专利名称：陶瓷介电材料及其制备方法及卑金属积层陶瓷电容器的制作方法
技术领域：
本发明提供一种陶瓷介电材料，可应用于生产卑金属(Base-MetalElectrode，BME)积层陶瓷电容器中，该陶瓷介电材料含有金属微粒，在烧结陶瓷电容器时，这些金属微粒因具有较高的氧化活性，可当作氧的吸收器，以避免卑金属内电极被氧化，而且金属微粒在氧化后，可融入陶瓷介电材料中，因此该陶瓷介电材料具有极佳的抗还原能力，可与金属镍或金属铜的卑金属内电极在一般工业级氮气甚至在空气中一起进行共烧生产卑金属积层陶瓷电容器，不需要后续热处理。
背景技术：
陶瓷电容器普遍使用钛酸钡(BaTiO3)为主要材料，这是因钛酸钡的介电常数很高。近二十年，电子产品走向轻、薄、短小，因此陶瓷电容器也由单层转成积层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitors，MLCC)，以增加体积效率，原来的积层陶瓷电容的内电极的材料为银靶合金，但是因金属钯的价格很高，且价格波动极大，故促成以卑金属为内电极的积层陶瓷电容器(Base-Metal Electrode-Multilayer Ceramic Capacitors，BME-MLCC)的开发。
目前卑金属积陶瓷层电容器的卑金属内电极皆为金属镍，金属镍(Ni)在高温下，当氧分压高于10-9atm时，金属镍会氧化成氧化镍，而氧化镍不能导电，故卑金属积层电容需在还原气氛下或是低氧分压下(低于10-9atm)进行烧结，以确保内电极的金属镍不会氧化成氧化镍，遗憾的是在此还原气氛下或低氧分压环境下进行烧结会使钛酸钡半导化，半导化的钛酸钡会释放出自由电子，使得钛酸钡不再是绝缘体而成半导体，故不再能够做为电容器。
从1980年已经开始进行卑金属积陶瓷层电容器的研发工作，持续的研发终于开发出抵抗还原的介电材料配方，这些配方中主要是在钛酸钡原料中额外添加了修饰剂，例如Mg、Ca(取代部分Ba格隙位置)，Zr(锆)(取代部分Ti格隙位置)，Mn(同时取代部分Ba格隙位置及部份Ti格隙位置)，同时也添加稀有金属氧化物如La2O3、Sm2O3、Dy2O3、Ho2O3、Y2O3、Er2O3、Yb2O3，在钛酸钡烧结时依其氧分压高低差异，其中La+3(镧)、Sm+3(钐)、Dy+3(镝)、Ho+3(钬)、Y+3(钇)、Er+3(铒)、Yb+3(镱)等离子可以取代钛酸钡中的Ba离子或Ti离子，但这些添加修饰剂的介电材料，在烧结后却存在过量的氧空缺(oxygen vacancy)，而使得陶瓷电容器的可靠度很差，即影响陶瓷电容器的寿命，对此问题，目前的解决方案为先在1300℃、氧分压为10-9atm的环境中进行烧结积层陶瓷电容器，再经由1000℃，氧分压为10-6atm的环境中持温数小时，以减少氧空缺，而达到提升可靠度的目的。
综上说明，关于卑金属积陶瓷层电容器的工艺的演化中，首先，为了要克服卑金属内电极的高温氧化问题，陶瓷介电材料必须在还原气氛下或极低氧分压下(低于10-9atm)的环境中进行烧结，以避免内电极的卑金属被氧化而无法导电；然后，为了要克服在还原气氛下或极低氧分压下的环境中进行烧结陶瓷介电材料会产生半导化的问题，必须在陶瓷介电材料配方中额外添加烧结修饰剂，以避免降低陶瓷层电容器的陶瓷介电材料的绝缘性；最后，为了要克服陶瓷介电材料因额外添加烧结修饰剂所产生的氧空缺现象，卑金属积层陶瓷电容器的烧结工艺中必须增加一高氧分压的热处理过程，以提升卑金属积陶瓷层电容器的可靠度。
前述的陶瓷介电配方及烧结工艺似已解决诸多卑金属内电极所衍生的问题，然而，仍有如下两点缺点有待克服1.介电陶瓷陶瓷材料需要额外添加多种作为烧结修饰剂的稀有金属氧化物，明显增加原料成本。
2.烧结后的积层陶瓷电容器仍需后续的热处理，该程序需很长的热处理时间，显然会影响产能，增加生产成本，同时，该热处理程序必须依赖一精密气氛控制高温窑炉，此高温炉造价甚高(一条连续式气氛控制窑炉超过5000万台币)，结果使得工艺费用成本偏高，不易降低积层陶瓷电容器的产品成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新颖的陶瓷介电材料，其可与卑金属内电极在较高氧分压气氛下进行共烧结，免除了现有的卑金属积陶瓷层电容器工艺中关于积层(也可成为多层)陶瓷电容器烧结后的后续的热处理程序，使用本发明的陶瓷介电材料可以有效提升卑金属积层陶瓷电容器的产能，同时也可以免除对一昂贵的精密气氛控制高温窑炉的负担。
本发明的目的还在于提供一种陶瓷介电材料的制备方法，借助该方法可以避免原料中的镍盐成份在工艺反应中成氧化镍而无法导电的缺陷。
本发明的目的还在于提供一种卑金属积层陶瓷电容器，因其反应工艺中不须烧结后续热处理的过程，因此降低了生产成本。
本发明提供了一种陶瓷介电材料，其可应用于生产使用含有卑金属粉末的卑金属内电极的积层陶瓷电容器，其中该陶瓷介电材料成份主要包含介电陶瓷粉末和高氧活性金属微粒，所述的高氧活性金属微粒的氧活性不低于该卑金属内电极所含的卑金属粉末的氧活性。
上述的高氧活性金属微粒于积层陶瓷电容器的烧结程序中可当作氧的吸收器，其作用为(在高温共烧结时)，高氧活性金属微粒与内电极所含的卑金属材料与微量的氧分子竞争参与反应，氧化成金属氧化物，因此，高氧活性金属微粒的对氧的活性不应低于该内电极所含卑金属对氧的活性。
传统的积层陶瓷电容器是采用银-铂合金等贵金属合金作为内电极原料，虽然介电陶瓷粉内电极原料可在高温共烧结，而内电极的贵重金属合金不致被氧化，可以简化烧结工艺的高温窑炉设备，但是，银-铂合金等内电极贵重金属合金代价昂贵，本发明的积层陶瓷电容器的陶瓷介电材料被应用于卑金属积层陶瓷电容器，其内电极原料可以使用例如金属镍或金属铜，目前，卑金属积层陶瓷电容器的内电极原料以金属镍较普遍。关于卑金属内电极所使用的金属粉末的粒径，目前，卑金属积层陶瓷电容器的内电极金属原料皆已发展至次微米(micrometer)规格(小于1.0微米)，其中以0.2至0.6微米的金属镍粉末较普遍。
本发明陶瓷介电材料中含有高氧活性金属微粒可选自镍金属微粒、铜金属微粒及其混合物，其中金属镍微粒氧化所生氧化镍已被证明可以抑制钛酸钡的晶粒成长，有助于提升陶瓷电容器的电阻特性，本发明优选高氧活性金属微粒为金属镍微粒。由本发明所提供的实施例结果显示，其中该镍金属微粒的优选含量为陶瓷介电材料重量的0.001％至10wt％，更优选其含量为0.1％至5wt％。
上述的陶瓷介电材料的成份还可含有(或不含有)稀土金属氧化物成份。
本发明的陶瓷介电材料可与卑金属内电极在较高氧分压气氛下进行共烧结，陶瓷介电材料与内电极甚至可在一般工业级氮气或空气申一起进行共烧生产卑金属积层陶瓷电容器，同时也可以减轻高温窑炉的负担。
本发明还提供一种卑金属积层陶瓷电容器的陶瓷介电材料的制备方法，是将镍盐溶解于适当溶液中再混入介电陶瓷粉末中，以高温煅烧该介电陶瓷混合原料，使其中镍盐成份反应生成氧化镍，再于还原气氛下以高温加热处理，将该氧化镍成份反应生成金属镍微粒，其中该金属镍微粒均匀地混合于介电陶瓷粉末之中。
上述制备方法具体步骤包含a.镍盐溶解于适当溶液中形成含镍溶液；b.将该含镍溶液加入介电陶瓷粉末中，以球磨方法混合；c.将该介电陶瓷原料混合物干燥，并粉碎形成混合物粉末；d.该混合物粉末以高温煅烧，将该混合物中镍盐成份反应成氧化镍；及e.该煅烧后的混合物于还原气氛下进行高温加热处理，将该氧化镍成份反应成金属镍微粒；其中该金属镍微粒均匀的混合于介电陶瓷粉末之中。
利用镍溶液的混合，则镍盐可以均匀接触在介电陶瓷粉末的表面，其中镍盐可选自硝酸镍、碳酸镍、氢氧化镍、草酸镍及醋酸镍等水溶解性或酒精溶解性较高的镍盐，溶解性较高的镍盐则可调配成的浓度较高的溶液，须移除的液体则较少，其中硝酸镍对水的溶解度使其成为优选。
上述制备方法其中所述的介电陶瓷粉末选自钛酸钡粉末和钛酸锌粉末；其中高温加热处理将该氧化镍反应成金属镍微粒的还原气氛优选为90％N2/10％H2；所述镍金属微粒的含量为陶瓷介电材料总重量的0.001％至10wt％，优选为0.1％至5wt％；所述镍金属微粒的粒径小于0.6微米。
依本发明所提供的方法，其效果并不限于钛酸钡粉末或钛酸锌粉末作为介电陶瓷粉末原料，实验结果显示，其中以钛酸钡基介电陶瓷粉末作为原料确实符合本发明方法的预期效果，但是其它可适用于生产卑金属积层陶瓷电容器的介电陶瓷材料亦应有相同效果。
本发明还提供一种卑金属积层陶瓷电容器，其由陶瓷介电材料与卑金属内电极经高温共烧工艺所制成，其中陶瓷介电材料为上述陶瓷介电材料。
本发明的高温共烧工艺特征是陶瓷介电材料与卑金属内电极可在相对较高氧分压气氛下进行共烧结，实验结果显示，本发明的高温共烧工艺中陶瓷介电材料与卑金属内电极至少可以在氧分压为10-9atm以上的还原气氛下进行共烧，同时，在氧分压为10-4atm以上的还原气氛下进行共烧也可获得到满意的结果，氧分压为10-4atm的可行条件意味着本发明的高温共烧工艺可以使用一般工业级氮气进行卑金属积层陶瓷电容器的制造，换言之，生产的工艺成本及设备成本都可以大幅降低。另外，本发明的也提供以空气气氛下进行高温共烧工艺，同样可以得到有益效果。
本发明的实施例提供了钛酸钡基介电材料与镍金属内电极在氧分压为10-9atm及10-4atm以上的还原气氛下进行高温共烧工艺，并已获得到满意的结果。
所以，本发明的卑金属积层陶瓷电容器，其中所述卑金属内电极为镍内电极或铜内电极；所述陶瓷介电材料选自钛酸钡或钛酸锌，优选为钛酸钡基的陶瓷介电材料；其中所述高温共烧工艺为陶瓷介电材料与卑金属内电极在氧分压为10-9atm以上(优选为10-4atm以上)的还原气氛下进行共烧，也可以在使用一般工业级氮气气氛下进行共烧。
上述卑金属积层陶瓷电容器，由于其由本发明所提供的陶瓷介电材料与卑金属内电极经高温共烧的工艺所制成，该新颖陶瓷介电材料包含有适当高氧活性金属微粒，可于积层陶瓷电容器的烧结程序中保护该卑金属内电极，所以生产卑金属积层陶瓷电容器时不须进行烧结后续热处理，因此，本发明的卑金属积层陶瓷电容器的生产成本相对较低。
图1实施例1中钛酸钡的TEM图；图2实施例4中含有金属镍微粒的钛酸钡的TEM图；图3实施例4中含有金属镍微粒的钛酸钡的XRD图；图4含金属镍微粒的钛酸钡试样室温介电常数与金属镍含量的关系图，横坐标为Ni的重量百分含量，纵坐标为相对介电常数，烧结温度1330℃；图5含金属镍微粒的钛酸钡试样室温介电损失与金属镍含量的关系图，横坐标为Ni的重量百分含量，纵坐标为分散因子百分率(DissipationFactor/％)，烧结温度1330℃；图6含金属镍微粒的钛酸钡试样室温电阻与金属镍含量的关系图，横坐标为Ni重量百分含量，纵坐标为电阻率(ohm·cm)，烧结温度1330℃；图7含金属镍微粒的钛酸钡在烧结后的XRD图，其中烧结温度是在N2中1330℃；图8实施例8的试样结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图详细说明本发明，但不限定本发明的实施范围。
实施例1
1.将钛酸钡粉及99.5％酒精，放置在聚乙烯(PE)瓶内，利用氧化锆当媒介球磨4小后变成浆料，其中纯钛酸钡粉末(BaTiO3＞99％，NEB，飞禄公司(Ferro Co.USA))，其颗粒大小为1微米，穿透式电子显微镜(TEM)观察结果如图1所示；2.利用减压干燥方法把浆料的液体移除，将形成的粉体放置烘箱100℃、24小时进行干燥；3.取出干燥的粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，再以干压成型，压力20MPa，成型为直径1公分的圆试片；4.再把试样放置于高温炉中及空气的气氛下进行烧结，烧结条件为升温速率3℃/min，持温温度1330℃，持温2小时，降温速率3℃/min；5.将试片作两面平整研磨，涂上银电极(Ferro，Product No.TK33-008LV，飞禄公司(Ferro Co.，USA))，再做银电极烧结，银电极烧结条件为升温速率5℃/min，持温温度600℃，持温1小时，降温速率5℃/min；6.最后做电性量测，其电性量测结果为室温下的介电常数为3100，介电损失为1.1％，电阻系数为5×1014ohm·cm(欧姆·cm)。
由本实施例的电性量测结果可知，在空气中(氧分压为0.2atm)烧结的钛酸钡为绝缘态的电容材料。
实施例2将实施例1中成形的钛酸钡生胚体，在工业级的氮气下(氧分压经由氧分压侦测器测得为10-4--5atm)，在1330℃烧结两个小时，其电性量测结果为室温下的介电常数为23500，介电损失为9.4％，电阻系数只有9×105ohm·cm。
由本实施例的结果显示其电阻系数只有9×105ohm·cm，可知纯钛酸钡在一般工业级氮气的环境下烧结，钛酸钡不再是绝缘态的介电陶瓷。
实施例3将实施例1中成形的钛酸钡生胚体，在90％N2/10％H2的低氧分压下(氧分压为10-12--13atm)，在1330℃烧结两个小时，室温下的介电常数为84680，介电损失为11.9％，电阻系数为5×106ohm·cm。
由本实施例的结果显示，纯钛酸钡在氧分压为10-12--13atm下烧结，其烧结钛酸钡已不能作为电容器了。
实施例4为观察钛酸钡粉末混合不同比例的镍金属时，对其烧结钛酸钡的电性的影响，本实施例的不同比例的镍金属添加方法是将钛酸钡粉末，混合不同比例的硝酸镍，再依序热处理，详细如下1.钛酸钡粉末(与实施例1相同)与不同比例的硝酸镍，放置在PE瓶内的酒精液体中球磨混合，利用氧化锆当媒介球磨4小时变成浆料；2.利用减压干燥方法把浆料的液体移除，将形成的粉体放置烘箱100℃、24小时进行干燥；3.取出干燥的粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，放入氧化铝坩埚内在空气中煅烧，使粉体中的硝酸镍变成氧化镍，煅烧使用条件为升温速率1℃/min，持温温度500℃，持温1小时，降温速率1℃/min；4.取出粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，再放在氧化铝坩埚内热处理，使氧化镍还原成金属镍，热处理以90％N2/10％H2(氧分压为10-20-21atm)为气氛，升温速率3℃/min，持温温度800℃，持温2小时，降温速率3℃/min。
添加有不同比例硝酸镍的钛酸钡粉末热处理后以X-Ray绕射仪(XRD)分析，其结果证明硝酸镍经热处理后可以得到金属镍颗粒，其钛酸钡与金属镍微粒的混合粉末颗粒形貌如图2所示，TEM电子显微镜观察显示其中较大颗粒者为钛酸钡，附着于钛酸钡表面的较小颗粒为金属镍微粒，其XRD如图3所示，其中金属镍微粒大小为0.07微米。
实施例5将实施例4中的含有不同比例金属镍微粒的钛酸钡粉末，最终金属镍的含量为0.1至8.0wt％，以干压成型，压力20MPa，成型为直径1公分的圆试片，再把试样放置于一般工业级氮气环境中(氧分压经由氧分压侦测器测得为10-4--5atm)作烧结，使用条件升温速率3℃/min，持温温度1330℃，持温2小时，降温速率3℃/min，试片作两面平整研磨，涂上银电极，再做银电极烧结，使用条件升温速率5℃/min，持温温度600℃，持温1小时，降温速率5℃/min，最后做电性量测，所得到的电性如图4、图5及图6所示。
由图4、图5及图6的说明可知添加少于10wt％的金属镍颗粒后，在烧结后金属镍微粒已被氧化，其XRD如图7所示，这证明表面积较大的金属镍微粒可扮演氧离子收集(oxygen getter)的角色，因在Ni/NiO化学反应的条件下，平衡氧分压为10-9atm，只要有Ni/NiO化学反应持续进行，由颗粒较粗大的镍颗粒构成的内电极即受到保护，使金属镍内电极不会氧化，且因金属镍微粒在氧化后，镍离子可固溶进入钛酸钡晶格中的钛离子格隙位置，成为受体(acceptor)，可进而提升钛酸钡的绝缘性，换言之，含金属镍微粒的钛酸钡在烧结后，不需再进行氧化热处理仍为绝缘体。
实施例61.钛酸钡粉末与少量醋酸镍放置在PE瓶内的酒精液体中球磨混合，利用氧化锆当媒介球磨4小时变成浆料；2.利用减压干燥方法把浆料的液体移除，将形成的粉体放置烘箱100℃、24小时进行干燥；3.取出干燥的粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，放入氧化铝坩埚内在空气中煅烧，使粉体中的硝酸镍变成氧化镍，煅烧使用条件为升温速率1℃/min，持温温度500℃，持温1小时，降温速率1℃/min；4.取出粉体利用研钵加以研磨，再透过150目的筛网过筛，再放在氧化铝坩埚内热处理，使氧化镍还原成金属镍，热处理条件为以90％N2/10％H2(氧分压为10-20-21atm)为气氛，升温速率3℃/min，持温温度800℃，持温2小时，降温速率3℃/min，以X-Ray绕射分析证明，醋酸镍经热处理后可以得到金属镍微粒，最终金属镍的含量为1.4wt％；
5.将加入金属镍微粒的钛酸钡粉末，以干压成型，压力20MPa，成型为直径1公分的圆试片；6.再把试样放置于一般工业级氮气环境中(氧分压经由氧分压侦测器测得为10-4--5atm)作烧结，烧结条件为升温速率3℃/min，持温温度1330℃，持温2小时，降温速率3℃/min；7.试片作两面平整研磨，涂上银电极，再做银电极烧结，使用条件升温速率5℃/min，持温温度600℃，持温1小时，降温速率5℃/min，最后做电性量测，所得到的电性介电常数为561，电阻系数为6.0×1012ohm·cm。
本实施例的结果显示以醋酸镍为起始原料，也可制作适合的陶瓷电容器的介电材料。
实施例71.将钛酸钡粉末(与实施例1相同)与少量硝酸镍放置在PE瓶内的酒精液体中球磨混合，利用氧化锆当媒介球磨4小时变成浆料；2.利用减压干燥方法把浆料的液体移除，将形成的粉体放置烘箱，于100℃、24小时进行干燥；3.取出干燥的粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，放入氧化铝坩埚内在空气中煅烧，使粉体中的硝酸镍变成氧化镍，煅烧使用条件为升温速率1℃/min，持温温度500℃，持温1小时，降温速率1℃/min；4.取出粉体利用研钵加以研磨，透过150目的筛网过筛，再放在氧化铝坩埚内热处理，使氧化镍还原成金属镍，热处理条件为90％N2/10％H2(氧分压为10-20-21atm)，升温速率3℃/min，持温温度800℃，持温2小时，降温速率3℃/min，以X-Ray绕射分析证明可以得到金属镍颗粒，最终金属镍的含量为1.4wt％；5.将加入金属镍微粒的钛酸钡粉末，以干压成型，压力20MPa，成型为直径1公分的圆试片；6.把试样放置于不同氧分压环境中作烧结，烧结条件为升温速率3℃/min，持温温度1330℃，持温2小时，降温速率3℃/min，其中不同氧分压(氧分压经由氧分压侦测器测得)分别为0.2、10-4--5、10-7--8、10-10--12及10-12- -13atm；7.试片作两面平整研磨，涂上银电极，再做银电极烧结，使用条件升温速率5℃/min，持温温度600℃，持温1小时，降温速率5℃/min，最后做电性量测，所得到的电性如表1所示。
本实施例的结果显示，添加金属镍微粒的钛酸钡基介电材料可在氧分压为高于10-9atm以上烧结成陶瓷电容组件。
表1含有金属镍微粒的钛酸钡试样在不同氧分压下作烧结后的介电性质
实施例8将实施例4中含有金属镍微粒的钛酸钡粉末，以干压成型，压力20MPa，成型为直径1公分的圆试片生胚，再把此生胚一端涂上用于卑金属陶瓷电容的镍内电极膏(NLP-78645，Sumitomo Metal Mining Co.Ltd.，Japan)，再与另一相同组成的生胚粘结在一起，结构如图8所示，然后放置于一般工业级氮气环境中(氧分压经由氧分压侦测器测得为10-4--5atm)作烧结，使用条件为升温速率3℃/min，持温温度1330℃，持温2小时，降温速率3℃/min，然后量测镍内电极的电阻，电阻很低，显示当与本发明所开发的含金属微粒的介电陶瓷粉末可与镍内电极在10-4--5atm下一起共烧，而镍内电极仍可导电。
权利要求
1.一种陶瓷介电材料，其可应用于生产使用含有卑金属粉末的卑金属内电极的积层陶瓷电容器，其中该陶瓷介电材料成份包含介电陶瓷粉末和高氧活性金属微粒，所述的高氧活性金属微粒的氧活性不低于该卑金属内电极所含的卑金属粉末的氧活性。
2.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该介电陶瓷粉末选自钛酸钡粉末或钛酸锌粉末。
3.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该介电陶瓷粉末为钛酸钡粉末。
4.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该介电陶瓷粉末为钛酸锌粉末。
5.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该内电极所含卑金属粉末为金属镍粉末。
6.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该内电极所含卑金属粉末为金属铜粉末。
7.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒选自镍金属微粒、铜金属微粒及其混合物。
8.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒为金属镍微粒。
9.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒为金属铜微粒。
10.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒的含量为陶瓷介电材料重量的0.001％至10wt％。
11.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒的含量为陶瓷介电材料重量的0.1％至5wt％。
12.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒的粒径小于内电极所含有的卑金属粉末的粒径。
13.如权利要求1所述的陶瓷介电材料，其中该高氧活性金属微粒的粒径小于0.6微米。
14.一种钛酸钡基陶瓷介电材料，其应用于生产卑金属积层陶瓷电容器，其中该陶瓷介电材料成份包含钛酸钡陶瓷粉末和均匀分布于该钛酸钡陶瓷粉末中的金属镍微粒。
15.如权利要求14所述的陶瓷介电材料，其中该金属镍微粒的含量为陶瓷介电材料的0.001％至10wt％。
16.如权利要求14所述的陶瓷介电材料，其中该金属镍微粒的含量为陶瓷介电材料的0.1％至5wt％。
17.如权利要求14所述的陶瓷介电材料，其中该金属镍微粒的粒径小于0.6微米。
18.如权利要求1或14所述的陶瓷介电材料，其中该介电材料成份含有稀土金属氧化物成份。
19.如权利要求1或14所述的陶瓷介电材料，其中该介电材料成份不含有稀土金属氧化物成份。
20.一种卑金属积层陶瓷电容器的陶瓷介电材料的制备方法，其为将镍盐溶解于溶液再混入介电陶瓷粉末中形成介电陶瓷混合原料，以高温煅烧该介电陶瓷混合原料，使其中镍盐成份反应生成氧化镍，再于还原气氛下以高温加热处理，使该氧化镍成份反应生成金属镍微粒，其中该金属镍微粒均匀地混合于所述介电陶瓷粉末之中。
21.一种卑金属积层陶瓷电容器的陶瓷介电材料的制备方法，其包含a.镍盐溶解于溶液中形成含镍溶液；b.将该含镍溶液加入介电陶瓷粉末中，以球磨方法混合；c.将该介电陶瓷原料混合物干燥，并粉碎形成混合物粉末；d.该混合物粉末以高温煅烧，使该混合物中镍盐成份反应成氧化镍；e.该煅烧后的混合物于还原气氛下进行高温加热处理，使该氧化镍成份反应成金属镍微粒；其中该金属镍微粒均匀的混合于介电陶瓷粉末之中。
22.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中该介电陶瓷粉末选自钛酸钡粉末和钛酸锌粉末。
23.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中镍盐选自硝酸镍、碳酸镍、氢氧化镍、草酸镍和醋酸镍。
24.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中镍盐为硝酸镍。
25.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中高温加热处理使该氧化镍反应成金属镍微粒的还原气氛为90％N2/10％H2。
26.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中该镍金属微粒的含量为陶瓷介电材料的0.001％至10wt％。
27.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中该镍金属微粒的含量为陶瓷介电材料的0.1％至5wt％。
28.如权利要求20或21所述的陶瓷介电材料的制备方法，其中该镍金属微粒的粒径小于0.6微米。
29.一种卑金属积层陶瓷电容器，其由陶瓷介电材料与卑金属内电极经高温共烧工艺所制成，其中所述的陶瓷介电材料为权利要求1或14所述的陶瓷介电材料。
30.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该卑金属内电极为镍内电极。
31.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该卑金属内电极为铜内电极。
32.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该陶瓷介电材料选自钛酸钡或钛酸锌。
33.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该陶瓷介电材料为钛酸钡基的陶瓷介电材料。
34.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为陶瓷介电材料与卑金属内电极在氧分压为10-9atm以上的还原气氛下进行共烧。
35.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为陶瓷介电材料与卑金属内电极在氧分压为10-4atm以上的还原气氛下进行共烧。
36.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为陶瓷介电材料与卑金属内电极在工业级氮气气氛下进行共烧。
37.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为钛酸钡介电材料与镍内电极在氧分压为10-9atm以上的还原气氛下进行共烧。
38.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为钛酸钡介电材料与镍内电极在氧分压为10-4atm以上的还原气氛下进行共烧。
39.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为钛酸钡介电材料与镍内电极于工业级氮气下进行共烧。
40.如权利要求29所述的卑金属积层陶瓷电容器，其中该高温共烧工艺为于空气下进行高温共烧。
全文摘要
本发明提供了一种可用于卑金属积层陶瓷电容器内的陶瓷介电材料，该陶瓷介电材料内含有金属微粒，在烧结时，这些金属微粒因具有较高的氧化活性，可当作氧的吸收器，以避免卑金属内电极被氧化，而且金属微粒在氧化后，可融入陶瓷介电材料中，所以该陶瓷介电材料具有极佳的抗还原能力，可与金属镍或金属铜的卑金属内电极在一般工业级氮气甚至在空气中一起进行共烧生产卑金属积层陶瓷电容器，不需要后续热处理。
文档编号C04B35/462GK1917105SQ200510090569
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月17日 优先权日2005年8月17日
发明者段维新, 黄永庆 申请人:段维新