專利名稱：介電陶瓷組合物和層疊陶瓷元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及溫度補償介電陶瓷組合物，以及層疊陶瓷元件，如層疊陶瓷電容器和層疊的LC濾波器，這些元件都是使用這種溫度補償介電陶瓷組合物制成的。
通常，溫度補償陶瓷電容器是在各種電子設備中廣泛使用的電子元件，以起到要求的調諧、振蕩等作用。同時，一直要求溫度補償陶瓷電容器壓縮尺寸，要求其介電損耗應更小，介電性能更穩定。另一方面，對能夠滿足上述要求的介電陶瓷元件，雖然要求其尺寸更小，但更要求它們應具有大的相對介電常數和小的介電損耗(即，其Q值較大)。
作為上述的介電陶瓷，已經提出BaO-TiO2介電陶瓷組合物系列[H.M.O’Brayan，J.Am.Ceram.Soc.57(1974)450；日本已審查專利公報58-20905]。盡管使用這些介電陶瓷組合物的層疊陶瓷電容器已經投入實際使用，但因為在制造這類產品時的燒結溫度高達1300-1400℃，必須用耐高溫的貴金屬如鈀(Pd)和鉑(Pt)制成它的內電極。
另一方面，作為可以在制造過程中于相對較低溫度下燒結的一些其它的介電陶瓷組合物，，日本未審查專利公報8-239262提出了一種介電陶瓷組合物，它以BaO-TiO2-Nd2O3為其主要組分，PbO-V2O5-B2O3-SiO2玻璃作為添加劑。為同樣目的，日本未審查專利公報9-71462揭示了另一種介電陶瓷組合物，它含BaO-TiO2-Nd2O3-Sm2O3為其主要組分，還含有軟化點為500℃或更低的PbO-ZnO-B2O3玻璃添加劑。
然而，如上面所述，因為日本未審查專利公報8-239262和日本未審查專利公報9-71462披露的介電陶瓷組合物要求在其生產過程中于相對較低溫度下燒結，每種介電陶瓷組合物都加入了含氧化鉛組分的玻璃。
然而，由于氧化鉛組分在燒結處理，制造玻璃和燒結陶瓷過程中揮發性較高，因此每批產品的氧化鉛含量會不同，甚至在同一批的不同部分也會不同。因此，一直存在的問題是制得的陶瓷性能不穩定。
本發明的目的是提供一種改進的溫度補償介電陶瓷組合物和諸如層疊陶瓷電容器和層疊的LC濾波器的層疊陶瓷元件，它們都是使用這類溫度補償介電陶瓷組合物制造的，這類介電陶瓷組合物具有高的相對介電常數和高Q值，生產過程中可以在相對較低溫度下燒結，在燒結處理期間不會引起陶瓷性能的任何不希望的變化。
為了達到上述目的，本發明的介電陶瓷組合物包含100重量份由式xBaO-yTiO2-zRe2O3(其中，x+y+z＝100，Re是至少一種稀土元素)表示的主組分，BaO、TiO2和Re2O3的摩爾組成比值如
圖1的三元組成圖所示，落在被點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域內；25重量份或更少的第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化鉛)；第二輔助組分，是至少一種選自氧化釩或氧化鎢的物質，V2O5形態的氧化釩含量為10重量份或更少，WO3形態的氧化鎢含量為20重量份或更少。
本發明的另一種介電陶瓷組合物包含100重量份由式x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3(其中，x+y+z＝100，α+β+γ＝1，0≤β+γ＜0.8，0≤m＜0.15，但不包括β+γ＝0和m＝0的情況；Re是至少一種稀土元素)表示的主組分，(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]和Re2O3的摩爾組成比值如圖2的三元組成圖所示，落在被點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域內；25重量份或更少的第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化鉛)；第二輔助組分，是至少一種選自氧化釩或氧化鎢的物質，V2O5形態的氧化釩含量為10重量份或更少，WO3形態的氧化鎢含量為20重量份或更少。
本發明的介電陶瓷組合物，除了第一輔助組分和第二輔助組分外，還可含有第三輔助組分，它是CuO形態的氧化銅，對每100重量份主組分而言，加入量為10重量份或更少。
本發明的介電陶瓷組合物，除了第一輔助組分和第二輔助組分，或第一輔助組分、第二輔助組分和第三輔助組分外，還可含有第四輔助組分，它是MnO形態的氧化錳，對每100重量份主組分而言，加入量為20重量份或更少。
本發明的層疊陶瓷元件包括多層介電陶瓷層、在介電陶瓷層之間的內電極、與所述內電極電連接的外電極，它的特點是所述介電陶瓷層是由上述任一段列舉的介電陶瓷組合物制成，上述內電極是由Cu或Ag作為其主組分制成。
本發明中討論的稀土元素是La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb或Lu。
圖1是表明本發明組合物所含主組分的較好范圍的(BaO、TiO2、Re2O3)三元組成圖。
圖2是表明本發明組合物所含主組分的較好范圍的{(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]、Re2O3}三元組成圖。
圖3是根據本發明的一個實施方案制成的層疊陶瓷電容器的橫截面示意圖。
圖4是帶內電極的介電陶瓷層的平面示意圖，它是圖3層疊陶瓷電容器的一部分。
圖5是由多層陶瓷層制成的層疊結構的分解透視示意圖，它是圖3層疊陶瓷電容器的一部分。
首先，參考附圖，詳細說明根據本發明第一實施方案制成的層疊陶瓷電容器的基本結構。圖3是表明本發明的層疊陶瓷電容器例子的橫截面圖。圖4是是帶內電極的介電陶瓷層的平面圖，它是圖3層疊陶瓷電容器的一部分。圖5是由多層陶瓷層制成的層疊結構的分解透視圖，它是圖3層疊陶瓷電容器的一部分。
如圖3所示，根據本發明實施方案制成的層疊陶瓷電容器包含通過層疊多層介電陶瓷層2a、2b與多個形成在介電陶瓷層之間的內電極4獲得的平行六面體的陶瓷介電體3。在陶瓷層疊體3的兩個端面都有一外電極5，外電極5電連接到一些特定的內電極上。如果需要，在每個外電極5上還形成了第一電鍍層6和第二電鍍層7。
下面將按照生產過程的順序描述制造上述層疊陶瓷電容器1的方法。
首先，稱取制造介電陶瓷層2a和2b的各種原料粉末。即，制備用于制備介電陶瓷組合物的原料粉末，這類原料粉末包括主組分BaO-TiO2-Re2O3(但是，它也包括Ba被Ca或Sr取代的情況或TiO2被ZrO2取代的情況)、第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃(但是它不含氧化鉛)、第二輔助組分，它是至少一種選自氧化釩和氧化鎢的物質。較好的，還要求制備用于形成介電陶瓷組合物的原料粉末，這類原料粉末還含有氧化銅的第三輔助組分，或氧化錳的第四輔助組分。
隨后，在上述原料粉末中加入有機粘合劑，以形成漿料，再制成片，從而獲得可用于制成介電陶瓷層2a和2b的片坯。之后，如圖4所示，在片坯表面制成以Cu或Ag為主組分的內電極4，該片坯隨后將制成介電陶瓷層2b。然而，對制成內電極4的方法，還允許采用其它方法，諸如絲網印刷、氣相淀積或電鍍。
然后，如圖5所示，將多片要制成介電陶瓷層2b，并且各自有一個內電極4的片坯，按照附圖所示的方式層疊。之后，將這些片坯放置在兩個另外的片坯之間壓制，這兩個片坯將制成不帶內電極的介電層2a，從而獲得片坯層疊體。然后，使片坯層疊體在預定溫度下燒結，獲得如圖3所示的陶瓷層疊體。
然后，在陶瓷層疊體3的兩個端面形成外電極5，外電極5與內電極4電連接。本文中，用于制成外電極5的材料可以使用與制成內電極4相同的材料。例如，可以使用銀-鈀合金。還可以采用以這類合金作為主組分，玻璃料作為添加劑的粉末混合物，玻璃料可以是B2O3-SiO2-BaO玻璃、Li2O-SiO2-BaO玻璃等。另外，考慮層疊陶瓷電容器的使用地點和方法，還可以適當選擇用于制造外電極5的材料。除此之外，還可以通過用金屬粉末糊涂布燒結后的陶瓷層疊體3，然后烘烤處理來制得外電極5。然而，考慮到用于制備這類電極的特定材料，還可以將上述金屬粉末糊涂布在燒結處理前的片坯層疊體上，因此可以在制成陶瓷層疊體3的同時制得電極5。
隨后，采用電鍍處理方式在每個外電極5的表面涂覆鎳或銅，以形成第一電鍍層6。最后，在第一電鍍層6上形成焊劑或錫的第二電鍍層7，從而制得層疊陶瓷電容器1的完成產品。然而，如果層疊陶瓷電容器的實際用途和將使用的地點許可的話，也可省略通過電鍍方法在每個外電極5的表面形成導電層的過程。
按照這種方式，本發明的陶瓷組合物可作為層疊陶瓷電容器的介電材料，這種陶瓷組合物可以在低于Cu或Ag的熔點溫度下燒結。由此獲得的陶瓷，其相對介電常數為40，Q值在1MHz條件下為1000或更大，125℃時的電阻率為109。而且，陶瓷組合物中還可以加入預定量的氧化銅或氧化錳作為輔助組分，以進一步提高Q值。
實施例根據下面的實施例更詳細地描述本發明。
實施例1本發明的介電陶瓷組合物和使用介電陶瓷組合物制造的陶瓷電容器可按照下面方法制備。
首先，制備包括碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、稀土氧化物(Re2O3)、氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)和碳酸錳(MnCO3)的原料。
之后，稱取上述原料粉末，以獲得如表1-4中所示的各個組合物(但不包括作為第一輔助組分的玻璃組分)。然后，將這些原料粉末和乙醇投入球磨機中，以濕法混合16小時，隨后在1040℃預燒結處理，獲得預燒結的粉末材料。然而，一起作為第二輔助組分的V2O5和WO3的含量、作為第三輔助組分的CuO含量、作為第四輔助組分的MnO含量均以對每100重量份主組分計的重量份表示，主組分是xBaO-yTiO2-zRe2O3或{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(但是，也包括β+γ＝0或m＝0的情況)。表1-4中，有*標記的樣品超出本發明的范圍，而沒有*標記的樣品在本發明的范圍內。
可制得B2O3-SiO2族的玻璃粉末作為第一輔助組分，其軟化點為550℃，可以用41.4B2O3-29.5Li2O-25.2SiO2-3.9MnO表示(然而這些數字因子均為％(重量)形式)。
根據表1-4所示的百分數稱取上述玻璃粉末和預燒結粉末。然后，加入聚乙烯醇縮丁醛溶液，將粉末混合在一起獲得漿料。隨后，采用刮刀法將獲得的漿料制成片，可獲得50微米厚的片坯。另一方面，玻璃含量由對每100重量份主組分而言的重量份表示，主組分是xBaO-yTiO2-zRe2O3或{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(但是，也包括β+γ＝0或m＝0的情況)。
之后，將多個片坯層疊在一起緊密壓制，再沖切，從而獲得直徑14毫米，厚0.5毫米的圓片。隨后將制得的圓片在350℃進行熱處理，除去粘合劑，在表5-8中所示的溫度下，H2-N2-H2O氣體的還原氣氛中燒結，獲得圓盤形陶瓷片。然后在獲得的圓盤形陶瓷片的兩面涂布In-Ga電極材料，制成陶瓷電容器。
然后，測試陶瓷電容器的電性能。具體而言，在1MHz和1Vrms條件下測試靜電容量和Q。還要測定陶瓷電容器樣品，得到樣品的直徑(D)和厚度(T)，從而根據其靜電容量得到相對介電常數(εr)。另外，于125℃，在保持施加250V電壓1分鐘的條件下測定電阻率。上述測定結果列于表5-8。然而，在表5-8中，有*標記的樣品超出本發明范圍，而沒有*標記的樣品在本發明的范圍內。
由表1和表5可以清楚地理解，編號1-13、19、20、23-25、27-29的陶瓷樣品各自含有xBaO-yTiO2-zRe2O3主組分、B2O3-SiO2玻璃(但是不包括氧化鉛)的第一輔助組分和至少一種選自氧化釩或氧化鎢作為第二輔助組分。因此，可以獲得為40或更高的相對介電常數、1000或更高的Q值、109Ωm或更大的電阻率，并且可以在低于Cu熔點(1083℃)的1060℃下燒結。
由表2和表6可以清楚地理解，編號31-42、48、49、52-54、56-58、60、61、63、64的陶瓷樣品各自含有{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(也包括β+γ＝0或m＝0的情況，但是不包括β+γ＝0和m＝0的情況)主組分、B2O3-SiO2玻璃(但是不包括氧化鉛)的第一輔助組分和至少一種選自氧化釩或氧化鎢作為第二輔助組分。因此，可以獲得40或更高的相對介電常數，1000或更高的Q值，125℃時109Ωm或更大的電阻率，并且可以在低于Cu熔點(1083℃)的1060℃下燒結。
另外，如在表3和表7的樣品66、67，表4和表8的樣品83-87和93-97，如果陶瓷含有主組分、第一輔助組分、第二輔助組分，還含有氧化銅的第三輔助組分和氧化錳的第四輔助組分，可以降低燒結處理的溫度，提高Q值。而且，因為組合物不含易于蒸發的氧化鉛組分，可以防止陶瓷性能不希望的變化，否則這些變化很可能發生在燒結處理時。
在此，將說明本發明的組合物受到上面方式限制的原因。
如表1和表5的樣品14-17所示，當主組分(xBaO-yTiO2-zRe2O3)超出圖1(三元組成圖)中由點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域時，和如表2和表6的樣品43-46所示，當主組分{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(0≤β+γ＜0.8，0≤m＜0.15，但是不包括β+γ＝0和m＝0的情況)中的BaO和TiO2被Ca或Sr和ZrO2取代，超出圖2(三元組成圖)中由點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域時，這些樣品的相對介電常數會小于40，Q值會小于1000。由于這一原因，較好的主組分含量應在圖1和圖2中的點A、B、C、D包圍的區域內。
如表2和表6的樣品60和61，如果BaO被Ca或Sr部分取代，可以達到提高其相對介電常數的效果。另一方面，在樣品62中，如果氧化鈣和氧化鍶的取代總量，即β+γ大于0.8，可燒結性會有不希望的降低，不可能在低于Cu軟化點1060℃的溫度下進行燒結處理。由于這一原因，β+γ宜小于0.8。
如在樣品63和64中，如果TiO2被ZrO2部分取代，125℃的電阻率會變大。另一方面，如樣品65，如果ZrO2的取代量m為0.15或更大，可燒結性會有不希望的降低，不可能在低于Cu軟化點1060℃的溫度下進行燒結處理。由于這一原因，ZrO2的取代量m應小于0.15。
如表1和表5的樣品18、表2和表6的樣品47中，如果樣品不含第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃，不可能在低于Cu軟化點的1060℃溫度下進行燒結。另一方面，表5的樣品21和表2和表6的樣品50中，如果B2O3-SiO2玻璃含量超過25重量份，Q值將會小于1000，125℃時的電阻率會小于109Ωm。由于這一原因，第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃的含量以25重量份或更少為宜。
另外，如表1和表5的樣品22，表2和表6的樣品51，如果樣品不含氧化釩或氧化鎢的第二輔助組分，不可能在低于Cu軟化點的1060℃溫度下進行燒結。另一方面，如表1和表5的樣品26和表2和表6的樣品55，在V2O5含量大于10重量份的情況和WO3含量大于20重量份的情況，如表1和表5的編號30的樣品和表2和表6的編號59的樣品，每種情況中Q值均小于1000，125℃電阻率會小于109Ωm。由于這一原因，至少是一種選自氧化釩或氧化鎢的第二輔助組分的含量應如下述為宜，即V2O5形態的氧化釩含量為10重量份或更小，WO3形態的氧化鎢含量為20重量份或更小。
CuO含量大于10重量份的情況，如表3和表7的樣品68以及表4和表8的樣品98中，每種情況下Q值小于1000，125℃電阻率小于109Ωm。由于這一原因，第三輔助組分氧化銅含量，如果按CuO的形態計算宜為10重量份或更小。
MnO大于20重量份的情況，如表4和表8的樣品88，Q值小于1000，125℃電阻率小于109Ωm。由于這一原因，第四輔助組分氧化錳的含量，如果按MnO的形態計算宜為20重量份或更小。
實施例2下面將描述根據本發明的實施方案制成的層疊電容器。
制備包括碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、稀土氧化物(Re2O3)、氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)和碳酸錳(MnCO3)的原料。
之后，稱取上述原料粉末，以獲得如表9的編號101和103樣品的組成(但不包括第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃組分)。然后，將這些原料粉末和乙醇投入球磨機中，以濕法混合16小時，隨后在1040℃預燒結處理，獲得預燒結的粉末材料。然而，一起作為第二輔助組分的V2O5和WO3的含量、作為第三輔助組分的CuO含量、作為第四輔助組分的MnO含量均以對每100重量份主組分計的重量份表示，主組分是{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(也包括β+γ＝0或m＝0的情況)。表9中，有*標記的樣品超出本發明的范圍，而沒有*標記的樣品在本發明的范圍內。
