陶瓷电子元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供静电容量的温度特性好、ＩＲ温度依赖性低、可靠性高的陶瓷电子元件及其制造方法。本发明专利技术提供的陶瓷电子元件，其特征在于具有电介质层，其中，前述电介质层含有组成式Ｂａ↓［ｍ］ＴｉＯ↓［２＋ｍ］（ｍ是０．９９５≤ｍ≤１．０１０、Ｂａ与Ｔｉ的比是０．９９５≤Ｂａ／Ｔｉ≤１．０１０）表示的主要成分，作为辅助成分的Ａｌ氧化物、Ｓｉ氧化物或Ｒ的氧化物（其中Ｒ是选自Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ与Ｌｕ中的至少１种，前述Ａｌ的氧化物的至少一部分，和前述Ｓｉ的氧化物或前述Ｒ的氧化物的至少一部分，形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的２次相。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如叠层陶瓷电容器等，特别是涉及静电容量的温度特性好、IR温度依赖性低、可靠性高的。
技术介绍
作为电子元件一个例子的叠层陶瓷电容器例如可以如下制造将由预定地电介质陶瓷组合物形成的陶瓷坯片(グリ一ンシ一ト)与预定图形的内部电极层交替地重叠并一体化，同时将得到的坯基片(グリ一ンチツブ)进行烧结。由于叠层陶瓷电容器的内部电极层通过烧结与陶瓷电介质一体化，故必须选择不与陶瓷电介质反应的材料。因此，作为构成内部电极层的材料，以往不得已使用铂或钯等价格昂贵的贵金属。然而，近年开发了可以使用镍或铜等价廉的贱金属的电介质陶瓷组合物，实现了成本大幅度的降低。近年，汽车发动机内装载的发动机电子控制装置(ECU)、曲柄转角传感器、防振制动系统(ABS)模件等各种电子装置已使用叠层陶瓷电容器。这些电子装置由于是为了稳定地进行发动机控制、驱动控制与致动控制用的电子装置，故要求电路的温度稳定性良好。使用这些电子装置的环境，估计寒冷地区的冬季温度甚至降到-20℃左右以下，而发动机起动后，在夏季温度升到+130℃左右以上。最近存在削减连接电子装置及其控制对象机器的汽车电气配线的倾向，由于可能把电子装置设置在车外，故对电子装置的环境日趋苛刻，期望有优异温度特性的电子装置。为了改善上述温度特性，例如专利文献(特开2004-107200号公报)公开了具有主晶粒子、和由该主晶粒子形成的二面间粒界相、及含有M4R6O(SiO4)6型结晶(M是碱金属，R是稀土类)的三重点粒界相的电介质组合物。另外，专利文献2(特开2004-155649号公报)、公开了ABO3(A是Ba等、B是Ti等)为主要成分，含稀土类元素与Si，稀土类元素与Si的至少一部分作为含稀土类元素与Si的、与作为主成分的ABO3不同的复合化合物存在的电介质陶瓷。然而，上述专利文献1与专利文献2中，温度特性只补偿到125℃，在更高温(例如，150℃)使用的场合，有静电容量恶化的问题。而且，这些文献所述的电介质，IR温度依赖性大，特别是，高温使用时的电阻(IR)降低明显，也有可靠性差的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种实际状况而完成的，其目的在于提供一种静电容量的温度特性好、IR温度依赖性低、可靠性高的。尤其是，本专利技术目的在于提供即使在高温(例如150℃)时也可有效防止静电容量与IR(绝缘电阻)的降低，适应更高温的。为了达到上述目的，本专利技术所述陶瓷电子元件的特征在于，具有电介质层，其中，前述电介质层含有组成式BamTiO2+m表示的主要成分，该组成式中的m是0.995≤m≤1.010、Ba与Ti的比是0.995≤Ba/Ti≤1.010；和辅助成分，前述辅助成分包含Al的氧化物，和Si的氧化物或R的氧化物(其中R是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种)；前述Al的氧化物的至少一部分与前述Si的氧化物或前述R的氧化物的至少一部分，形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的2次相(2次相)，前述电介质层中含有该2次相。本专利技术通过电介质层中形成含有前述Al的氧化物与前述Si的氧化物的2次相(偏析相)，或含有前述Al的氧化物与前述R的氧化物的2次相(偏析相)，可制得静电容量的温度特性好、IR温度依赖性低的陶瓷电子元件。尤其是，本专利技术即使在高温度(例如150℃)时也可有效地防止静电容量与IR(绝缘电阻)的降低，可获得适应更高温的陶瓷电子元件。此外，本专利技术中，前述2次相中所含有的R的氧化物是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种的氧化物，也可以形成含有2种或2种以上的氧化物(例如，Sc的氧化物与Y的氧化物)的2次相。另外，本专利技术中所谓2次相(偏析相)，是在电介质层中前述Al的氧化物、前述Si的氧化物和/或前述R的氧化物形成复合氧化物偏析，与主要由上述主要成分构成的主相比较，这些氧化物以高浓度存在的部分。另外，本专利技术在前述2次相中也可以含有Al、Si、R的各氧化物以外的添加辅助成分。本专利技术中优选具有电介质层的陶瓷电子元件，其特征在于，前述电介质层含有组成式BamTiO2+m表示的主要成分，该组成式中的m是0.995≤m≤1.010、Ba与Ti的比是0.995≤Ba/Ti≤1.010；和辅助成分，前述辅助成分含Al的氧化物和Si的氧化物及R的氧化物(其中R是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种)。前述Al的氧化物、前述Si的氧化物与前述R的氧化物的至少一部分形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的2次相，前述电介质层中含有该2次相。本专利技术中，前述电介质层中形成的2次相优选含有前述Al的氧化物和前述Si的氧化物及前述R的氧化物。通过使用含有Al、Si、R的氧化物的复合氧化物形成前述2次相，与主要只由Si氧化物与R的氧化物构成的2次相的情况相比较，可以改善静电容量的温度特性与IR温度依赖性。本专利技术中优选前述Al氧化物的含量相对于前述主要成分100摩尔、按Al2O3换算是0-4.0摩尔(但不包括0)、更优选是0.5-2.5摩尔。Al氧化物的含量太多时存在平均寿命恶化的倾向。另外，不添加Al氧化物时，电介质层的烧结性降低，烧结困难。本专利技术中，前述2次相中含有前述Al氧化物的至少一部分。本专利技术中，优选前述Si氧化物的含量相对于前述主要成分100摩尔、按SiO2换算是0.5-10摩尔、更优选是2-10摩尔、进一步优选是2-5.5摩尔、特优选是2.5-5.5摩尔。前述Si氧化物的含量太少时，存在烧结性降低的倾向。而含量太多时，除高温负荷寿命不足之外，还使介电常数迅速降低。优选前述2次相中含有前述Si氧化物的至少一部分。本专利技术中，优选前述R的氧化物的含量相对于前述主要成分100摩尔、按R2O3换算是0.2-7摩尔、更优选是1-7摩尔、进一步优选是1-6摩尔、特优选是2-6摩尔。前述R的氧化物有使居里温度向高温侧位移的效果。前述R的氧化物的含量太少时，这样的效果不充分。而含量太多时，存在烧结性恶化的倾向。优选前述2次相中含有前述R的氧化物的至少一部分。此外，使用前述Al氧化物与R的氧化物形成前述2次相时，可以使前述Si氧化物的含量为0，而使用前述Al氧化物与Si氧化物形成前述2次相时，可以使前述R的氧化物为0。本专利技术中，相对于前述主要成分100摩尔，优选前述电介质层还含有0-3.0摩尔(但不包括0)包含选自MgO、CaO、BaO与SrO中的至少1种的辅助成分，和相对于前述主要成分100摩尔，0.01-0.5摩尔包含选自V2O5、MoO3与WO3中的至少1种的辅助成分。本专利技术中，优选前述电介质层相对于前述主要成分100摩尔，还含有5摩尔或5摩尔以下(但不包括0)的包含CaZrO3或CaO+ZrO2的辅助成分。本专利技术所述的陶瓷电子元件的制造方法，是制造上述任何一种的陶瓷电子元件的方法，该方法包括除去Al化合物、Si化合物和/或R化合物(其中，R是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种)后，进行煅烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷电子元件，其具有电介质层，其特征在于，前述电介质层含有组成式Ｂａ↓［ｍ］Ｔｉ↓［２＋ｍ］表示的主要成分，该组成式中的ｍ是０．９９５≤ｍ≤１．０１０、Ｂａ与Ｔｉ的比是０．９９５≤Ｂａ／Ｔｉ≤１．０１０；和辅助成分，前述 辅助成分包含Ａｌ的氧化物，和Ｓｉ的氧化物或Ｒ的氧化物（其中Ｒ是选自Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ与Ｌｕ中的至少１种），前述Ａｌ的氧化物的至少一部分与前述Ｓｉ的氧化 物或前述Ｒ的氧化物的至少一部分，形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的２次相，前述电介质层中包含该２次相。

【技术特征摘要】
JP 2004-10-12 2004-2978911.一种陶瓷电子元件，其具有电介质层，其特征在于，前述电介质层含有组成式BamTi2+m表示的主要成分，该组成式中的m是0.995≤m≤1.010、Ba与Ti的比是0.995≤Ba/Ti≤1.010；和辅助成分，前述辅助成分包含Al的氧化物，和Si的氧化物或R的氧化物(其中R是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种)，前述Al的氧化物的至少一部分与前述Si的氧化物或前述R的氧化物的至少一部分，形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的2次相，前述电介质层中包含该2次相。2.一种陶瓷电子元件，其具有电介质层，其特征在于，前述电介质层含有组成式BamTi2+m表示的主要成分，该组成式中的m是0.995≤m≤1.010、Ba与Ti的比是0.995≤Ba/Ti≤1.010；和辅助成分，前述辅助成分包含Al的氧化物和Si的氧化物以及R的氧化物(其中R是选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的至少1种)，前述Al的氧化物、前述Si的氧化物和前述R的氧化物的至少一部分，形成与主要由前述主要成分构成的主相不同的2次相，前述电介质层中包含该2次相。3.权利要求1或2所述的陶瓷电子元件，所述Al的氧化物的含量，相对于前述主要成分100摩尔，按A12O3换算是0-4.0摩尔(但不包括0)。4.权利要求1或2所述的陶瓷电子元件，所述Si的氧化物的含量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊东和重，佐藤阳，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]