电介质陶瓷组合物及层叠陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种即使在较高的电场强度下，特性也良好，特别是IR特性及高温负载寿命也良好的电介质陶瓷组合物。本发明专利技术的电介质陶瓷组合物包含：由以组成式(Ba1‑x‑ySrxCay)m(Ti1‑ZZrZ)O3表示的钙钛矿型化合物构成的主成分、由稀土元素的氧化物构成的第一副成分、和作为烧结助剂的第二副成分，所述电介质陶瓷组合物其特征在于，含有稀土元素的扩散率高的电介质颗粒，优选含有全固溶颗粒，在将扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度为5原子％以上，并且扩散相中的Zr的平均浓度为10原子％以上。

Dielectric ceramic composition and laminated ceramic capacitor

The aim of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition with good properties, especially IR characteristics and high temperature load life even at a higher electric field intensity. Dielectric ceramic composition of the present invention includes: from the composition of type (Ba1 x ySrxCay m (Ti1) ZZrZ O3) said the perovskite type compounds constitute the main ingredients, by rare earth oxide composition, and a first deputy as sintering additive second ingredients, wherein the dielectric ceramic composition and its characteristics the diffusion rate, containing rare earth elements with high dielectric particles, preferably containing solid solution particles in the concentration diffusion phase of Ti atoms is 100 atomic%, the average concentration of rare earth elements R diffusion phase for more than 5 atomic%, the average concentration and diffusion phase Zr of 10 atomic% above.

【技术实现步骤摘要】
电介质陶瓷组合物及层叠陶瓷电容器
本专利技术涉及一种电介质陶瓷组合物及包含由该电介质陶瓷组合物构成的电介质层的层叠陶瓷电容器，特别是涉及一种IR特性及高温负载寿命良好的电介质陶瓷组合物。
技术介绍
近年来，随着伴随电子电路的高密度化对电子部件小型化的要求提高，并且层叠陶瓷电容器的小型、大容量化快速发展，用途也有所扩大且要求的特性各种各样。例如，以较高的额定电压(例如100V以上)使用的中高压用电容器可以适用于ECM(发动机电子计算机模块，EngineElectricComputerModule)、燃料喷射装置、电子控制节流阀、变频器、转换器、高强度放电(HID)前照灯组合件、混合动力引擎的电池控制单元、数字静物摄影机等设备中。在如上述那样的以较高的额定电压使用的情况下，虽然在较高的电场强度下使用，但如果电场强度变高，则相对介电常数或绝缘电阻降低，其结果，存在使用环境下的有效容量或可靠性降低的问题。例如，专利文献1中公开有一种层叠陶瓷电容器，其具备由具有核壳结构的电介质颗粒构成的电介质层。该电介质颗粒在壳部具有副成分的浓度梯度，在颗粒边界附近及壳部与核部的边界附近具有副成分浓度的最大值。记载了使用了该电介质颗粒的层叠陶瓷电容器的容量温度特性、寿命特性良好。但是，专利文献1所记载的层叠陶瓷电容器中，有时直流电压施加等较高的电场强度下的特性不充分，从而寻求特性的进一步提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-256091号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术鉴于这样的实际情况，其目的在于提供一种即使在较高的电场强度下，特性也良好，特别是IR特性及高温负载寿命也良好的电介质陶瓷组合物。另外，本专利技术的目的在于提供一种层叠陶瓷电容器，其具有由该电介质陶瓷组合物构成的电介质层。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术所涉及的电介质陶瓷组合物其特征在于，包含：由以组成式(Ba1-x-ySrxCay)m(Ti1-ZZrZ)O3表示的钙钛矿型化合物(其中，所述m、x、y、z全部表示摩尔比，且分别满足0.94≦m≦1.1、0≦x≦1.0、0≦y≦1.0、0≦(x+y)≦1.0、0.1≦z≦0.3)构成的主成分；由稀土元素R的氧化物(其中，R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少一种)构成的第一副成分；和作为烧结助剂的第二副成分，所述电介质陶瓷组合物含有多个电介质颗粒，所述电介质颗粒具有由所述主成分构成的主成分相和第一副成分在主成分中扩散而成的扩散相，相对于截面中的所述主成分相和所述扩散相的合计面积，扩散相所占的面积的比例平均为95％以上，在将所述扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度为5原子％以上，并且扩散相中的Zr的平均浓度为10原子％以上。本专利技术优选的实施方式中，在将所述扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度优选为8原子％以上，另外，扩散相中的Zr的平均浓度优选为20原子％以上。另外，本专利技术其它优选的实施方式中，在将所述扩散相中的稀土元素R的平均浓度设为Ra，且将扩散相中的Zr的平均浓度设为Za的情况下，Ra/Za更优选为0.2＜(Ra/Za)＜0.45。作为本专利技术所涉及的电子部件，只要含有上述电介质陶瓷组合物，就没有特别地限定，可以列举：层叠陶瓷电容器、压电元件、片式电感器、片式压敏电阻、片式热敏电阻、片式电阻、其它表面安装(SMD)片式电子部件。层叠陶瓷电容器具有：含有本专利技术的电介质陶瓷组合物的电介质层和内部电极层。专利技术的效果根据本专利技术，通过将各成分的含量设为上述的范围内，还将主成分相与扩散相的面积比及扩散相的组成设为所述范围，可以得到IR特性及高温负载寿命特别良好的电介质陶瓷组合物。特别是通过将扩散相的组成设为特定的范围，可以良好地维持相对介电常数等的基本特性，而且提高IR特性及高温负载寿命。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的截面图。图2是图1所示的电介质层2的主要部分放大截面图。图3表示实施例中的试样9～26的高温负载寿命(MTTF)与扩散相的稀土元素平均浓度Ra的关系。图4表示实施例中的试样9～26的IR特性与扩散相的稀土元素平均浓度Ra的关系。图5表示实施例中的试样9～26的高温负载寿命(MTTF)与扩散相的Zr平均浓度Za的关系。图6表示实施例中的试样9～26的IR特性与扩散相的Zr平均浓度Za的关系。符号的说明1…层叠陶瓷电容器2…电介质层21…核壳结构颗粒22…全固溶颗粒3…内部电极层4…外部电极10…电容器元件主体具体实施方式以下，基于附图所示的实施方式说明本专利技术。层叠陶瓷电容器1如图1所示，作为陶瓷电子部件的非限制性的一个例子的层叠陶瓷电容器1具有电介质层2和内部电极层3交替层叠而成的结构的电容器元件主体10。内部电极层3以各端面在电容器元件主体10的相对的两个端部的表面上交替露出的方式层叠。一对外部电极4形成于电容器元件主体10的两端部，并与交替配置的内部电极层3的露出端面连接，从而构成电容器电路。电容器元件主体10的形状没有特别地限制，如图1所示，通常设定为长方体状。另外，其尺寸也没有特别地限制，只要根据用途设定为适当的尺寸即可。电介质层2电介质层2由本实施方式所涉及的电介质陶瓷组合物构成。电介质陶瓷组合物含有作为主成分的钙钛矿型(ABO3型)的钛酸钡系复合氧化物和后述第一副成分及第二副成分，根据需要含有其它副成分。主成分为以组成式(Ba1-x-ySrxCay)m(Ti1-ZZrZ)O3表示的钙钛矿型化合物。在此，m、x、y、z全部表示摩尔比。组成式中的m表示A/B比，为0.94≦m≦1.1，优选为0.95≦m＜0.99。另外，在其它的优选实施方式中，m也可以为0.94≦m≦0.95，也可以为0.99≦m≦1.1。如果主成分的m值过小，则由于烧结过多(异常晶粒生长)而导致IR特性变低；如果m值过大，则有时高温负载寿命降低。组成式中的x表示A位点的Sr的比例，为0≦x≦1.0，优选为0≦x≦0.2，进一步优选为0≦x≦0.1，更优选为0≦x≦0.02，也可以为0。组成式中的y表示A位点的Ca的比例，为0≦x≦1.0，优选为0≦x≦0.2，进一步优选为0≦x≦0.1，更优选为0≦x≦0.02，也可以为0。另外，(x+y)为0≦(x+y)≦1.0，优选为0≦(x+y)≦0.4，进一步优选为0≦(x+y)≦0.2，更优选为0≦(x+y)≦0.04，也可以为0。组成式中的z表示B位点的Zr的比例，为0.1≦z≦0.3，优选为0.15≦z≦0.28。另外，在其它优选的实施方式中，z也可以为0.1≦z≦0.15，也可以为0.28≦z≦0.3。通过利用Zr置换B位点，能带隙变高，可以提高电阻。另一方面，如果Zr过量，则妨碍作为第一副成分的稀土元素向主成分的固溶，有高温负载寿命变低的倾向。电介质陶瓷组合物含有作为第一副成分的稀土元素R的氧化物。在此，稀土元素是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少一种，优选为选自Y、Eu、Gd、Tb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质陶瓷组合物，其中，包含：由以组成式(Ba1‑x‑ySrxCay)m(Ti1‑ZZrZ)O3表示的钙钛矿型化合物构成的主成分，其中，所述m、x、y、z全部表示摩尔比，并且分别满足0.94≦m≦1.1、0≦x≦1.0、0≦y≦1.0、0≦(x+y)≦1.0、0.1≦z≦0.3；由稀土元素R的氧化物构成的第一副成分，其中，R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少一种；和作为烧结助剂的第二副成分，所述电介质陶瓷组合物含有多个电介质颗粒，所述电介质颗粒具有由所述主成分构成的主成分相和第一副成分在主成分中扩散而成的扩散相，相对于截面中的所述主成分相和所述扩散相的合计面积，扩散相所占的面积的比例平均为95％以上，在将所述扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度为5原子％以上，并且扩散相中的Zr的平均浓度为10原子％以上。

【技术特征摘要】
2016.03.30 JP 2016-0687571.一种电介质陶瓷组合物，其中，包含：由以组成式(Ba1-x-ySrxCay)m(Ti1-ZZrZ)O3表示的钙钛矿型化合物构成的主成分，其中，所述m、x、y、z全部表示摩尔比，并且分别满足0.94≦m≦1.1、0≦x≦1.0、0≦y≦1.0、0≦(x+y)≦1.0、0.1≦z≦0.3；由稀土元素R的氧化物构成的第一副成分，其中，R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少一种；和作为烧结助剂的第二副成分，所述电介质陶瓷组合物含有多个电介质颗粒，所述电介质颗粒具有由所述主成分构成的主成分相和第一副成分在主成分中扩散而成的扩散相，相对于截面中的所述主成分相和所述扩散相的合计面积，扩散相所占的面积的比例平均为95％以上，在将所述扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度为5原子％以上，并且扩散相中的Zr的平均浓度为10原子％以上。2.根据权利要求1所述的电介质陶瓷组合物，其中，在将所述扩散相中的Ti原子的浓度设为100原子％的情况下，扩散相中的稀土元素R的平均浓度为8原子％以上。3.根据权利要求1所述的电介质陶瓷组合物，其中，在将所述扩散相中的T...

【专利技术属性】
技术研发人员：樱井弹，森崎信人，石井辰也，有泉琢磨，桥本晋亮，伊藤康裕，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP