低溫?zé)Y(jié)介電組合物以及由其形成的多層陶瓷電容器的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)要求于2014年12月16日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2014-0181526 號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述韓國(guó)專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開涉及一種低溫?zé)Y(jié)介電組合物以及由其形成的多層陶瓷電容器。更具體 地，本公開涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)X7R溫度特性的低溫?zé)Y(jié)介電組合物以及由其形成的多層陶 瓷電容器。
【背景技術(shù)】
[0003] 能夠確保穩(wěn)定的電氣性能和器件穩(wěn)定操作的可靠性的X5R或X7R型多層陶瓷電容 器的發(fā)展已經(jīng)變成電子器件市場(chǎng)的一種必然，纖薄和高電壓容量已經(jīng)同時(shí)被看作是發(fā)展對(duì) 應(yīng)多層陶瓷電容器的重要因素。
[0004] 纖薄和高電壓容量增加了施加到介電主體的電場(chǎng)的強(qiáng)度，這使DC偏置特性和耐 壓特性劣化，且精細(xì)結(jié)構(gòu)中的缺陷在諸如擊穿電壓（BDV)和高溫特性（高溫絕緣電阻（IR)) 的耐壓特性上有明顯更大的影響。為了解決上述問題，必須要霧化（atomize)基底材料。然 而，在霧化基底材料的情況下，由于可能難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的電容特性和溫度特性，因此會(huì)難以 開發(fā)介電組合物。
[0005] 為了解決該問題，當(dāng)開發(fā)產(chǎn)品時(shí)，對(duì)介電基底材料粉末與添加成分的開發(fā)、設(shè)置、 內(nèi)電極以及熱處理的整個(gè)過程進(jìn)行全面地改善和開發(fā)十分重要。在上述中，開發(fā)在多層陶 瓷電容器的特性中起關(guān)鍵作用的添加劑尤其重要。
[0006] 作為多層陶瓷電容器的介電材料，已經(jīng)主要使用鈦酸鋇（BaTi03)，且為了改善介 電特性和可靠性，各種添加粉末可混合或添加到該基底材料粉末。
[0007] 根據(jù)相關(guān)技術(shù)，作為主要成分的包含{B&1 xCax0} Ji03的介電組合物已經(jīng)在 JP2000-058378中公開。根據(jù)相關(guān)技術(shù)，公開的介電組合物是在主要成分中應(yīng)當(dāng)使用鈣 (Ca)的介電組合物。然而，在使用對(duì)應(yīng)的介電添加成分的情況下，可確保介電特性和可靠 性，但是應(yīng)當(dāng)在1200°C或更高的高溫下執(zhí)行熱處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本公開的一方面可提供一種在主要成分中不包含Ca的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)X7R溫度 特性的低溫?zé)Y(jié)介電組合物以及由其形成的多層陶瓷電容器。
[0009] 根據(jù)本公開的一方面，低溫?zé)Y(jié)介電組合物可包含：作為主要成分的鈦酸鋇 (BaTi0 3)和輔助成分，所述輔助成分基于lOOmol%的主要成分包括l.Omol%至2.0mol% 的碳酸鋇（BaC0 3)、0· 5mol%至1. Omol%的從由Y203、H〇203、Dy 203和Yb 203組成的組中選擇 的至少一種的稀土氧化物、0· lmol %至1. Omol %的氧化猛（MnO)和1. Omol %至2. Omol %的 硼硅酸鹽基玻璃。
[0010] 作為示例，硼硅酸鹽基玻璃的量是碳酸鋇（BaC03)的量的一半至兩倍那么多。
[0011] 鈦酸鋇（BaTi03)的平均粒徑可以是lOOnm至200nm〇
[0012] 硼硅酸鹽基玻璃可包含作為基本成分的氧化鋇（B203)和氧化硅（Si0 2)，并且還包 含堿性硼硅酸鹽基玻璃，所述堿性硼硅酸鹽基玻璃包含堿性氧化物以及堿土金屬氧化物和 堿土金屬氟化物中的至少一種。
[0013] 可在1000 °C至1100 °c的低溫下燒結(jié)介電組合物。
[0014] 根據(jù)本公開的另一方面，多層陶瓷電容器可包括：介電主體，包括覆蓋部和多個(gè)有 源層；多個(gè)內(nèi)電極，形成在介電主體中以使每個(gè)有源層被插入在相鄰的內(nèi)電極之間；外電 極，電連接到多個(gè)內(nèi)電極。所述介電主體可由上述的低溫?zé)Y(jié)介電組合物形成。
[0015] 形成有源層的介電組合物的平均粒徑可以是150nm至300nm，形成覆蓋部的介電 組合物的平均粒徑可比形成有源層的介電組合物的平均粒徑大。形成覆蓋部的介電組合物 的平均粒徑可以是300nm至400nm。
[0016] 內(nèi)電極可由鎳（Ni)材料形成。
【附圖說明】
[0017] 通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本公開的以上和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì) 被更清楚地理解，在附圖中：
[0018] 圖1是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的多層陶瓷電容器的截面圖；
[0019] 圖2A和圖2B是示出與根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的低溫?zé)Y(jié)介電組合物相比的 對(duì)比示例的照片；
[0020] 圖3A和圖3B是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的低溫?zé)Y(jié)介電組合物的照片；
[0021] 圖4A和圖4B是示出根據(jù)本公開的另一示例性實(shí)施例的低溫?zé)Y(jié)介電組合物的照 片。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本公開的實(shí)施例。
[0023] 然而，本公開可按照多種不同的形式實(shí)施，并不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的 實(shí)施例。確切地說，提供這些實(shí)施例以使本公開將是徹底的和完整的，并且將把本公開的范 圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0024] 在附圖中，為了清晰起見，可夸大元件的形狀和尺寸，并且相同的標(biāo)號(hào)將始終用于 表示相同或相似的元件。
[0025] 將詳細(xì)描述根據(jù)示例性實(shí)施例的低溫?zé)Y(jié)介電組合物。
[0026] 根據(jù)示例性實(shí)施例的低溫?zé)Y(jié)介電組合物可包含作為主要成分的鈦酸鋇 (BaTi03)。由于鈦酸鋇（BaTi0 3)具有高介電常數(shù)，因此鈦酸鋇可用作需要超高介電常數(shù)的 多層陶瓷電容器的介電材料。根據(jù)示例性實(shí)施例，鈦酸鋇（BaTi0 3)可具有l(wèi)OOnm至200nm 的平均粒徑。例如，燒結(jié)之前的鈦酸鋇（BaTi03)的平均粒徑是lOOnm至200nm的低溫?zé)Y(jié) 介電組合物可在如圖1中所示的多層陶瓷電容器的介電主體10中形成有源層11。有源層 11可被限定為插在內(nèi)電極之間的介電層。相反，如圖1所示，覆蓋最外面的內(nèi)電極的外部的 介電層可被稱為覆蓋部13。例如，在低溫?zé)Y(jié)介電組合物形成了多層陶瓷電容器的介電主 體10的覆蓋部13的情況下，燒結(jié)前的鈦酸鋇（BaTi0 3)的平均粒徑可超出lOOnm至200nm 的范圍。
[0027] 在介電顆粒的平均粒徑過?。ā?00nm)的情況下，會(huì)難以實(shí)現(xiàn)電容量，在介電顆粒 的平均粒徑過大（>200nm)的情況下，可容易實(shí)現(xiàn)電容量，但會(huì)增加燒結(jié)溫度，且高溫絕緣 電阻會(huì)劣化。此外，在平均粒徑大于200nm的范圍，由于顆粒的平均比表面積增大，因此不 能呈現(xiàn)出本公開中建議的輔助成分含量范圍的效果。因此，例如，在使用低溫?zé)Y(jié)組合物 形成多層陶瓷電容器的有源層11的情況下，燒結(jié)前的鈦酸鋇（BaTi0 3)的平均粒徑可以是 lOOnm至200nm。例如，當(dāng)鈦酸鋇（BaTi03,主要成分）與輔助成分彼此混合并燒結(jié)的情況下， 與燒結(jié)前的介電組合物的平均粒徑相比，燒結(jié)后的介電組合物的平均粒徑會(huì)增大。
[0028] 除了主要成分之外的輔助成分可包括碳酸鋇（BaC03)、稀土氧化物、氧化錳（MnO) 和硼硅酸鹽基玻璃。
[0029] 在這種情況下，基于lOOmol%的主要成分，碳酸鋇（BaC03)的含量可以是 1. Omol %至2. Omol %，稀土氧化物的含量可以是0. 5mol %至1. Omol %，氧化猛（MnO)的含 量可以是0. lmol%至1. Omol%，硼娃酸鹽基玻璃的含量可以是1. Omol%至2. Omol%。在 下文中，應(yīng)注意的是，除非在此另外限定，否則將基于lOOmol%的主要成分說明輔助成分的 含量。
[0030] 稀