电介质陶瓷及使用其的层合陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术的目的在于改善使用以ＣａＺｒＯ↓［３］为主成分的电介质陶瓷、用Ｃｕ作为内部电极的层合陶瓷电容器的寿命特性。本发明专利技术涉及一种电介质陶瓷，其特征在于，以Ｃａ↓［ｘ］ＺｒＯ↓［３］＋ａＭｎ＋ｂＬｉ＋ｃＢ＋ｄＳｉ表示时，相对于１００ｍｏｌ　Ｃａ↓［ｘ］ＺｒＯ↓［３］（其中，１．００≤ｘ≤１．１０），含有０．５ｍｏｌ≤ａ≤４．０ｍｏｌ、６．０ｍｏｌ≤（ｂ＋ｃ＋ｄ）≤１５．０ｍｏｌ，且０．１５≤（ｂ／（ｃ＋ｄ））≤０．５５、０．２０≤（ｄ／ｃ）≤３．３０。另外，本发明专利技术还涉及一种使用该电介质陶瓷的层合陶瓷电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种以CaZr03为主要成分的电介质陶瓷及使用该电 介质陶瓷的寿命特性优异的层合陶瓷电容器，特别涉及一种在含有由 C u或者C u合金构成的内部电极的层合陶瓷电容器中使用的电介质陶 覺及使用该电介质陶资的层合陶瓷电容器。
技术介绍
目前为止，电介质陶瓷被用于电介质共振器、滤光器或层合电容器 等中。近年伴随机器运作频率的高频化(100MHz 2GHz左右)，用于 上述层合电容器等的电介质陶瓷优选静电电容(介电常数)的温度系数 较小。另外，作为高频电路中使用的层合电容器的特性，要求ESR(等效 串联电阻)低、高频区域的损耗小(Q值高)。另一方面，从低成本化方 面考虑，作为比电阻小的内部电极必须选择贱金属。因此，使用Cu代 替Ni、 Pd。另外，作为电介质，要求为Q值高、介电常数的温度系数 小、且可靠性高的物质。并且，由于内部电才及中4吏用Cu,所以为了能够 在1080。C以下的较低温度下烧成，防止Cu氧化，要求电介质为非还原 性材料。另外，从环境方面考虑，期望为不含Pb或Bi的电介质。专利 文献1及2中公开了满足上述要求的电介质陶瓷组合物的专利技术，并且公 开了将上述电介质陶瓷组合物用于层合陶瓷电容器中。[专利文献l]特开平5 - 217426号公报[专利文献2]特开平11 - 106259号公才艮专利文献l中，公开了一种非还原性电介质陶瓷组合物，所述非还 原性电介质陶瓷组合物含有作为主成分的(Ca卜xSrx) m (ZryTiy) 03 —zMn02 —wSi02牙M乍为添力口剂的a(LiO！/2 —RO) — (1—a) ( B03/2 -Si02)(其中，RO为SrO、 BaO及CaO中的至少1种)。此非还原性电介质陶瓷组合物，可以在约ioocrc以下的低温下进行烧成，所以 可以使用铜作为电极材料，并且可以得到Q值及介电常数高、且介电常数的温度特性也稳定的电介质陶瓷(段落)。但是，没有充 分地探讨以Cu作为内部电极的层合陶瓷电容器的寿命特性的改善。专利文献2中公开了 一种电介质陶瓷组合物，所述电介质陶瓷组 合物含有以(CaO) x (Zr!-y. Tiy ) 02表示的复合氧化物、Mn化合物 和(aLi20 - bB203 - cCaO )表示的玻璃成分。此电介质陶资组合物， 即使在1000。C以下的还原性气氛中也可以烧结，且介电常数高，并 且，介电常数的温度特性稳定，高频区域(GHz带)内的Q值以Qf表 示为1 OOOO以上，特别是高频区域内的Q值大幅度提高(段落)。 但是，没有充分地探讨以Cu为内部电极的层合陶瓷电容器的寿命特性 的改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术中没有充分探讨的课题，本专利技术的 课题在于使用以CaZrCb为主成分的电介质陶瓷，改善使用Cu作为内部 电极的层合陶瓷电容器的寿命特性。本专利技术为了解决上述课题，采用以下手段。(1) 一种电介质陶瓷，以CaxZr03 + aMn + bLi + cB + dSi表示，相 对于100molCaxZrO3(其中,l.O(K x < 1.10 )，含有0.5 mol < a < 4.0mol、 6.0 mol<b + c + d< 15.0mol，且0.15《b/ (c + d) <0.55、 0.2(Kd/c <3.30。(2) 如上述(1 )所述的电介质陶瓷，其特征在于，用Sr取代上述 CaxZr03中的部分Ca。(3) 如上述(1)或(2)所述的电介质陶瓷，其特征在于，用Ti 取代上述CaxZr03中的部分Zr。(4) 如上述(1) ~ (3)中任一项所述的电介质陶瓷，其特征在 于，还含有Mg及/或Al。(5) —种层合陶瓷电容器，所述层合陶资电容器配备多层电介质 陶瓷层、和形成于上述电介质陶覺层间的由Cu或者Cu合金构成的内部 电极、和与上述内部电极电连接的外部电极，其中，上述电介质陶资层 由上述(l) ~ (4)中任一项所述的电介质陶资构成。通过使用以CaZr03为主要成分的组成特定的本专利技术电介质陶瓷， 可以发挥提高使用Cu作为内部电极的层合陶瓷电容器的寿命特性的效果。具体实施方式对使用Cu作为内部电极的层合陶瓷电容器的寿命特性的改善进行 探讨时，发现CaZr03类电介质陶瓷的Ca/Zr比、Mn、 Li、 B及Si的含 量是决定寿命的主要原因，从而完成了本专利技术。另外，还发现即使在为 了使用Cu内部电极，而抑制Li及B的含量不使寿命降低的状态下， CaZr03类电介质陶瓷仍能够在IOO(TC以下致密化的Ca/Zr比或Li - B _ Si组成比的条件。通过使Ca^r03类电介质陶瓷的Ca/Zr比在1.00<x《1.10的范围 内，可以提高寿命特性。x值小于1.00或大于1.10时寿命特性均降低， 故优选上述范围。通过使Mn含量、即a值相对于lOOmol CaxZr03在0.5《a < 4.0mol 的范围内，寿命特性才是高。a值小于0.5mol或大于4.0mol时寿命特性均 降低，故优选上述范围。通过使Li + B + Si的总含量、即b + c + d相对于100mo1 CaxZrOj 6.0《b + c + d《15.0mol的范围内，可以在1000。C以下烧结(致密化)， 另外，寿命特性提高。b + c + d低于6.0时不能在1000。C以下烧结，高 于15.0mol时寿命特性降低，故优选上述范围。通过使Li/ (B + Si)比、即b/ (c + d)在0.15 <b/ (c + d) <0.55 的范围内，可以在1000。C以下烧结(致密化)。b/(c + d)低于0.15或 高于0.55时均不能烧结(致密化)，故优选上述范围。通过4吏Si/B比、即d/c为0.20<d/c<3.30,可以在IOO(TC以下烧结(致密化)，另外，寿命特性提高。d/c低于0.20时寿命特性降低， 高于3.30时不能在1000。C以下烧结，故优选上述范围。为了任意设计介质特性等，也可以用Sr或Ti等取代作为电介质主 要成分的CaxZr03的一部分，形成(CaySry) x (Zr^^-J 03 (其中， 1.00《x<1.10、 0<y<l、 0<z《l)。即，能够以(Ca。.9Sr(u ) xZr03、 Ca (Zro.9Tio.J 3等为主要成分。另外，为了任意设计介质特性等，也 可以与Mn、 Li、 B及Si—同追加Mg、 Al等其他元素。对于层合陶瓷电容器的制造方法没有限定，可以采用如下所述的方 法。作为原料准备CaCCb、 Zr02,进而根据需要准备SrC03、 Ti02等， 秤量上述原料使其为规定组成。然后，将上述原料湿式混合，干燥后， 在800~ 120(TC下煅烧，得到CaxZr03。相对于如上所述合成的CaxZr03， 秤量Mn原料(氧化物、碳酸盐等)、Li原料(Li2C03等)、B原料(B203 等)、Si原料(Si02等)，进而根据需要秤量Mg原料(MgO) 、 Al 原料(八1203 )等，使其为规定的组成。然后，通过将上述原料湿式混合， 干燥，得到电介质粉末。向如上所述得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质陶瓷，其特征在于，　以Ｃａ↓［ｘ］ＺｒＯ↓［３］＋ａＭｎ＋ｂＬｉ＋ｃＢ＋ｄＳｉ表示时，　相对于１００ｍｏｌ　Ｃａ↓［ｘ］ＺｒＯ↓［３］，　含有０．５ｍｏｌ≤ａ≤４．０ｍｏｌ、６．０ｍｏｌ≤ｂ＋ｃ＋ｄ≤１５．０ｍｏｌ，　且０．１５≤ｂ／（ｃ＋ｄ）≤０．５５、０．２０≤ｄ／ｃ≤３．３０，　其中１．００≤ｘ≤１．１０。

【技术特征摘要】
JP 2007-6-29 2007-1713371、一种电介质陶瓷，其特征在于，以CaxZrO3+aMn+bLi+cB+dSi表示时，相对于100mol CaxZrO3，含有0.5mol≤a≤4.0mol、6.0mol≤b+c+d≤15.0mol，且0.15≤b/(c+d)≤0.55、0.20≤d/c≤3.30，其中1.00≤x≤1.10。2、 如权利要求1所述的电介质陶瓷，其特征在于，用Sr取代所述 CaxZr03中的部分Ca。3、 如权利要求1所述的电介质陶瓷，其特征在于，用Ti取代所述 CaxZr03中的部分Zr。4、 如权利要求1所述的电介质陶覺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹冈伸介，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]