介电陶瓷及层叠陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术提供一种介电陶瓷，其以BaTiO3系作为主成分，作为副成分，含有稀土类元素R(R是选自Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Y中的至少一种)、M(M是选自Mg、Mn、Ni、Co、Cu、Al、Mo、W及V中的至少一种)、SiO2及CaO。该介电陶瓷中所含的晶粒当中，固溶有Si的晶粒(11)的个数比例为5％以上。

Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor

The invention provides a dielectric ceramic, with BaTiO3 as the main ingredient, as ingredients, containing rare earth elements R (R is at least one selected from the group consisting of Nd, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb and Y) and M (M is at least one selected from the group consisting of Mg, Mn, Ni, Co, Cu, Al, Mo, W and V in SiO2, and CaO). Among the grains contained in the dielectric ceramics, the ratio of the number of solid solution Si (11) is more than 5%.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号：201010289723.x，申请日：2009.10.09，专利技术名称：“介电陶瓷及层叠陶瓷电容器”的申请的分案申请。
本专利技术涉及介电陶瓷及层叠陶瓷电容器，特别涉及适于在薄层大电容型的层叠陶瓷电容器中使用的介电陶瓷的微结构及使用该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器。
技术介绍
作为满足层叠陶瓷电容器的小型化及大电容化的要求的有效的途径之一，有如下的方法，即，实现层叠陶瓷电容器中具备的介电陶瓷层的薄层化。为此，介电陶瓷层有时例如被减薄至1μm左右的厚度。但是，随着介电陶瓷层的薄层化的推进，施加在介电陶瓷层的每一层上的电场强度相对地升高。这样，对于所用的介电陶瓷，就要求提高施加电压时的可靠性，更具体来说，特别是要求提高高温负荷试验及耐湿负荷试验中的寿命特性。作为本专利技术所感兴趣的介电陶瓷，例如有日本特开平10-330160号公报(专利文献1)中记载的介电陶瓷。在其中公开有用于实现介电陶瓷的绝缘破坏电压的技术，更具体来说，公开有如下的内容。对向BaCO3和TiO2中添加了MnO的材料进行煅烧而得到Ba(Ti，Mn)O3。向该煅烧后的Ba(Ti，Mn)O3中，加入MnO、MgO、Dy2O3及Li2O+SiO2+BaO玻璃成分进行煅烧，用所得到的材料来制作生片，使用该生片制作层叠电容器的层叠体。将层叠体在还原性气氛中烧成，然后进行氧化处理。这样，Mn就会大致均匀地分布在晶粒的强介电体相部分(芯)和常介电体相部分r>(壳)双方中，绝缘破坏电压升高。但是，即使在使用了上述的专利文献1中记载的介电陶瓷的情况下，如果进一步推进介电陶瓷层的薄层化，则对于可靠性，特别是对于高温负荷试验及耐湿负荷试验的寿命特性来说就会不够充分，需要进一步的改善。而且，专利文献1中，对于介电陶瓷层的厚度，没有任何公开。专利文献1日本特开平10-330160号公报
技术实现思路
所以，本专利技术的目的在于，提供即使推进介电陶瓷层的薄层化也可以实现高可靠性的介电陶瓷及使用该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器。本专利技术首先是面向如下的介电陶瓷的材料，即，以BaTiO3系作为主成分，作为副成分，含有R(R是选自Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Y中的至少一种)、M(M是选自Mg、Mn、Ni、Co、Cu、Al、Mo、W及V中的至少一种)及SiO2，为了解决上述的技术问题，其特征在于，该介电陶瓷中所含的晶粒当中，固溶有Si的晶粒的个数比例为5％以上。优选在本专利技术的介电陶瓷中，作为上述副成分，还含有CaO。本专利技术还涉及如下的层叠陶瓷电容器，其具备电容器主体和多个外部电极，上述电容器主体由层叠了的多个介电陶瓷层、及沿着介电陶瓷层间的特定的界面形成的多个内部电极构成，上述多个外部电极形成于电容器主体的外表面上的互不相同的位置，并且与内部电极的特定的电极电连接。本专利技术的层叠陶瓷电容器的特征在于，介电陶瓷层由上述的本专利技术的介电陶瓷构成。根据本专利技术的介电陶瓷电容器，通过以个数计存在5％以上的固溶有Si的晶粒，就可以提高晶粒间的结合力，这样，就可以提高以该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器的耐湿负荷特性。如果在本专利技术的层叠陶瓷电容器中，作为副成分还含有CaO，则固溶有Si的晶粒的比例就容易增加，并且可以提高以该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器的高温负荷特性。附图说明图1是图解性地表示使用本专利技术的介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器1的剖面图。图2是图解性地表示本专利技术的介电陶瓷中所含的晶粒11及12的图。其中，1层叠陶瓷电容器，2介电陶瓷层，3、4内部电极，5电容器主体，6、7外部电极，11Si固溶粒子，12Si非固溶粒子具体实施方式参照图1，首先对应用本专利技术的介电陶瓷的层叠陶瓷电容器1进行说明。层叠陶瓷电容器1具备以层叠了的多个介电陶瓷层2和沿着介电陶瓷层2间的特定的界面形成的多个内部电极3及4构成的电容器主体5。内部电极3及4例如以Ni作为主成分。在电容器主体5的外表面上的互不相同的位置，形成有第一及第二外部电极6及7。外部电极6及7例如以Ag或Cu作为主成分。图1所示的层叠陶瓷电容器1中，第一及第二外部电极6及7形成于电容器主体5的相互对置的各端面上。内部电极3及4具有与第一外部电极6电连接的多个第一内部电极3和与第二外部电极7电连接的多个第二内部电极4，这些第一及第二内部电极3及4在层叠方向上交互地配置。而且，层叠陶瓷电容器1既可以是具备2个外部电极6及7的2端子型的电容器，也可以是具备多个外部电极的多端子型的电容器。此种层叠陶瓷电容器1中，介电陶瓷层2由如下的介电陶瓷构成，即，以BaTiO3系作为主成分，作为副成分，含有稀土类元素R(R是选自Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Y中的至少一种)、M(M是选自Mg、Mn、Ni、Co、Cu、Al、Mo、W及V中的至少一种)及SiO2。而且，在上述BaTiO3系主成分中，Ba的一部分也可以被Ca及Sr的至少一方置换，另外，Ti的一部分也可以被Zr及Hf的至少一方置换。图2中，图解性地表示出介电陶瓷中所含的几个晶粒。本专利技术中，如图2所示，存在有固溶了Si的晶粒(以下称作“Si固溶粒子”。)11和未固溶Si的晶粒(以下称作“Si非固溶粒子”。)12，其特征在于，构成介电陶瓷层2的介电陶瓷中所含的晶粒11及12当中，Si固溶粒子11的个数比例为5％以上。如上所述，通过以个数计存在5％以上的Si固溶粒子11，就可以提高晶粒11及12间的结合力，这样，就可以提高以该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器1的耐湿负荷试验的寿命特性。另外，如果在构成介电陶瓷层2的层叠体陶瓷中，作为副成分还含有CaO，则Si固溶粒子11的比例就容易增加，并且可以提高以该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器1的高温负荷试验的寿命特性。优选在本专利技术的介电陶瓷中，作为副成分的SiO2的含量相对于BaTiO3系主成分100摩尔份，为0.1～4摩尔份。另外，优选作为副成分的稀土类元素R的含量相对于BaTiO3系主成分100摩尔份，为0.1～4摩尔份。另外，优选作为副成分的M的含量相对于BaTiO3系主成分100摩尔份，为0.1～4摩尔份。在介电陶瓷作为副成分含有CaO的情况下，优选该CaO的含量相对于BaTiO3系主成分100摩尔份，为0.1～6摩尔份。在制作用于介电陶瓷的原料时，例如制作含有Si成分的BaTiO3系主成分粉末。为此，例如可以应用如下的固相合成法，即，将分别含有主成分的构成元素及Si的氧化物、碳...

【技术保护点】
一种介电陶瓷，其以BaTiO3系作为主成分，作为副成分含有R、M及SiO2，R是选自Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Y中的至少一种，M是选自Mg、Mn、Ni、Co、Cu、Al、Mo、W及V中的至少一种，所述介电陶瓷中所含的晶粒中，固溶有Si的晶粒的个数比例为5％以上，作为所述副成分，相对于BaTiO3系主成分100摩尔份还含有CaO：0.1～6摩尔份。

【技术特征摘要】
2009.10.09 JP 2009-2347291.一种介电陶瓷，其以BaTiO3系作为主成分，作为副成分含有R、M及SiO2，R是选自Nd、
Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Y中的至少一种，M是选自Mg、Mn、Ni、Co、Cu、Al、Mo、W及V中的至少
一种，
所述介电陶瓷中所含的晶粒中，固溶有Si的晶粒的个数比例为5％以上，
作为所述副成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：武藤和夫，岛田康平，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP