电介质瓷器及电容器制造技术

技术编号:7134067 阅读:216 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种电介质瓷器及一种电容器。其中,所述电介质瓷器具有以钛酸钡为主成分的晶粒和形成在该晶粒间的晶界相,相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔,以氧化物换算的情况下含有规定比例的镁、选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素(RE)及锰,并且,相对于钛酸钡100质量份,以氧化物换算的情况下含有规定比例的镱,且晶粒的平均粒径为0.05~0.2μm。另外,将上述电介质瓷器作为电介质层适用,能够形成高电容且电容温度特性稳定的电容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用以钛酸钡为主成分的晶粒形成的电介质瓷器和将其用作电介质层 的电容器。
技术介绍
目前,以移动电脑和移动电话为首的数字方式的电子设备的普及异常显著,在不 久的将来,数字地面广播要在全国开展。作为数字地面广播用接收机的数字方式的电子设 备,有液晶显示器和等离子显示器等,多种LSl使用于这些数字方式的电子设备。因此,在构成液晶显示器和等离子显示器等这些数字方式的电子设备的电源电路 中,安装了许多旁路用电容器。在需要高静电电容的情况下,在此使用的电容器采用高介 电常数的层叠陶瓷电容器(例如参照专利文献1)。另一方面,在即使为低电容而重视温度 特性的情况下,采用电容量变化率小的温度补偿型的层叠陶瓷电容器(例如参照专利文献 2)。然而,因为在专利文献1中公开的高介电常数的层叠陶瓷电容器由电介质层具有 强介电性的电介质瓷器的晶粒构成,所以有相对介电常数的温度变化率大且电场-电介质 极化特性的滞后大的问题。另外,在专利文献1中公开的电介质层使用强介电性的电介质瓷器而形成的电容 器中,由于有容易在电源电路上产生起因于电致应变的噪声的性质,所以该性质成为使用 于等离子显示器等时的障碍。另一方面,温度补偿型的层叠陶瓷电容器由于构成其的电介质瓷器为顺电性,所 以电场-电介质极化特性的滞后小。因此,该层叠陶瓷电容器有不产生强介电性特有的的 电致应变的优点,但因为电介质瓷器的相对介电常数低,所以有蓄电能力低、不满足作为旁 路电容器的性能的问题。专利文献1 日本特开2002-89231号公报专利文献2 日本特开2002-294481号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高介电常数且显示稳定的相对介电常数的温度特性的电 介质瓷器和使用其的电容器。本专利技术的电介质瓷器包括以钛酸钡为主成分的晶粒和形成在该晶粒间的晶界相。 在该电介质瓷器中,相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔,以MgO换算的情况下含有0.01 0. 06摩尔的镁,以REOv2换算的情况下含有0. 0007 0. 03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的 至少一种稀土类元素RE,以MnO换算的情况下含有0. 0002 0. 03摩尔的锰,并且进而相对 于钛酸钡100质量份,以%203换算的情况下含有3. 6 52. 1质量份的镱。所述晶粒的平 均粒径为0. 05 0. 2 μ m。另外,本专利技术的电介质瓷器优选相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔,以MgO换算的情况下含有0. 017 0. 023摩尔的所述镁,以REOv2换算的情况下含有0. 0015 0. 01摩 尔的所述稀土类元素RE,以MnO换算的情况下含有0. 01 0. 013摩尔的所述锰,并且相对 于钛酸钡100质量份,以Yb2O3换算的情况下含有6. 3 15. 6质量份的所述镱,且相对于构 成所述钛酸钡的钡1摩尔的钛比例为0. 97 0. 98。另外,本专利技术的电容器的特征在于,包括含有所述电介质瓷器的电介质层和导体层的层叠体。需要说明的是,基于稀土类元素的英文表述(Rare Earth)而将稀土类元素设为 RE。根据本专利技术的电介质瓷器,相对介电常数的温度变化率小于具有以往的强介电性 的电介质瓷器,另外,与以往的具有顺电性的电介质瓷器相比,能够实现高介电常数且显示 稳定的相对介电常数的温度特性,并且使自发极化变小。根据本专利技术的电容器,作为电介质层通过适用所述电介质瓷器,能够形成比以往 的电容器更加大容量且电容温度特性稳定的电容器。因此,将该电容使用于电源电路时,能 够抑制起因于电致应变的噪声的产生。