[发明专利]介电瓷粉组成物及其制成的温度补偿型积层陶瓷电容器

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷电容器领域，特别涉及介电瓷粉组成物及其制成的温度补偿型积层陶瓷电容器。 

背景技术

一般陶瓷电容器根据瓷粉组成的介电常数高低可分成三类：高介电常数型（Hi-K），中介电常数型（Mid-K）及温度补偿型（TC）。高介电常数型的介电常数达4000～15000，介电常数随温度的变化而变化很大。中介电常数型的介电常数约1400～3000，介电常数随温度的变化较小但常是非线性的变化。温度补偿型的介电常数约8～100，介电常数随温度的变化最小且常是线性的变化。 

积层陶瓷电容器的内电极和陶瓷介电层须一起共烧，因此，常见商品化的积层陶瓷电容器的瓷粉组成根据烧成温度可概分为高温烧成型与低温烧成型两种，高温烧成型的烧成温度约在1250℃～1300℃，因其烧成温度较高，故其内电极一般需采用熔点较高且价格昂贵的钯（Pd）系金属。低温烧成型由于烧成温度在1150℃以下，故其内电极可采用价格便宜且银含量较高的银钯合金金属（Ag/Pd）来降低成本而较经济。 

一般温度补偿型电容器瓷粉组成的介电常数虽约在8～100间，但现行技术在制造100pF以下的低电容值NP0积层陶瓷电容器时，若瓷粉的介电常数较高，则因积层层数较少，制作过程控制不易，陶瓷电容的电容值常偏离规格值以致良率偏低；若选用介电常数较低的瓷粉，则因积层层数较多，耗用银钯内电极较多，以致内电极材料成本提高，因此现行制造100pF以下的积层陶瓷电容器常选用介电常数为15～45的瓷粉来制造，以获得最合适地经济生产。 

一般低温烧成型介电瓷粉组成通常是用高温烧成的主成份再添加各种烧结助剂（Sintering aid），诸如玻璃（glass），玻璃熔块（frit）或助熔剂（flux）等以降低烧成温度，一般的玻璃或玻璃熔块皆含Pb或Cd或Bi等低熔点成份，而Pb、Cd是对环境生态有害物质。 

关于低温烧成温度补偿型陶瓷电容器组成物，美国发明专利第4,506,026号所揭示一种由主成份MgO-CaO-TiO₂-Al₂O₃-SiO₂-Nb₂O₅和副成份PbO-Bi₂O₃-CdO-ZnO-SiO₂-B₂O₃玻璃及第5,599,757号所揭示一种由主成份BaO-TiO₂-ZrO₂-SiO₂和副成份PbO-TiO₂-ZrO₂-Al₂O₃-LiF-SiO₂-B₂O₃玻璃所构成的组成物，符合E.I.A的NP0规格要求， 但其烧成温度都须在1100℃以上且瓷粉组成都含Pb或Cd之对环境有害物质。因此烧成温度为1000℃以下，及以MgO-ZnO-CaO-BaO-TiO₂为主成份添加BaO-SiO₂-ZnO-MnO-B₂O₃熔块副成份之不含Pb、Cd、Bi之积层陶瓷电容器瓷粉组成尚未出现。 

因应环保潮流，开发出不含Pb、Cd的介电瓷粉组成有其必要性。 

发明内容

本发明选用适当地主成份系统，添加不含Pb、Cd的烧结助剂将烧结温度降低至1000℃以下，从而可选用较70％Ag/30％Pd更价廉的90％Ag/10％Pd的内电极来降低成本制造更经济的积层陶瓷电容器。 

本发明的目的即在开发一种能在烧结温度为1000℃烧成积层陶瓷电容器的介电瓷粉组成，且不含铅、镉、铋等成份，且其电气特性的介电常数可达25～40，Q值为1000以上，温度系数符合E.I.A.的NP0规格，即0±30ppm/℃以内，该介电瓷粉组成适合于供制造温度补偿型积层陶瓷电容器使用。