介电陶瓷组合物和多层电子元件制造技术

专利文献１的用于高频的介电陶瓷组合物具有１３５０℃～１４００℃之高的焙烧温度，因为过分高的焙烧温度，所以不适合用作多层电容器的材料。专利文献２的多层电容器需要复杂费时的制备方法，由于粘合层和陶瓷层之间的热收缩系数差，所以产生结构缺陷，从而存在多层陶瓷电容器小型化和多层化的困难。本发明专利技术的介电陶瓷组合物由通式Ｍｇ↓［ｘ］ＳｉＯ↓［２＋ｘ］＋ａＳｒ↓［ｙ］ＴｉＯ↓［２＋ｙ］表示，其中ｘ、ｙ和ａ分别满足关系式：１．７０≤ｘ≤１．９９、０．９８≤ｙ≤１．０２和０．０５≤ａ≤０．４０。

Dielectric ceramic composition and multilayer electronic component

The high-frequency dielectric ceramic composition of the patent document 1 has a high calcination temperature of 1350 DEG C to 1400 DEG C, so it is not suitable for use as a multilayer capacitor because of the excessive calcination temperature. Multilayer capacitor patent literature 2 required the preparation method of the complex and time-consuming, due to thermal shrinkage coefficient between the adhesive layer and the ceramic layer, so the structure defects, and thus the existence of multilayer ceramic capacitor miniaturization and multilayer difficulties. Dielectric ceramic composition of the present invention consists of general formula Mg: X SiO: 2 + X + aSr: y TiO: 2 + y, x, y and a respectively, which satisfy the relation: 1.70 = x = 1.99, 0.98 = y = 1.02 and a = 0.05 ~ 0.40.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种介电陶瓷组合物和多层电子元件，更具体地说，本专利技术涉及一种适合用于温度补偿的介电陶瓷组合物和多层电子元件。
技术介绍
这种普通的介电陶瓷组合物的已知例子包括由本专利技术的申请人在专利文献1中提出的用于高频的介电陶瓷组合物。介电陶瓷组合物包含由通式xMgO-ySiO2(其中x和y表示各个元素的重量百分比，满足40≤x≤85，15≤y≤60和x+y＝100)表示的陶瓷组合物和经烧结转化为氧化钡的材料(Ba源)和经烧结转化为氧化锶的材料(Sr源)中的一种或两种。以BaCO3和SrCO3计，Ba源和Sr源加入的总含量为0.3重量％～3.0重量％。专利文献2公开一种多层陶瓷电容器，包括两种或更多种具有不同介电特性的陶瓷介电层。在该多层陶瓷电容器中，交替地层压介电层和导电层，导电层布置在每个介电层的至少一个表面上。另外，在每个介电层的整个表面(包括导电层)上，形成玻璃材料膏层，以形成包括玻璃材料膏层和导电层的粘合层。粘合层的导电层用于形成预定的图案，陶瓷薄片结合到玻璃材料膏层和导电层中的一层或两层上。导电层由导电膏或导电粘合剂组成，并且通过层压单独形成并具有不同介电特性的两种或更多种介电陶瓷薄片中的至少一片形成介电层。专利文献3公开一种由镁橄榄石、钛酸锌和钛酸钙组成的用于高频的介电陶瓷组合物。该介电陶瓷组合物具有由通式xMg2SiO4-yZn2TiO4-zCaTiO3(其中x、y和z用摩尔％表示，满足21＜x＜88，4＜y＜71，4≤z≤14和x+y+z＝100)表示的组成。专利文献1日本专利第3446249号公报专利文献2日本审查专利申请公开第6-48666号公报专利文献3日本未审查专利申请公开第2004-131320号公报
技术实现思路
本专利技术解决的问题专利文献1的用于高频的介电陶瓷组合物可以在比普通镁橄榄石(Mg2SiO4)低的温度下烧结，具有高的Q因子和高的介电常数。因此，该组合物优选用作例如用于微波集成电路等在微波段使用的电路元件基片和介电共振支架的材料。但是，该组合物具有1350℃～1400℃之高的焙烧温度，因为其高的焙烧温度，在用作多层电容器材料时仍然存在问题。专利文献2的多层陶瓷电容器用粘合层层压两种或更多种的例如具有正负温度系数的介电陶瓷薄片等具有不同介电特性的介电陶瓷薄片制成。单独地制备具有不同介电特性的介电陶瓷薄片，用包括玻璃材料膏和导电膏的粘合剂粘合在一起制备层压片，接着焙烧。因此，制备多层陶瓷电容器的方法复杂，花费大量的时间。