附图说明图1是表示本专利技术的电容器的一例的截面示意图。图2是表示在实施例1中得到的电介质瓷器(试料No. 1-4)的X射线衍射图。图中10-电容器主体,12-外部电极,13-电介质层,14-导体层。具体实施例方式本专利技术的电介质瓷器为以钛酸钡为主成分,对此含有镁、选自钆、铽、镝、钬及铒中 的至少一种稀土类元素(RE)、锰、镱的电介质瓷器。其含量相对于钡1摩尔,以MgO换算的 情况下含有0. 01 0. 06摩尔的镁,以REOv2换算的情况下含有0. 0007 0. 03摩尔所述 至少一种稀土类元素(RE),以MnO换算的情况下含有0. 0002 0. 03摩尔的锰,并且相对于 钛酸钡100质量份,以Yb2O3换算的情况下含有3. 6 52. 1质量份的镱,另外,在本实施方式的电介质瓷器中,构成电介质瓷器的晶粒的平均粒径为 0. 05 0. 2 μ m。当电介质瓷器为上述组成及粒径的范围时,能够使后述的室温(25°C )下的相对 介电常数为180以上,使125°C下的相对介电常数为160以上,及使25 125°C间的相对介 电常数的温度系数((ε 125" ε25)/ε 25 (125-25))的绝对值为1000X IO6/°C以下,能够形成电 场-电介质极化特性的滞后小的电介质瓷器。如此的本专利技术的电介质瓷器为镁、所述至少一种稀土类元素(RE)、锰、镱固溶于钛 酸钡的电介质瓷器。另外,通过将以这些成分固溶的钛酸钡为主成分的晶粒的平均粒径设 为0. 05 0. 2 μ m,能够将该晶粒的晶体结构设为以立方晶系为主体的晶体结构。由此,起 因于正方晶系的晶体结构的强介电性降低,能够提高顺电性,通过顺电性的增加而能够减 少自发极化。另外,通过将以钛酸钡为主成分的晶粒的晶体结构设为以立方晶系为主体的晶体 结构,表示相对介电常数的变化率的曲线在_55°C 125°C温度范围内变得平坦,电场-电介质极化特性的滞后均变小。因此,即使相对介电常数为180以上,也能够得到相对介电常 数的温度系数小的电介质瓷器。S卩,当在上述范围对于钛酸钡含有规定量的镁、所述至少一种稀土类元素(RE)、锰 时,成为显示25°C以上的居里温度、显示相对介电常数的温度系数为正值的电介质瓷器。但 是,在对于显示如此的介电特性的电介质瓷器进一步含有镱的情况下,能够得到更大的效 果,能够使相对介电常数的温度系数变小且使温度特性平坦化。在此情况下,表示相对介 电常数的的变化率的曲线成为在 125°C的温度范围内,以25°C为中心,在-55°C与 25°C之间一个及25°C°C与125°C之间一个的共计具有两个峰的形状。在此,镱具有抑制以钛酸钡为主成分的晶粒的粗粒化的作用,相对于钛酸钡100 质量份,以%203换算的情况下含有3. 6 52. 1质量份的镱。如果相对于钛酸钡100质量份以Yb2O3换算的情况下镱的含量少于3. 6质量份,则 虽然电介质瓷器的相对介电常数较高,但相对介电常数的温度系数也成为较大的值。另一 方面,如果相对于钛酸钡100质量份以%203换算的情况下镱的含量多于52. 1质量份,则 25°C的相对介电常数低于180,另外,125°C的相对介电常数不足160。另外,相对于钡1摩尔,本专利技术的电介质瓷器以MgO换算的情况下含有0.01 0. 06摩尔的镁,以REOv2换算的情况下含有0. 0007 0. 03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的 至少一种稀土类元素(RE),以MnO换算的情况下含有0. 0002 0. 03摩尔的锰。S卩,在相对于钡1摩尔以MgO换算下镁的含量少于0. 01摩尔,或多于0. 06摩尔的 情况下,电介质瓷器的相对介电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质瓷器,其特征在于,  包括以钛酸钡为主成分的晶粒和形成在该晶粒间的晶界相,  相对于构成所述钛酸钡的钡1摩尔,以MgO换算的情况下含有0.01~0.06摩尔的镁,以REO↓[3]/2换算的情况下含有0.0007~0.03摩尔选自钆、铽、镝、钬及铒中的至少一种稀土类元素RE,以MnO换算的情况下含有0.0002~0.03摩尔的锰,并且进而相对于钛酸钡100质量份,以Yb↓[2]O↓[3]换算的情况下含有3.6~52.1质量份的镱,  且所述晶粒的平均粒径为0.05~0.2μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:山口胜义
申请(专利权)人:京瓷株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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