叠层型陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术提供一种叠层型陶瓷电容器，其电容温度特性满足ＥＩＡ标准的Ｘ８Ｒ特性，而且，电容的时效变化小。因此，将电介质层的组成设定为：相对于作为主成分的钛酸钡１００摩尔，选自ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ及ＳｒＯ中的至少一种所组成的第一副成分：０．１～３摩尔，含有以氧化硅为主成分的第二副成分：２～１０摩尔，选自Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、ＭｏＯ↓［３］及ＷＯ↓［３］中的至少一种所组成的第三副成分：０．０１～０．５摩尔，由Ｒ１的氧化物（其中Ｒ１为从Ｓｃ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及Ｌｕ中选择的至少一种）所组成的第四副成分：０．５～７摩尔（其中为Ｒ１单独的比率），由ＣａＺｒＯ↓［３］或ＣａＯ＋ＺｒＯ↓［２］所组成的第五副成分：０＜第五副成分≤５摩尔，由Ｒ２的氧化物（其中，Ｒ２为从Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｇｄ及Ｅｕ中选择的至少一种）所组成的第六副成分：０＜第六副成分≤９摩尔，构成上述电介质层结晶粒子的平均粒径设定为０．２μｍ～０．５５μｍ。

【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叠层型陶瓷电容器，更详细地说，涉及一种电容的时效性优良且满足X8R特性的叠层型陶瓷电容器。
技术介绍
作为电子元件的叠层型陶瓷电容器作为小型、大电容、高可靠性的电子元件被广泛利用。近年来，随着设备的小型化、高性能化，对叠层型陶瓷电容器更加小型化、大电容化、廉价化、高可靠性的要求越来越严格。叠层型陶瓷电容器通常是将内部电极层用膏和电介质层用膏通过基片法或印刷法进行层叠，将层叠体中的内部电极层和电介质层同时烧结而制成的。作为内部电极层的导电材料，一般采用Pd或Pd合金，但是，由于Pd价格昂贵，所以也开始使用比较廉价的Ni或Ni合金等贱金属。在采用贱金属作为内部电极层的导电材料的情况下，由于在大气中进行烧结时内部电极层氧化，所以需要在还原性气体介质中进行电介质层和内部电极层的同时烧结。但是，在还原性气体介质中烧结时，电介质层被还原，电阻率降低。因此，非还原性的电介质材料正在开发。但是有这样的问题，即，采用非还原性的电介质材料的叠层型陶瓷电容器由于电场的施加而引起的IR(绝缘电阻)劣化显著(即IR寿命短)，可靠性降低。另外，产生了这样的问题，即，当将电介质置于直流电场中时，介电常数εr随着时间的延长而降低。另外，还有这样的问题，即，在电容器中，往往叠加直流电压而使用，一般来说，在具有以强电介质为主成分的电介质的电容器中施加直流电压时，介电常数随着施加的直流电压的变化而变化的特性(称为DC偏置特性)或施加直流电压时的电容温度特性(称为Tc偏置特性)降低。特别是随着近年来的要求，当为使片状电容器小型化及大电容化而将电介质层做薄时，由于施加直流电压时的电介质层上的电场增强，所以介电常数εr的时效变化即电容的时效变化显著增大，DC偏置特性或Tc偏置特性降低，这些问题日益凸现出来。而且，电容器也要求温度特性良好，特别是根据用途的需要，在苛刻的条件下也要求温度特性是平坦的。近年来，汽车发动机室内装设的发动机电子控制单元(ECU)、曲轴转角传感器、防抱死制动系统(ABS)组件等各种电子装置上都开始使用叠层型陶瓷电容器。在这些电子装置中，为了稳定地进行发动机控制、驱动控制及制动控制，因而要求电路的温度稳定性良好。这些电子装置使用的环境设想为，在寒冷地区的冬季，温度下降至一20℃以下，而且，发动机起动后，在夏季温度上升至+130°以上。最近，有将电子装置及其控制对象设备连接起来的配线缩减的倾向，由于电子装置往往设置在车外，所以，对电子装置而言的环境越来越苛刻。困此，这些电子装置中使用的电容器需要在宽的温度范围内具有平坦的温度特性。众所周知，作为温度特性优良的温度补偿用电容器材料，有(Sr、Ca)(Ti、Zr)O3系、Ca(Ti、Zr)O3系，但是，这些组成物的介电常数非常低(一般为100以下)，所以，要制作大电容量的电容器实质上是不可能的。众所周知，就介电常数高、具有平坦的电容温度特性的电介质陶瓷组成物来说，主成分为BaTiO3，副成分为Nb2O5-Co3O4、MgO-Y、稀土类元素(Dy、Ho等)、Bi2O3-TiO2等。但是，BaTiO3系的高介电常数材料只能满足EIA标准的X7R特性(-55～125℃、ΔC/C＝±15％以内)，不能适应上述苛刻的环境中使用的汽车用的电子装置。上述电子装置需要满足EIA标准的X8R特性(-55～150℃、ΔC/C＝±15％以内)的电介质陶瓷组成物。本申请人以介电常数高、满足X8R特性、能在还原性的气体介质中进行烧结为目的，已经提案了如下所示的电介质陶瓷组成物(例如，参照专利文献1、2)。专利文献1中，公示了如下电介质陶瓷组成物该组成物至少具有含有钛酸钡的主成分、含有选自MgO，CaO，BaO，SrO及Cr2O3中的至少一种的第一副成分、含有以氧化硅为主成分的第二副成分、含有选自V2O5、MoO3及WO3中的至少一种的第三副成分、含有R1的氧化物(其中R1为从Sc、Er、Tm、Yb及Lu中选择的至少一种)的第四副成分、含有CaZrO3或CaO+ZrO2的第五副成分，各成分相对主成分100摩尔的比率分别为第一副成分为0.1～3摩尔，第二副成分为2～10摩尔，第三副成分为0.01～0.5摩尔，第四副成分为0.5～7摩尔(但是，第四副成分的摩尔数是R1单独计算时的比率)，第五副成分为0＜第五副成分≤5摩尔。专利文献2中公示了如下电介质陶瓷组成物该组成物具有含有钛酸钡的主成分、含有AE的氧化物(其中，AE为从Mg、Ca、Ba及Sr中选择的至少一种)的第一副成分和含有R的氧化物(其中，R为从Y、Dy、Ho及Er中选择的至少一种)的第二副成分，各副成分相对主成分100摩尔的比率分别为，第一副成分0摩尔＜第一副成分＜0.1摩尔，第二副成分1摩尔＜第二副成分＜7摩尔。专利文献1特许第3348081号专利文献2特许第3341003号根据上述特许文献1、2中所述的电介质陶瓷组成物，由于介电常数高、电容温度特性满足EIA标准的X8R特性(-55～150℃、ΔC/C＝±15％以内)，并且，不含有Pb、Bi、Zn等，所以可在还原性的气体介质中进行烧结。但是，在上述文献1、2中所述的电介质陶瓷组成物中，为了使叠层型陶瓷电容器更加小型化、大电容化，而将电介质层更加薄层化、多层化和提高额定电压，在该情况下，往往会产生Tc偏置特性和电容的时效劣化显著恶化这一问题。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而开发的，其目的在于，提供一种叠层型陶瓷电容器，该电容器以小型化、大电容化为目的，即使在将电介质层制作的更加薄层化、多层化及提高额定电压的情况下，也可使电容温度特性满足EIA标准的X8R特性，并且，电容的时效变化也小。为了实现上述目的，本专利技术的叠层型陶瓷电容器，其具有电介质层与内部电极层交互层叠而形成的层叠体，其中，电介质层由电介质陶瓷组成物的结晶粒子构成的烧结体形成，该电介质陶瓷组成物至少具有含有钛酸钡的主成分、选自氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)及氧化锶(SrO)中的至少一种所组成的第一副成分；含有以氧化硅为主成分的第二副成分；选自氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO3)及氧化钨(WO3)中的至少一种所组成的第三副成分；由R1的氧化物(其中R1为从Sc、Er、Tm、Yb及Lu中选择的至少一种)所组成的第四副成分；由CaZrO3或CaO+ZrO2所组成的第五副成分及由R2的氧化物(其中，R2为从Y、Dy、Ho、Tb、Gd及Eu中选择的至少一种)所组成的第六副成分，所述各副成分相对于所述钛酸钡100摩尔的比率分别为，第一副成分0.1～3摩尔，第二副成分2～10摩尔，第三副成分0.01～0.5摩尔，第四副成分0.5～7摩尔(但是，第四副成分的摩尔数是R1单独计算时的比率)，第五副成分0＜第五副成分≤5摩尔，第六副成分0＜第六副成分≤9摩尔，该叠层型陶瓷电容器的特征在于，构成所述电介质层的所述结晶粒子的平均粒径为0.2μm～0.55μm。根据由该平均粒径范围的结晶粒子构成电介质层的叠层型陶瓷电容器，其电容温度特性满足EIA标准的X8R特性(-55～150℃、ΔC/C＝±15％以内)，并且，其电容的时效变化减小。本专利技术的叠层型陶瓷电容器在上述本专利技术的叠层型陶瓷电容器的基础上，再添加由氧化锰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层型陶瓷电容器，该叠层型陶瓷电容器具有将电介质层与内部电极层交互层叠而形成的层叠体，其中，电介质层由电介质陶瓷组成物的结晶粒子所构成的烧结体形成，该电介质陶瓷组成物至少具有：含有钛酸钡的主成分，选自氧化镁（ＭｇＯ）、氧化钙（ＣａＯ）、氧化钡（ＢａＯ）及氧化锶（ＳｒＯ）中的至少一种所组成的第一副成分、含有以氧化硅为主成分的第二副成分、选自氧化钒（Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］）、氧化钼（ＭｏＯ↓［３］）及氧化钨（ＷＯ↓［３］）中的至少一种所组成的第三副成分、由Ｒ１的氧化物（其中Ｒ１为从Ｓｃ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及Ｌｕ中选择的至少一种）所组成的第四副成分，由ＣａＺｒＯ↓［３］或ＣａＯ＋ＺｒＯ↓［２］所组成的第五副成分、由Ｒ２的氧化物（其中，Ｒ２为从Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｇｄ及Ｅｕ中选择的至少一种）所组成的第六副成分，所述各副成分相对于所述钛酸钡１００摩尔的比率分别为：第一副成分：０．１～３摩尔，第二副成分：２～１０摩尔，第三副成分：０．０１～０．５摩尔，第四副成分：０．５～７摩尔（但是，第四副成分的摩尔数是Ｒ１单独计算时的比率），第五副成分：０＜第五副成分≤５摩尔，第六副成分：０＜第六副成分≤９摩尔，该叠层型陶瓷电容器的特征在于，构成所述电介质层的所述结晶粒子的平均粒径为０．２μｍ～０．５５μｍ。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-3-19 079696/20041.一种叠层型陶瓷电容器，该叠层型陶瓷电容器具有将电介质层与内部电极层交互层叠而形成的层叠体，其中，电介质层由电介质陶瓷组成物的结晶粒子所构成的烧结体形成，该电介质陶瓷组成物至少具有含有钛酸钡的主成分，选自氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)及氧化锶(SrO)中的至少一种所组成的第一副成分、含有以氧化硅为主成分的第二副成分、选自氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO3)及氧化钨(WO3)中的至少一种所组成的第三副成分、由R1的氧化物(其中R1为从Sc、Er、Tm、Yb及Lu中选择的至少一种)所组成的第四副成分，由CaZrO3或CaO+ZrO2所组成的第五副成分、由R2的氧化物(其中，R2为从Y、Dy、Ho、Tb、Gd及Eu中选择的至少一种)所组成的第六副成分，所述各副成分相对于所述钛酸钡100摩尔的比率分别为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊东和重，原治也，井口俊宏，佐藤茂树，佐藤阳，小岛隆，
申请(专利权)人：TDK股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]