电介质陶瓷和层叠陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术的目的是实现即使将电介质层进一步薄层化、多层化，也不会损害介电特性、绝缘性、温度特性、高温负荷特性等诸特性，且耐热冲击性良好的电介质陶瓷和使用其的层叠陶瓷电容器。为此，本发明专利技术的电介质陶瓷中，将通式ABO3所表示的以钛酸钡系化合物作为主成分，含有Al、Mg和Si的结晶性氧化物作为二次相粒子存在。电介质层(6a)～(6g)由上述电介质陶瓷形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以钛酸钡系化合物为主成分的电介质陶瓷以及使用了该电介质陶瓷的层叠陶瓷电容器。
技术介绍
作为层叠陶瓷电容器中可以使用的陶瓷材料，以往，具有高介电常数的钛酸钡系化合物广为所知。另外，作为内部电极材料，广泛使用廉价且具有良好的导电性的M等廉价金属材料。近年来随着电子工程技术的发展，层叠陶瓷电容器的小型化、大容量化正在急速进行。在这种层叠陶瓷电容器中，将外部电极形成于陶瓷烧结体的两端部，所述陶瓷烧结体是将由电介质陶瓷构成的电介质层和内部电极交替层叠并进行烧成处理而得到的。通过将上述电介质层薄层化并层叠多个，由此可以实现层叠陶瓷电容器的小型化、大容量化。专利文献1中，提出了一种层叠陶瓷电容器用的电介质磁器组合物，其是具有含有钛酸钡的主成分和Al的氧化物的电介质磁器组合物，上述电介质磁器组合物具有多个电介质粒子，并且上述电介质粒子从粒子表面向着粒子内部，Al的浓度逐渐降低。该专利文献1中，通过将电介质粒子设定为从粒子表面向着粒子内部Al的浓度降低的构成，可以确保1000以上的高介电常数和良好的静电电容的温度特性，改善TC偏置特性(TC bias characteristics,DC电压施加时的容量温度特性)、绝缘电阻顶的温度依存性。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2006-282481号公报(权利要求1)
技术实现思路
然而，为了实现层叠陶瓷电容器的小型化、大容量化，虽然需要如上述那样的电介质层的薄层化、多层化，但是，将电介质层进行薄层化、多层化时，为了不产生钎焊安装时的裂缝等而要求层叠陶瓷电容器具有良好的耐热冲击性。特别是近年来，对于不对静电电容的形成具有贡献的最下层和最上层的电介质层即保护层，也极力进行薄层化，并相应地，要求进行多层化而得到大容量的层叠陶瓷电容器，耐热冲击性变得越来越重要。因此，不仅对电容器的元件结构有要求，还需要开发具有耐热冲击性的陶瓷材料。然而，专利文献1中，通过添加Al虽然可以提高机械强度，但是不能得到充分的耐热冲击性，因此，对于薄层化、多层化的层叠陶瓷电容器而言，存在钎焊安装时有可能产生裂缝，可靠性差的问题。本专利技术是鉴于以上事情而研发的，其目的在于提供一种即使将电介质层更进一步薄层化、多层化时，也不会损害介电特性、绝缘性、温度特性、高温负荷特性等诸特性，耐热冲击性良好的电介质陶瓷，和使用其的层叠陶瓷电容器本专利技术人等，为了达成上述目的，对于在陶瓷材料中使用钛酸钡系化合物进行了深入研究，得到以下见解通过使含有Al、Mg和Si的结晶性氧化物以二次相粒子形式存在， 可以确保介电特性、绝缘性、静电电容的温度特性、高温负荷特性等诸特性，同时可以提高耐热冲击性。本专利技术是基于以上见解完成的，本专利技术的电介质陶瓷的特征在于，以通式ABO3K 表示的钛酸钡系化合物为主成分，含有Al、Mg和Si的结晶性氧化物以二次相(secondary phase)粒子存在。另外，本专利技术的电介质陶瓷中，上述钛酸钡系化合物优选A位含有78 100摩尔％的范围的Ba，0 2摩尔％的范围的Sr，0 20摩尔％的范围的Ca，B位含有96 100 摩尔％的范围的Ti，0 2摩尔%的范围的^ ，0 2摩尔%的范围的Hf。另外，本专利技术人等继续深入研究，结果发现，通过在电介质陶瓷层中以规定量含有 Ba或/和Ca、La、Ce等特定的稀土类元素、Mn、Ni等特定元素，可以进一步提高可靠性。即，本专利技术的电介质陶瓷优选含有元素Ml、R、M2中的任一种，其中Ml是选自Ba和 Ca 的中的至少 1 种元素，R 是选自 La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 和 Y 的中的至少1种元素，M2是选自Mn、Ni、Co、Fe、Cr、Cu、Mg、Li、Al、Si、Mo、W和V中的至少 1种元素，并且优选上述元素Ml的含量相对于上述主成分100摩尔份为0. 2 3摩尔份，上述元素R的含量相对于上述主成分100摩尔份为0. 1 3摩尔份，上述元素M2的含量相对于上述主成分100摩尔份为0. 2 5摩尔份。另外，本专利技术的层叠陶瓷电容器的特征在于，其是电介质层和内部电极交替层叠而成的层叠陶瓷电容器，上述电介质层由上述任一所述的电介质陶瓷来形成。另外，本专利技术的层叠陶瓷电容器中，优选上述内部电极以M作为主成分。根据上述电介质陶瓷，由于以通式ABO3所表示的钛酸钡系化合物作为主成分，含有Al、Mg和Si的结晶性氧化物作为二次相粒子存在，所以可以确保介电特性、绝缘性、温度特性、高温负荷特性等诸特性同时可以提高耐热冲击性。即，可以得到上述诸特性良好且即使安装时发生剧烈的温度变化也不会产生裂缝等缺陷的电介质陶瓷。另外，通过含有选自Ba和Ca中的至少1种元素Ml、特定的稀土类元素R以及特定的元素M2中的任一种，且上述元素Ml的含量相对于上述主成分100摩尔份设为0. 2 3摩尔份，上述元素R的含量相对于上述主成分100摩尔份设为0. 1 3摩尔份，上述元素 M2的含量相对于上述主成分100摩尔份设为0. 2 5摩尔份，可以得到介电常数不会下降， 具有更加良好的高温负荷特性的电介质陶瓷。另外，本专利技术的层叠陶瓷电容器是电介质层与以M等作为主成分的内部电极交替层叠而成的层叠陶瓷电容器，由于上述电介质层由上述任一项中所述的电介质陶瓷来形成，因此可以确保介电特性、绝缘性、温度特性、高温负荷特性等诸特性而且可以提高耐热冲击性，可以得到安装时即使发生剧烈的温度变化也不会产生裂缝等缺陷的层叠陶瓷电容ο附图说明图1是示意性地表示本专利技术的层叠陶瓷电容器的一实施方式的剖面图。图2是实施例1的试样编号1的SEM像。图3是表示上述试样编号1的Al的偏析状态的映射图。图4是表示上述试样编号1的Mg的偏析状态的映射图。图5是表示上述试样编号1的Si的偏析状态的映射图。符号说明2a 2f内部电极6a 6g电介质层具体实施例方式以下对本专利技术的实施方式详细说明。作为本专利技术的一实施方式的电介质陶瓷，以钛酸钡系化合物为主成分，并且含有 Al、Mg和Si的结晶性氧化物作为二次相粒子存在。钛酸钡系化合物具有通式ABO3所表示的钙钛矿型结构，作为具体的形态，可举出 以A位为Ba且B位为Ti形成的BaTi03、Ba的一部分被Ca和Sr中的至少1种元素取代的 (Ba，Ca) TiO3、(Ba，Sr) TiO3、或(Ba，Ca，Sr) Ti03、Ti 的一部分被 &、Hf 中的至少 1 种元素所取代的 Ba (Ti，Zr) O3、Ba (Ti，Hf) O3、或 Ba (Ti，^ ，Hf) O3,或它们的组合。但是，Ba的一部分被Sr和Ca中的至少任一种所取代时，优选Sr为2摩尔％以下， Ca为20摩尔％以下。S卩，优选A位含有78 100摩尔%的范围的Ba，0 2摩尔％的范围的Sr，0 20摩尔％的范围的Ca。另外，Ti的一部分被^ 和Hf中的至少任一种所取代时，优选^ 为2摩尔％以下， Hf为2摩尔％以下。S卩，优选B位含有96 100摩尔0Z0的范围的Ti，0 2摩尔％的范围的^ ，0 2摩尔％的范围的Hf。另外，A位和B位的配合摩尔比在理论化学计量上为1. 000，但是，为了达到不影响各种特性、烧结性等的程度，优选根据需要以A位过剩，或B位过剩本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电介质陶瓷，其特征在于，其以通式ＡＢＯ３所示的钛酸钡系化合物作为主成分，并且，含有Ａｌ、Ｍｇ和Ｓｉ的结晶性氧化物作为二次相粒子存在。

【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，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP