电介体陶瓷及层叠陶瓷电容器制造技术

技术编号:7154216 阅读:246 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体陶瓷,即使在15kV/mm程度的较高的电场强度下,也显示出较高的耐高温负载特性。一种电介体陶瓷,将通式用(Ba1-h-i-mCahSriGdm)k(Ti1-y-j-n-o-pZryHfjMgnZnoMnp)O3表示的钙钛矿化合物作为主要成分,其特征在于,满足0≤h≤0.03、0≤i≤0.03、0.042≤m≤0.074、0.94≤k≤1.075、0≤(y+j)≤0.05、0.015≤n≤0.07、0≤o≤0.04、0≤p≤0.05、及1.0<m/(n+o)<4.3。该电介体陶瓷有利于用作层叠陶瓷电容器(1)中具备的电介体陶瓷层(3)的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电介体陶瓷及用该电介体陶瓷构成的层叠陶瓷电容器,特别涉及在比较大的电场下使用的电介体陶瓷。
技术介绍
层叠陶瓷电容器,一般如以下操作来制造。首先,准备含有电介体陶瓷原料粉末的陶瓷生片,在该陶瓷生片的表面上附加了具有所期望的图案而成为内部电极的导电材料。使用例如主要成分为BaTiO3的电介体陶 ο 接着,层叠含有附加了上述的导电材料的陶瓷生片的多个陶瓷生片,并进行热压合,由此制造出一体化的生的层叠体。接着,烧制该生的层叠体,从而得到烧结后的层叠体。在该层叠体的内部形成有具有上述的导电材料而构成的内部电极。然后,在层叠体的外表面上,以和内部电极电连接的方式形成外部电极。外部电极是通过例如将含有导电性金属粉末及玻璃料的导电性浆料附加在层叠体的外表面上,并烧结而形成。这样操作,完成层叠电容器。近年来,对层叠陶瓷电容器,从小型化/大容量化的要求来看,追求将电介体陶瓷层每一层的厚度变薄。若电介体陶瓷层的厚度变薄,由于与电介体陶瓷相关联的电场强度相对地增强,以往需要确保以上的较强的电场强度中的绝缘性、可靠性。例如,在专利文献1中,公开有在温度为150°C、电场强度为10kV/mm的高温负载试验中,显示出较高寿命特性的电介体陶瓷。现有技术文献 专利文献 专利文献1 :W02004/067473号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 但是,在专利文献1记载的电介体陶瓷中,当适用超过10kV/mm的电场强度时,存在高温负载试验中的寿命特性有所降低的问题。于是,本专利技术的目的在于,提供一种即使在15kV/mm程度的较高的电场强度下,也能够显示充分的耐高温负载特性的电介体陶瓷、及用该电介体陶瓷构成的层叠陶瓷电容 ο 解决技术问题的手段 为了解决上述的技术课题,本专利技术的电介体陶瓷,将通式(Bivh^mQihSriGdm) k (Τi !-,-j-n-o-pZr^f JMgnZn0Mnp) O3表示的钙钛矿化合物作为主要成分,其特征在于,满足0 ≤ h ≤ 0. 03、0 ≤i ≤ 0. 03,0. 042 ≤ m ≤ 0. 074,0. 94 ≤k ≤ 1. 075,0 ≤(y+j) ≤ 0. 05、 0. 015 ≤ η ≤ 0. 07、0 ≤ ο ≤0. 04、0 ≤ ρ ≤0. 05、及 1. 0 < m/(n+o) < 4. 3。本专利技术的电介体陶瓷,优选相对于所述主要成分100摩尔份数,含有M为(M为选自V、Cr、Cu及Ni中的至少一种)3. 0摩尔份数以下,且含有Si为0. 2 8摩尔份数。另外,本专利技术的电介体陶瓷,优选相对于所述主要成分100摩尔份数,含有R为(R 为选自 La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y 及 Sc 中的至少一种)2. 0 摩尔份数以下。另外,本专利技术也可用作具备含有层叠的多层电介体陶瓷层及沿电介体陶瓷层间的特定的界面形成的内部电极的层叠体、和按照与内部电极中的特定的内部电极电连接的方式在层叠体的外表面上形成的外部电极的层叠陶瓷电容器。本专利技术的层叠陶瓷电容器,其特征在于,所述电介体陶瓷层由本专利技术的电介体陶瓷构成。专利技术效果 根据本专利技术的电介体陶瓷,通过固熔于钙钛矿的A点的Gd和固熔于钙钛矿的B点的Mg的相互作用,即使在较高的电场强度下也能够获得优良的耐高温负载特性。特别地, 由于Gd的含量比较多,相对于Mg的含量形成适当的含有比例,因此即使在15kV/mm程度的较大的电场强度下也能够确保优良的耐高温负载特性。附图说明 图1是图解地表示使用本专利技术的电介体陶瓷构成的层叠陶瓷电容器1的剖面图。具体实施例方式参照图1,有利于适用本专利技术的电介体陶瓷的层叠陶瓷电容器1的结构进行说明。层叠陶瓷电容器1具备层叠体2。层叠体2的构成为,具有层叠的多层电介体陶瓷层3和沿多层电介体陶瓷层3之间的特定的多个界面分别形成的多个内部电极4及5。内部电极4及5优选为将Ni作为主要成分。内部电极4及5虽然以到达层叠体 2的外表面的方式形成,但引出至层叠体2的一个端面6的内部电极4和引出至另一端面7 的内部电极5在层叠体2的内部交替配置。在层叠体2的外表面上,即端面6及7上,分别形成有外部电极8及9。外部电极 8及9通过涂敷例如将Cu作为主要成分的导电性浆料并烧结而形成。一个外部电极8在端面6上与内部电极4电连接,另一外部电极9在端面7上与内部电极5电连接。为了使钎焊性良好,根据需要,在外部电极8及9上分别形成由Ni等形成的第1 镀膜10及11,进而在其上形成由Sn等形成的第2镀膜12及13。在该种层叠陶瓷电容器1中,电介体陶瓷层3由本专利技术的电介体陶瓷构成。本专利技术的电介体陶瓷,将通式用(Βε^+Αε^ι^Ο k(Ti1DT1^ryHfjMgnZn。Mnp) O3表示的钙钛矿化合物作为主要成分,其特征在于,满足0 < h < 0. 03、0 < i < 0. 03、0. 042 < m < 0. 074、 0. 94 ≤ k ≤ 1. 075,0 ≤(y+j) ≤ 0. 05,0. 015 ≤ η ≤ 0. 07、0 ≤ ο ≤ 0. 04、0 ≤ ρ ≤ 0. 05、 及 1. 0 < m/(n+o) < 4. 3。在本专利技术的将BaTiO3类作为主要成分的上述电介体陶瓷中,其特征在于,Gd固熔于钙钛矿的A点,且Mg固熔于B点。观察如所述电介体陶瓷的微观结构时,在将BaTiO3类作为主要成分的主晶粒中, Gd及Mg几乎均勻地存在于粒子内部。此时,若Gd的含量m和Mg的含量η满足本专利技术中规定的范围,则从其离子半径及电荷补偿的观点来看,Gd存在于A点,Mg存在于B点。Gd的含量m为0. 042 0. 074,且Mg的含量η为0. 015 0. 07,进而Gd的含量相对于Mg和Si的总含量的比m/ (n+o)为大于1小于4. 3时,在15kV/mm的电场下的高温负载试验中的寿命特性提高。此时,虽然B点中的Si也有助于寿命特性,但若Mg存在的量适当,则特别地也可以不存在Si。同样地,在A点,也可以存在Ca,Sr。另外,在B点,也可以不存在Zr,Hf,Mn。但是,在这些上限值超过本专利技术中所规定的范围的情况下,耐高温负载特性降低。另外,优选在所述B点固熔有Mn。此时,认为晶粒中的氧缺位变少,耐高温负载特性进一步提高。此外,钙钛矿的A/B点比k为0.94 1.075。k在该范围时,Gd及Mg变得容易固熔于规定点。因此,该适当的k值有利于耐高温负载特性的提高。需要说明的是,上述的Gd,Mg,Mn等,主要存在于主晶粒内,在不损害本专利技术的目的的范围内,也可以存在粒界或三重点。另外,为了确保各种电气特性及可靠性,本专利技术的电介体陶瓷根据需要,分别含有适量的M(M为选自V、Cr、Cu及Ni中的至少一种)、Si、R(R为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y及Sc中的至少一种)。这些M、Si、R的存在位置没有特别设定。另外,上述M相对于主要成分100摩尔份数,优选含有3. 0摩尔份数以下。上述Si 相对于主要成分10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电介体陶瓷,其特征在于,将通式(Ba1-h-i-mCahSriGdm)k(Ti1-y-j-n-o-pZryHfjMgnZnoMnp)O3表示的钙钛矿化合物作为主要成分,满足:0≤h≤0.03、0≤i≤0.03、0.042≤m≤0.074、0.94≤k≤1.075、0≤(y+j)≤0.05、0.015≤n≤0.07、0≤o≤0.04、0≤p≤0.05、及1.0<m/(n+o)<4.3。

【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:井上德之
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:JP

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