可制得B2O3-SiO2族的玻璃粉末作為第一輔助組分，即制備軟化點為600℃，用60BaO-15B2O3-5Li2O-20SiO2(這些數字因為子均為％(重量)形式)表示的玻璃。
加入聚乙烯醇縮丁醛溶液，將100重量份上述預燒結粉末和10重量份上述玻璃粉末混合在一起，獲得漿料。隨后，采用刮刀法將獲得的漿料制成片，可獲得片坯。
然后，將含Cu作為主組分的導電糊印刷在片坯上，制成可形成內電極的導電糊層。之后，將多個其上有導電糊層的片坯按照下面方式層疊在一起，即導電糊層交替地在制成的層疊體的一個端面露出。在層疊體每個有露出導電糊層的端面上涂布含Cu作為主組分的導電糊，從而獲得經進一步處理的層疊體。另外，將制得的層疊體在N2氣氛中于350℃熱處理，以接受預定的熱處理，除去前面加入的粘合劑。最后，處理的層疊體置于包括H2-N2-H2O氣體的還原氣氛中，保持1000℃2小時，進行預定的燒結處理，從而獲得要求的層疊陶瓷電容器。
制得的層疊陶瓷電容器寬1.6毫米，長3.2毫米，厚1.2毫米。夾在內電極之間的每層介電陶瓷層的厚度為6微米，有效的介電陶瓷層的總層數為150。
采用如表9所示的樣品102和104的組成的介電材料制成一些其它的層疊陶瓷電容器，作為比較例。
制備包括碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、稀土氧化物(Re2O3)、氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)、碳酸錳(MnCO3)、氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)的原料。
之后，稱取上述原料粉末，以獲得如表9的編號102和104樣品的組成(但不包括B2O3和SiO2)。然后，將這些原料粉末和乙醇投入球磨機中，以濕法混合，隨后在1040℃預燒結處理，獲得預燒結的粉末材料。然而，一起作為第二輔助組分的V2O5和WO3的含量、作為第三輔助組分的CuO含量、作為第四輔助組分的MnO含量均以對每100重量份主組分計的重量份表示，主組分是{x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3}(但是，也還包括β+γ＝0或m＝0的情況)。
加入聚乙烯醇縮丁醛溶液，將100重量份上述預燒結粉末、5重量份氧化硼(B2O3)和5重量份氧化硅(SiO2)混合在一起，獲得漿料。隨后，采用刮刀法將獲得的漿料制成片，可獲得片坯。然后，按照與上述樣品101和103相同的方式制造層疊陶瓷電容器。
按照上述方法制得的表9中101-104編號的樣品的層疊陶瓷電容器進行防潮負荷試驗。具體而言，將電容器置于壓力為2大氣壓，100％相對濕度，121℃的環境中。然后，電容器上連續施加16V的直流電250小時。試驗期間，當電容器的絕緣電阻變為1×106Ω或更小時，就確定為不合格(存在缺陷)。試驗結果列于表10。表10中，有*標記的樣品超出本發明的范圍，而沒有*標記的樣品在本發明的范圍內。
由表9和表10的樣品101和103可以清楚地理解，本發明的含有B組分和Si組分作為玻璃組分的層疊陶瓷電容器，在上述防潮負荷試驗中不會發生任何缺陷，證實這些電容器具有優良的防潮性。與之相反，發現超出本發明范圍的電容器，如樣品102和104，含氧化硼(B2O3)作為B組分，氧化硅(SiO2)作為Si組分，但不含玻璃組分，在上述的防潮負荷試驗中會發現一些缺陷，因此不具備良好的防潮性。這一事實證明B2O3-SiO2玻璃的存在可提供改善防潮性效果。
如上所述，在上面討論的實施方案中，碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、稀土氧化物(Re2O3)、氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)和碳酸錳(MnCO3)在一次操作中混合在一起，然后進行預燒結處理。但是，也可以首先將碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)和稀土氧化物(Re2O3)混合在一起，隨后進行預燒結處理，獲得預燒結材料。然后再在預燒結材料中加入氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)和碳酸錳(MnCO3)，也可達到類似的效果。