另外，因为每层均包括玻璃材料膏和导电膏的陶瓷层和粘合层之间的热收缩系数差，会发生结构缺陷，从而产生难以实现陶瓷电容器的小型化和多层化的问题。在专利文献3所述的用于高频的介电陶瓷组合物中，介电常数可以控制在8～20的范围，共振频率f0和Q因子的乘积Q×f0高，共振频率f0的温度系数τf的绝对值为30ppm/℃或更小，并且容易控制。但是，焙烧温度为1300℃～1500℃之高，用作具有负温度特性的材料的CaTiO3具有-1500ppm/℃之低的负梯度。因此，为了获得0ppm/℃的温度特性，必须加入大量的CaTiO3，导致介电常数在0ppm/℃下增至16的问题。为了解决上述问题完成了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种介电陶瓷组合物和多层电子元件，在低容量的小型多层电子元件设计中可以在比普通镁橄榄石低的温度下焙烧，控制到预定的介电常数温度特性，并且多层化而不产生结构缺陷，能降低等效串联电阻，抑制电容量变化，满足JIS标准特性，包括CG-CK、LG-LK、PG-PK、RG-RK、SH-SK、TH-TK、UH-UK和SL性能(此后简称为“CG-SL性能”)。解决问题的手段如本专利技术的权利要求1所述的介电陶瓷组合物由通式MgxSio2+x+aSryTiO2+y表示，其中x、y和a分别满足关系式1.70≤x≤1.99、0.98≤y≤1.02和0.05≤a≤0.40。如本专利技术的权利要求2所述的多层电子元件包括多层介电陶瓷层的层压片、布置在各个介电陶瓷层之间的内电极、和电连接到内电极上的外电极。使用权利要求1所述的介电陶瓷组合物形成介电陶瓷层。换句话说，本专利技术的介电陶瓷组合物由通式MgxSiO2+x+aSryTiO2+y表示。该介电陶瓷组合物基本上这样形成将预定量的具有负的温度特性的钛酸锶(SrTiO3)加到具有正的温度特性、低的介电常数和优异的高频性能的镁橄榄石(Mg2SiO4)中制备镁橄榄石和钛酸锶的混合晶体，从而可以降低介电常数，容易控制温度特性，得到需要的温度系数。结果，可以得到温度特性在温度补偿应用所需要的JIS标准CG-SL特性的宽范围中的介电陶瓷组合物。因此，本专利技术的介电陶瓷组合物适合用在例如用于温度补偿等的低容量陶瓷电容器等多层电子元件的制备中。在本专利技术的介电陶瓷组合物中，SryTiO2+y与MgxSiO2+x的摩尔比a(＝SryTiO2+y/MgxSiO2+x)满足关系式0.05≤a≤0.40。由于随着加入的钛酸锶的含量a增加，电容量的温度系数TCC连续地变化到负值侧，所以可以通过控制a的值将温度系数控制到需要的值。即，当a的值满足本专利技术的范围时，可以得到满足温度特性在JIS标准CG-SL特性的宽范围中的介电陶瓷组合物。当a的值小于0.05时，镁橄榄石的温度特性占优势，这样不能改进温度特性。另外，当a的值超过0.4时，电容量随温度的变化速率过分负地增加，介电常数εr增加。但是，在温度特性必须比SL特性更负的应用中，为了实现这样的温度特性，将a的值控制在0.40或更大。在本专利技术的介电陶瓷组合物中，通式中的x满足关系式1.70≤x≤1.99。如上述，普通镁橄榄石的烧结温度为1350℃～1400℃之高。但是，在本专利技术的介电陶瓷组合物中，将Mg与Sr的比(Mg/Sr＝x)控制在上述范围中，再加入钛酸锶以显著地改进烧结性。因此，所述陶瓷组合物可以在不使用例如低熔点玻璃等烧结助剂的情况下，在比普通镁橄榄石型介电陶瓷组合物低的约1100℃～1300℃下充分地烧结。但是，当x小于1.70时，不能产生Mg2SiO4相和SrTiO3相，不能改进例如用于温度补偿的多层电子元件等需要的温度特性。并且，当x超过1.99时，不能降低介电陶瓷组合物的烧结温度，所述介电陶瓷组合物不能在最高约1300℃的低温范围中烧结，例如在使用Ag-Pd合金、Pd等形成内电极的过程中，该温度范围不会不利地影响多层电子元件的内电极。并且，在本专利技术的介电陶瓷组合物中，上述通式中的y满足关系式0.98≤y≤1.02。通过控制钛酸锶的Sr与Ti的比(Sr/Ti＝y)，可以使温度特性稳定，将其控制到目标温度特性。在本专利技术中，y的上述范围被满足，从而温度特性可以稳定在JIS标准从CG特性(电容量的温度系数TCC＝0±30ppm/℃或更小)至SL特性(电容量的温度系数TCC＝+350～-1000ppm/℃或更小)的宽范围中。当y小于0.98或超过1.02时，不能稳定地产生Mg2SiO4相和SrTiO3相，这样不能改进温度特性。因此，在本专利技术的多层电子元件中，使用本专利技术的介电陶瓷组合物形成介电陶瓷层。通过使用用于形成多层电子元件的介电陶瓷层的本专利技术的介电陶瓷组合物，可以不使用烧结助剂，在比普通镁橄榄石低的约1100℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由通式Ｍｇ↓［ｘ］ＳｉＯ↓［２＋ｘ］＋ａＳｒ↓［ｙ］ＴｉＯ↓［２＋ｙ］表示的介电陶瓷组合物，其中ｘ、ｙ和ａ分别满足关系式：１．７０≤ｘ≤１．９９、０．９８≤ｙ≤１．０２和０．０５≤ａ≤０．４０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村浩，佐野晴信，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]