介电陶瓷和层积陶瓷电容器制造技术

提供一种介电陶瓷，其对于热冲击的耐受性高，因此，适用于形成为了大容量化而薄层化的层积陶瓷电容器的介电陶瓷层。是以ＡＢＯ↓［３］代表的钙钛矿型化合物为主成分介电陶瓷，ＡＢＯ↓［３］譬如为ＢａＴｉＯ↓［３］时，其晶粒含有由主成分构成的ＢａＴｉＯ↓［３］晶粒（１１），并且作为二次相，使之含有由至少含有Ｍｇ、Ｎｉ和Ｔｉ的结晶性氧化物构成的Ｍｇ－Ｎｉ－Ｔｉ－Ｏ结晶性氧化物粒子（１２），和由至少含有Ｂａ和Ｓｉ的结晶性氧化物构成的Ｂａ－Ｓｉ－Ｏ系结晶性粒子（１３）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及介电陶瓷和层积陶瓷电容器，特别是涉及在层积陶瓷电容 器中适合使用的介电陶瓷，和用其构成的层积陶瓷电容器。
技术介绍
本专利技术感兴趣的介电陶瓷，例如在专利文献1中有所记载。专利文献l所述的介电陶瓷，以具有钙钛矿(perovskite)型结构的钛酸钡系复合氧 化物为主成分，使以稀土类元素R、 Ni和Ti为主成分的R-Ni-Ti-0系的结晶性复合氧化物作为二次粒子存在。在此，也可以用Mg置换Ni的一部分。上述这样的介电陶瓷，即使在高温气氛下，长时间连续外加大的电场 (譬如电场强度20kV/mm)，仍具有不会发生异常的高可靠性。因此，若 使用该介电陶瓷，则为了层积陶瓷电容器的小型化和大容量化，即使介电 陶瓷层被薄层化，仍能够实现具有高可靠性的层积陶瓷电容器。然而，上述的介电陶瓷，可知具有对热冲击的耐受性比较低的缺点。 通过回流焊将层积陶瓷电容器装配到基板上时，层积陶瓷电容器有数 分钟被置于加热状况下。另一方面，随着焊料的无铅化推进，焊料的熔点 有提高的倾向。因此，在回流焊时，会对层积陶瓷电容器施加275 325x:的高温度的热冲击。由于该热冲击带来的急升温、急降温，层积陶瓷电容器会有裂纹。特 别是近年来，由于薄层大容量的进一步进行，导致电介电陶瓷层的厚度非 常薄而低于lpm，因此，在热冲击下裂纹更容易发生。专利文献1国际公开第2008/010412号册
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够解决上述问题的介电陶瓷和 用其构成的层积陶瓷电容器。本专利技术首先是向面介电陶瓷的，其包括晶粒和晶界，具有如下组成将以AB03 (A是Ba，或者是Ba以及选自Sr和Ca中的至少一个，B是 Ti，或者是Ti以及选自Zr和Hf中的至少一个)表示的钙钛矿型化合物作 为主成分，该介电陶瓷为了解决上述的技术性问题而具有如下结构。艮口，在本专利技术的介电陶瓷中，上述晶粒含有由主成分构成的AB03系 晶粒，并且作为二次相含有由至少含有Mg、 Ni和Ti的结晶性氧化物构 成的含Mg-Ni-Ti结晶性粒子；由至少含有Ba和Si的结晶性氧化物构成 的含Ba-Si结晶性粒子。在本专利技术的介电陶瓷中，作为副成分，还可以含有R(R包含La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu和Y之中的至 少l种。)、M (M包含Mg、 Ni、 Mn、 Co、 Fe、 Cr、 Cu、 Al、 Mo、 W和 V之中的至少1种。)、和Si。在上述情况下，优选R的总量相对于主成分100摩尔份为0.1 3.0摩 尔份，M的总量相对于主成分100摩尔份为0.2 5.0摩尔份。另外，在主成分AB03中，优选Ba为78 100摩尔％, Sr为0 2摩 尔％， Ca为0 20摩尔％， Ti为96 100摩尔％， Zr为0 2摩尔％， Hf 为0 2摩尔％。本专利技术另外还面向层积陶瓷电容器，包括电容器主体和第一与第二外 部电极，所述电容器主体构成为具有被层积的多个介电陶瓷层和沿着所述 介电陶瓷层间的特定界面形成的多个内部电极，所述第一和第二外部电极 形成于所述电容器主体的外表面上的相互不同的位置，在所述内部电极 中，与所述第一外部电极电连接的内部电极和与所述第二外部电极电连接 的内部电极顺着层积方向被交替配置。本专利技术的层积陶瓷电容器，其所具有的介电陶瓷层由上述的本专利技术的 介电陶瓷构成。在本专利技术的层积陶瓷电容器中，优选内部电极以Ni为主成分。 根据本专利技术，能够得到对热冲击性的耐受性优异的介电陶瓷。因此， 如果用本专利技术的介电陶瓷构成层积陶瓷电容器这样的层积陶瓷电子部件，4则能够使针对其装配时的急剧的温度变化的耐受性提高。还有，本专利技术的耐受性提高的理由虽然尚不明确，但是推荐为，由于至少有含Mg-Ni-Ti结晶粒性子和含Ba-Si结晶性粒子共存，从而缓和了热 冲击。在本专利技术中，作为副成分，还含有R、 M和Si时，如果使R的总量 相对于主成分100摩尔份为0.1 3.0摩尔份，使M的总量相对于主成分 100摩尔份为0.2 5.0摩尔份，则能够进一步提高在施加高温负荷下的可 靠性。另外，在主成分AB03中，如果分别含有Ba为78 100摩尔％、 Sr 为0 2摩尔％、 Ca为0 20摩尔％、 Ti为96 100摩尔％、 Zr为0 2摩 尔％和Hf为0 2摩尔％，则能够成为获得大的电容率所适合的组成。附图说明图1是应用本专利技术的介电陶瓷构成的层积陶瓷电容器1的剖面图。 图2是表示本专利技术的介电陶瓷的晶粒的微结构的图。 符号说明1 层积陶瓷电容器2 介电陶瓷层 3、 4 内部电极5 电容器主体6、 7外部电极11 BaTi03晶粒12 Mg-Ni-Ti-O系结晶性氧化物粒子13 Ba-Si-O系结晶性氧化物粒子具体实施例方式图1是表示应用了本专利技术的介电陶瓷的层积陶瓷电容器1的剖面图。 层积陶瓷电容器1具有电容器主体5，该电容器主体5具有层积的多 个介电陶瓷层2和沿着介电陶瓷层2间的特定界面形成的多个内部电极3 和4而构成。在电容器5的外表面上的相互不同的位置，形成有第一和第二外部电极6和7。在图1所示的层积陶瓷电容器1中，第一和第二外部 电极6和7形成于电容器主体5的相互相对的各端面上。内部电极3和4， 是与第一外部电极6电连接的第一内部电极3和与第二外部电极7电连接 的第二内部电极4，这些第一和第二内部电极3和4顺着层积方向交替配 置。内部电极3和4优选以Ni为主成分。在这样的层积陶瓷电容器1中，介电陶瓷层2由本专利技术的介电陶瓷构 成。本专利技术的介电陶瓷含有晶粒和晶界，其组成如下。首先，将由AB03 (A是Ba，或者是Ba以及选自Sr和Ca中的至少 一个，B是Ti，或者是Ti以及选自Zr和Hf中的至少一个)表示的钙钛 矿型化合物作为主成分。在具有这种组成的介电陶瓷中，上述晶粒首先含有由上述主成分构成 的AB03系晶粒。晶粒作为二次相，还含有如下由至少含有Mg、 Ni和 Ti的结晶性氧化物构成的含Mg-Ni-Ti结晶性粒子；由至少含有Ba和Si 的结晶性氧化物构成的含Ba-Si结晶性粒子。如此，本专利技术的介电陶瓷，其晶粒作为二次相，含有含Mg-Ni-Ti结 晶性粒子和含Ba-Si系结晶性粒子这两种结晶性粒子。作为AB03使用BaTi03，作为至少含有Mg、 Ni和Ti的结晶性氧化 物，使用Mg-Ni-Ti-O系结晶性氧化物，作为至少含有Ba和Si的结晶性 氧化物，使用Ba-Si-O系结晶性氧化物，就这一实施例，拍摄介电陶瓷的 晶粒的微结构，其显示在图2中。由图2可知，晶粒除了作为主晶粒的BaTi03晶粒11以外，还具有 Mg-Ni-Ti-0系结晶性氧化物粒子12和Ba-Si-0系结晶性氧化物粒子13作 为二次相。具有这样的微结构的介电陶瓷的制造方法没有特别限定。作为一个示 例，能够通过将主成分的氧化物粉末和上述两种结晶性氧化物粉末混合， 并加以烧成而获得。在本专利技术中，至少含有Mg、 Ni和Ti的结晶性氧化物，以除去氧的含 有率计，优选同时满足Mg为10摩尔％以上，Ni为40摩尔。/。以上，Ti为 5摩尔％以上。另外，至少含有Ba和Si的结晶性氧化物，以除去氧的含 有率计，优选同时满足Ba为30摩尔％以上，Si为30摩尔。/。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电陶瓷，其特征在于，包括晶粒和晶界，具有以由ＡＢＯ↓［３］表示的钙钛矿型化合物为主成分的组成，其中，Ａ是Ｂａ，或者是Ｂａ以及选自Ｓｒ和Ｃａ中的至少一个，Ｂ是Ｔｉ，或者是Ｔｉ以及选自Ｚｒ和Ｈｆ中的至少一个，　所述晶粒包括由所述主成 分构成的ＡＢＯ↓［３］系晶粒，并且，作为二次相包括：由至少含有Ｍｇ、Ｎｉ和Ｔｉ的结晶性氧化物构成的含Ｍｇ－Ｎｉ－Ｔｉ结晶性粒子；由至少含有Ｂａ和Ｓｉ的结晶性氧化物构成的含Ｂａ－Ｓｉ结晶性粒子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村友幸，铃木宏规，村木智则，石原雅之，松田真，笹林武久，盐田彰宏，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]