前面描述的原料包括碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、稀土氧化物(Re2O3)、氧化釩(V5O2)、氧化鎢(WO3)、氧化銅(CuO)和碳酸錳(MnCO3)，但是本發明不限于這些化合物。實際上，還可以使用其它化合物，包括BaTiO3、BaZrO3、CaTiO3、CaZrO3、SrTiO3、SrZrO3、Re2Ti2O7(Re用于表示稀土元素)，或可以使用碳酸鹽、草酸鹽、氫氧化物、醇鹽等，從而獲得相同的有用性能。
上面所述的玻璃組分是B2O3-Li2O-SiO2-MnO玻璃粉末，但是玻璃組分并不限于這類特定材料。實際上，還可以使用含B組分和Si組分作為主組分的玻璃，只要玻璃是不含氧化鉛的B2O3-SiO2系列的玻璃。
另外，如果上面的電容器用于制造層疊的LC濾波器等，也可以達到和上面所述方案制得的那些元件一樣杰出的效果。
由上面的說明可以清楚地理解，使用本發明的介電陶瓷組合物，可以在1060℃或更低溫度下進行燒結處理，可得到40或更大的相對介電常數，1000或更大的Q值，還可以獲得高電阻率。而且，由于沒有氧化鉛組分的揮發，保證可以生產出性能相對一致的介電陶瓷組合物。
因此，如果這樣的介電陶瓷組合物用于制成生產層疊陶瓷電容器和層疊LC濾波器等的介電陶瓷層，可以使用一些價廉的電極材料，如Cu和Ag，因此可以降低制造層疊陶瓷元件的成本。
表1
<p>表2
<p>表2(續)
表3
<p>表4
<p>表5
<p>表6
<p>表7
表8
<p>表9
<p>表10
權利要求
1.一種介電陶瓷組合物，它包含100重量份由式xBaO-yTiO2-zRe2O3表示的主組分，其中，x+y+z＝100，Re是至少一種稀土元素，BaO、TiO2和Re2O3的摩爾組成比值(BaO、TiO2和Re2O3)在圖1的三元組成圖中，處于由點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域內；25重量份或更少的第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化鉛)；第二輔助組分，它是至少一種選自氧化釩或氧化鎢的物質，V2O5形態的氧化釩含量為10重量份或更少，WO3形態的氧化鎢含量為20重量份或更少。
2.一種介電陶瓷組合物，它包含100重量份由式x(BaαCaβSrγ)O-y[(TiO2)1-m(ZrO2)m]-zRe2O3表示的主組分，其中，x+y+z＝100，α+β+γ＝1，0≤β+γ＜0.8，0≤m＜0.15，但不包括β+γ＝0和m＝0的情況；Re是至少一種稀土元素，(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]和Re2O3的摩爾組成比值{(BaαCaβSrγ)O、[(TiO2)1-m(ZrO2)m]和Re2O3}在圖2的三元組成圖中，處于由點A(39.5，59.5，1)、點B(1，59.5，39.5)、點C(1，85，14)和點D(14，85，1)包圍的區域內；25重量份或更少的第一輔助組分B2O3-SiO2玻璃(但不含氧化鉛)；第二輔助組分，它是至少一種選自氧化釩或氧化鎢的物質，V2O5形態的氧化釩含量為10重量份或更少，WO3形態的氧化鎢含量為20重量份或更少。
3.如權利要求1或2所述的介電陶瓷組合物，其特征在于所述的組合物還含有第三輔助組分，它是以CuO形態加入的氧化銅，以每100重量份主組分計，其量為10重量份或更少。
4.如權利要求1-3中任一權利要求所述的介電陶瓷組合物，其特征在于所述的組合物還含有第四輔助組分，它是以MnO形態加入的氧化錳，以每100重量份主組分計，其量為20重量份或更少。
5.包括多層介電陶瓷層，在所述的介電陶瓷層之間形成的內電極，和電連接到所述內電極的外電極的層疊陶瓷元件，其特征在于所述介電陶瓷層是由權利要求1-4中任一權利要求所述的介電陶瓷組合物制成，所述的內電極由Cu或Ag作為主組分制成。
全文摘要
本發明目的是提供改進的溫度補償介電陶瓷組合物和層疊陶瓷元件,使用具有高的相對介電常數和Q值,可以在相對較低溫度下燒結的溫度補償介電陶瓷組合物制造這些元件,燒結時不會引起陶瓷性能發生任何不希望的變化。組合物包含100重量份主組分xBaO－yTiO
文檔編號H01G4/12GK1247843SQ99118590
公開日2000年3月22日 申請日期1999年9月10日 優先權日1998年9月11日
發明者的場弘明, 佐野晴信 申請人:株式會社村田制作所