的烧结温度为1190°C1300°C。全文摘要本发明揭示一种陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器。陶瓷粉体组成物包括主成份及玻璃质成份，玻璃质成份的含量相对于该主成份为0.2～2.0mol％，其中主成份由(Ba1-xCax)mTiO3+αMgO+Re2O3+γMnO+δB2O5组成，其中α、β、γ与δ为摩尔比例常数，而元素Re选自钇、铬、铽、镝、钬、铒、铥及镱所组成的群组，元素B选自钒、铌及钽所组成的群组，而玻璃质成份包括(BayCa1-y)SiO3。本发明提供一种符合X5R温度范围的陶瓷粉体组合物、陶瓷材料及其所制成的积层陶瓷电容器。文档编号H01G4/12GK101805180SQ20101013057公开日2010年8月18日申请日期2010年3月3日优先权日2010年3月3日发明者简廷安,萧朝光,裴修祥,詹岳霖申请人:苏州达方电子有限公司;达方电子股份有限公司