介电组成、介电元件、电子部件和多层电子部件制造技术

所解决的问题在于提供一种介电组成，该介电组成被有利地用在其中施加高电压的位置中，该介电组成具有当施加DC偏压时的极好的介电常数、极好的DC偏压特性，并且还具有极好的机械强度；并且还在于提供一种包括所述介电组成的介电元件、电子部件和层压电子部件。一种具有包含至少Bi、Na、Sr和Ti的钙钛矿晶体结构的介电组成。所述介电组成包括从La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Ba、Ca、Mg和Zn之中选择的至少一种。所述介电组成包括具有核‑壳结构的特定颗粒，所述核‑壳结构具有至少一个包括SrTiO3的核部分。0.20≤α≤0.70，其中α是特定颗粒的数目相对于包含在介电组成中的颗粒的总数目的比。

Dielectric composition, dielectric components, electronic components and multi-layer electronic components

To solve the problem is to provide a dielectric, the dielectric composition is advantageously used in the high voltage is applied to the position, DC bias characteristics of the dielectric composition has excellent dielectric constant and excellent when applying the DC bias, and also has excellent mechanical strength and is also provided; a composition comprising the dielectric dielectric element, electronic components and laminated electronic parts. A dielectric composition with a perovskite crystal structure containing at least Bi, Na, Sr and Ti. The dielectric composition includes at least one of the choices from La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Yb, Ba, Nd, etc. The dielectric is composed of particles with a specific nuclear shell structure, the nuclear shell structure has at least one SrTiO3 including the nuclear part. 0.20 < alpha < 0.70, which is the number of specific alpha particles contained in the dielectric composition relative to the total number of particles in the ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】介电组成、介电元件、电子部件和多层电子部件
本专利技术涉及介电组成以及包括所述介电组成的介电元件，并且涉及电子部件和层压电子部件；更具体地，本专利技术涉及被用于具有相对高的额定电压的应用的介电组成、介电元件、电子部件和层压电子部件。
技术介绍
近年来，随着电子电路达到更高的密度，对介电元件的小型化和增加的可靠性的要求越来越大，并且电子部件（诸如层压陶瓷电容器）的小型化连同增加的容量和更高的可靠性正在迅速发展，同时其应用也在扩大。在这种情况发生时，需要各种特性。包括钛酸钡（BaTiO3）作为主要组分的材料常规地经常用作用于此类应用的介电组成。例如，诸如机动车辆DC-DC转换器或AC-DC逆变器的平滑电容器或缓冲电容器经常用在其中施加数百伏特的高DC偏压的位置中。因此，在这些电子部件中使用的介电元件必须具有当施加高DC偏压时的高介电常数。另外，如果介电材料具有低机械强度，则存有在生产期间或在基板上安装期间破裂或分裂等的风险，以及因此产品不适合的风险；同时也需要高机械强度。因此，对于具有包括以BaTiO3作为主要组分的介电组成的介电层的常规电子部件存在问题，因为当施加高DC偏压时存在介电常数的减小。该问题是由于以下事实：BaTiO3是铁电材料，这使得该问题在将BaTiO3用作主要组分时难以避免。因此当具有包括以BaTiO3作为主要组分的介电组成的介电层的电子部件被用于涉及高DC偏压施加的应用时，有必要想出一种用于使用这样的电子部件的方法。根据已知方法的一个示例，预测介电常数减小的量并且使多个电子部件并联连接以供使用，以便维持需要的电容或介电常数。此外，当以BaTiO3作为主要组分的常规介电组成被用于在数伏特或更少的低DC偏压下的应用时，施加到介电层上的场强度是小的，因此可能采用如下设计：其中介电层充分薄并且电极表面积充分小使得不发生击穿。那就是说，能够使介电材料更紧凑并且重量更轻。如果介电材料更小并且重量更轻，则还减小了所需要的机械强度。例如，即使介电材料在生产期间跌落也基本上没有破裂或分裂，因为可能维持与介电材料的尺寸和重量相称的足够的机械强度。然而，当以BaTiO3作为主要组分的常规介电组成在数百伏特或更大的高DC偏压下使用时，介电层必须充分厚以确保相对于击穿的安全性。因此，有必要增加电极表面积以便维持需要的电容。那就是说，介电材料趋于变得更大和更重。因此，所需要的机械强度也增加。如果介电材料在生产期间跌落则它可能破裂或分裂，因为不可能确保与介电材料的尺寸和重量相称的足够的机械强度。为了解决这些问题，下面提到的专利文献1描述了一种以钛酸钡作为主要组分且包含Ca、Sr、Mg、Mn和稀土元素的介电瓷制品，并且其特征在于核-壳结构，在其中颗粒表面处的Ca浓度大于颗粒中心处的Ca浓度，并且Sr、Mg、Mn和稀土元素在颗粒表面处不均匀地分布。此外，下面提到的专利文献2描述了一种介电瓷制品，其特征在于它包括在其中利用Zr来代替B位点的部分的钙钛矿钛酸钡晶粒（BTZ型晶粒）和在其中利用Sr来代替A位点的部分的钙钛矿钛酸铋钠晶粒（BNST型晶粒）二者，并且特征还在于核-壳结构，在所述核-壳结构中在BTZ型晶粒与BNST型晶粒之间的晶界相中存在Mg、Mn和至少一种稀土元素，并且BTZ型晶粒和BNST型晶粒二者的平均颗粒尺寸是0.3-1.0µm。然而，尽管包括BaTiO3作为主要组分且具有核-壳结构的介电瓷制品（诸如在专利文献1中描述的那个）具有在20℃下当不施加DC偏压时的2500或更大的相对高的介电常数值，但是当施加5V/µm的DC偏压时的介电常数的变化率或电容的变化率（DC偏压特性）是小于-70%的值，因此变化率是大的并且该值对于在高电压下使用的电容器而言不能够被视为是足够的。此外，没有提到机械强度。同时，诸如在专利文献2中描述的那个的陶瓷组成的主要特征在于存在具有核-壳结构的BTZ型晶粒和BNST型晶粒二者的事实。此外，BTZ型晶粒和BNST型晶粒二者都形成具有核-壳结构，在所述核-壳结构中Mg、Mn和稀土金属中的至少一种在颗粒表面处比在颗粒的中心处更不均匀地分布，并且因此在20℃下当不施加DC偏压时的介电常数实现2750或更大的相对高的值，并且当施加3V/µm的DC偏压时的DC偏压特性实现小于-20%的值，但是该值对于在高电压下（诸如在诸如机动车辆DC-DC转换器或AC-DC逆变器的平滑电容器或缓冲电容器中）使用而言不能够被视为是足够的。此外，没有提到机械强度。现有技术文献专利文献【专利文献1】JP2006-206362A【专利文献2】JP2005-22891A。
技术实现思路
待由本专利技术解决的问题鉴于上面概述的情形，本专利技术的目的在于提供一种介电组成，该介电组成被有利地用在其中施加高电压的位置中，该介电组成具有当施加DC偏压时的极好的介电常数、极好的DC偏压特性，并且还具有极好的机械强度；并且还在于提供一种包括所述介电组成的介电元件、电子部件和层压电子部件。用于解决该问题的措施为了实现上面提到的目的，一种介电组成，为包含至少Bi、Na、Sr和Ti的钙钛矿晶体结构，并且其特征在于：所述介电组成包括从La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Ba、Ca、Mg和Zn之中选择的至少一种；所述介电组成包括具有核-壳结构的特定颗粒，所述核-壳结构具有至少一个包括SrTiO3的核部分；并且0.20≤α≤0.70，其中α是特定颗粒的数目相对于包含在介电组成中的颗粒的总数目的比。通过设置0.20≤α≤0.70，其中α是特定颗粒的数目相对于包含在介电组成中的颗粒的总数目的比，可能改进当施加DC偏压时的介电常数，并且还改进DC偏压特性和机械强度。此外，从La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Ba、Ca、Mg和Zn之中选择的所述至少一种的含量优选地在0.2和14.3摩尔份之间，把介电组成的Ti含量看作100摩尔份。这使得可能进一步改进当施加DC偏压时的介电常数以及DC偏压特性。另外，优选地，0.92≤β≤3.00，其中β是介电组成中Sr相对于Na的摩尔比。这使得可能进一步改进当施加DC偏压时的介电常数、DC偏压特性以及机械强度。根据本专利技术的介电元件设有上面提到的介电组成。根据本专利技术的电子部件设有包括上面提到的介电组成的介电层。根据本专利技术的层压电子部件具有通过使内部电极层和包括上面提到的介电组成的介电层交替地层压而形成的层压部分。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的一个模式的陶瓷电容器的示意图；图2是根据本专利技术的实施例的不同模式的层压陶瓷电容器的横截面中的视图；以及图3是根据本专利技术的实施例的一个模式的介电组成中的颗粒的示意图。具体实施方式下面将参考附图描述本专利技术的实施例的优选模式。应该指出，本专利技术不限于实施例的以下模式。此外，下面描述的构成要素包括本领域技术人员能够容易地设想到的要素以及还有实质上相同的要素。另外，下面描述的构成要素可以酌情被组合。图1是根据本专利技术的实施例的一个模式的单层陶瓷电容器的示意图。如图1中所示，根据本专利技术的实施例的一个模式的单层陶瓷电容器100包括盘形介电体1和一对电极2、3。通过在介电体1的两个表面上形成电极2、3来获得单层陶瓷电容器100。关于介电体1和电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有包含至少Bi、Na、Sr和Ti的钙钛矿晶体结构的介电组成，其特征在于：所述介电组成包括从La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Ba、Ca、Mg和Zn之中选择的至少一种；所述介电组成包括具有核‑壳结构的特定颗粒，所述核‑壳结构具有至少一个包括SrTiO3的核部分；并且0.20 ≤ α ≤ 0.70，其中α是特定颗粒的数目相对于包含在介电组成中的颗粒的总数目的比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 JP 2015-1433721.具有包含至少Bi、Na、Sr和Ti的钙钛矿晶体结构的介电组成，其特征在于：所述介电组成包括从La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Ba、Ca、Mg和Zn之中选择的至少一种；所述介电组成包括具有核-壳结构的特定颗粒，所述核-壳结构具有至少一个包括SrTiO3的核部分；并且0.20≤α≤0.70，其中α是特定颗粒的数目相对于包含在介电组成中的颗粒的总数目的比。2.根据权利要求1所述的介电组成，其中从La、Ce...

【专利技术属性】
技术研发人员：M广濑，G田内，T井川，T寺田，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE