本发明专利技术提供一种可在1030℃以下的低温下进行煅烧，且即使进行薄层化的情况下，也兼具高介电常数、良好的寿命特性、进而满足X7R的温度特性的积层陶瓷电容器。本发明专利技术采用如下结构：在将内部电极所夹持的介电陶瓷层的厚度设为d时，以BaTiO3作为主成分的主相粒子的粒径分布成为D20≤D50×0.7、D50≤d/4、D95≤d/2、CV值(D20～D95的标准偏差/D50)＜40％。另外，采用如下结构：在介电陶瓷层中存在至少由Re(Re包含Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、及Y中的至少一种以上)、Ba、Ti所构成的二次相粒子，且在任意的5μm×5μm的介电层剖面区域，具有0.10μm以上的粒径的上述二次相平均为5个以上，具有主相粒子的D80以上的粒径的上述二次相平均小于2个。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包含以钛酸钡作为主成分的介电层的积层陶瓷电容器，尤其涉及一种即使在低温下的煅烧中，也满足X7R的温度特性，进而即使进行薄层化的情况下，也具有以具有优异寿命的方式进行改良的结构的积层陶瓷电容器。
技术介绍
近年来，作为小型且大容量的电容器元件，业界正在开发通过同时煅烧介电陶瓷组合物与内部电极而制作的积层陶瓷电容器。并且，现有类型的介电陶瓷组合物由于煅烧温度高达1150°C 1400°C，所以作为用以与内部电极同时进行煅烧的电极材料，主流的是耐高温的镍(Ni)或镍合金。但是，镍是一种稀有金属，在预计稀有金属的需求会扩大的背景下，受到近年来稀有金属价格高涨的影响，其替代技术备受瞩目，利用使用铜(以下有时表示为“Cu”)等原料金属廉价的金属的内部电极代替使用镍(以下有时记为“Ni”)的内部电极的需求提高。然而，由于铜的熔点为1085°C，低于镍的熔点，所以使用铜作为内部电极的情况下，存在如下问题:需要在1030°C、期待为1000°C以下进行煅烧，需要即使在低于先前的温度下进行煅烧也发挥充分特性的积层陶瓷电容器用介电材料。本专利技术者等人鉴于以上情况，为了获得在还原环境中可在1030°C、期待为1000°C以下进行烧结， 介电陶瓷层的材料中不含有铅(Pb)或铋(Bi)，介电常数为2000以上，介电常数的温度特性为X7R特性，具有与现有的Ni内电积层陶瓷电容器同等水平的高温加速寿命特性的积层陶瓷电容器，而进行了研究，结果发现:在以BaTiO3系化合物作为主成分的介电陶瓷组合物中Ba/Ti比、或作为副成分的稀上类的组成比及MnO的组成比的条件。并且，提出了一种积层陶瓷电容器，其具有多个介电陶瓷层、以交替地导出至不同端面的方式在该介电陶瓷层间相面向地形成的内部电极、及在上述介电陶瓷层的两端面所形成的与上述各内部电极电气连接的外部电极，其特征在于:上述介电陶瓷层在以AB03+aRe203+bMn0(其中，ABO3是以BaTiCUt为主体的钙钛矿系介电质，Re2O3是选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及Y中的I种以上的金属的氧化物，a、b表示相对于100摩尔ABO3的摩尔数)表示时，是由1.000彡A/B彡1.035的范围、0.05 ^ a ^ 0.75的范围、0.25彡b彡2.0的范围的主成分、与含有B、Li或Si中的一种以上且分别以B203、Li2O, SiO2换算时的总计为0.16 1.6重量份的副成分所构成的烧结体，并且上述内部电极是由Cu或Cu合金所构成(专利文献I)。另外，本专利技术者等人也提出了在内部电极由Cu或Cu合金所构成的积层陶瓷电容器中，通过制成由从剖面观察时的直径的平均值为400nm以下的晶粒与晶界构成介电陶瓷的以BaTiO3作为主体的钙钛矿型介电材料的烧结体，而获得温度特性为X7R特性或X8R特性的积层陶瓷电容器(专利文献2)，在实施例中，烧结体的起始原料是使用向MnO中混合作为添加剂的稀土类的氧化物、及作为烧结助剂的B203、Li2O, SiO2的起始原料。此外，本专利技术者等人提出了一种介电陶瓷组合物，其含有包含BaTiOJ^主成分、与包含Re、Mn、V、Mo、Cu、B、L1、Ca、Sr的副成分，其特征在于:发现除Re、Mn、B、Li的含量以外，V及Mo的合计含量对使用以Cu作为主成分的内部电极的积层陶瓷电容器的寿命特性也会产生影响，在将上述介电陶瓷组成以BaTi03+aRe203+bMn0+cV205+dMo03+eCu0+fB203+gLi20+xSrO+yCaO(其中，Re是选自Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、及Y中的I种以上，a h表示相对于100摩尔包含BaTiO3的主成分的摩尔数)表示，将该介电陶瓷组合物所含有的(Ba+Sr+Ca)/Ti的摩尔比设为m时，0.10彡a彡0.50,0.20彡b彡0.80、0彡c彡0.12、0彡d彡0.07、0.04 ( c+d ( 0.12、0 ^ e ^ 1.00,0.50 ^ f ^ 2.00,0.6 ( (100 (m-1)+2g)/2f ( 1.3、0.5 彡 100 (m-1)/2g 彡 5.1、0 彡 x 彡 1.50 彡 y 彡 1.5(专利文献 3)。另一方面，对于积层陶瓷电容器，作为满足对小型化且大容量化的要求的有效方法之一，对实现构成积层陶瓷电容器的介电陶瓷层的薄层化进行研究，针对薄层化时的可靠性设计提出了各种提案。例如专利文献4中，通过使粉碎的原料粉末与未粉碎的原料粉末以适当的比率混合，形成介电层内的结晶粒径分布在小于层厚的1/4的一侧与大于其的一侧分别逐一出现波峰的结构，由此即使进行小于I μ m的薄层化时，也可兼具高介电常数与高电性绝缘性。另外，上述专利文献5是采用形成可进行薄层化且用以获得高寿命特性的结构，将每一层的粒子数限制为较少，而使Mn或V向整个晶界的扩散变得容易的方法。另外，在专利文献6中，通过含有Li系化合物作为烧结助剂，将介电陶瓷的粒径的平均值Rg[um]设为0.06 < Rg <0.17，并将其标准偏差og[ym]设为σ g < 0.75，而同时实现小于I μ m的薄层化与良好的寿命特性，另外，在专利文献7中，为了限制成为可靠性下降的原因的二次相的产生，而采用预先将组成与二次相相同的化合物混入介电材料中之后进行煅烧，而抑制多余的二次相的产生的方法。通过该方法，将二次相的大小限制为介电质厚度的1/3以下。另外，在专利文献8中，使M4R6O(SiO4) 6型结晶相(M是选自碱土金属中的至少I种)析出至含有BaTiO3的主相粒子的两面间晶界层及三相点，而提高进行薄层化的情况下的静电电容的温度 特性、绝缘破坏电压、及高温负荷寿命。另外，在专利文献9中，剩余的Ba或Si等碱土金属以非结晶性物质的形式析出至三相点，此情况会使可靠性降低。因此，通过采用将80%以上的三相点的剖面积抑制为8nm以下，使含有Ba、Ti及Si的结晶性氧化物粒子代替上述非结晶性物质析出至介电陶瓷层中的结构，即使进行薄层化的情况下也会实现高可靠性。[先前技术文献][专利文献][专利文献I]日本专利特开2008-42150号公报[专利文献2]日本专利特开2008-72072号公报[专利文献3]日本专利特愿2010-235413号公报[专利文献4]日本专利特开2010-199260号公报[专利文献5]日本专利特开2010-40798号公报[专利文献6]日本专利特开2010-52964号公报[专利文献7]日本专利特开2001-6966号公报[专利文献8]日本专利特开2004-107200号公报[专利文献9]日本专利特开2004-262717号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的问题]本专利技术者等人对使用铜作为内部电极的积层陶瓷电容器进一步反复研究，结果判明:已提出的上述专利文献I 3中对厚度为数μ m以上之处进行了研究，就确保介电陶瓷层的厚度为2 μ m以下、优选I μ m以下而变薄的情况下的可靠性的方面而言，尚有研究余地。另一方面，在上述专利文献4 9等中所记载的现有的进行薄层化时的可靠性设计中，没有在上述低温下进行煅烧的意图，判明其并不充分。 即，在上述专利文献4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.04 JP 2011-0478971.一种积层陶瓷电容器，其具有陶瓷积层体、内部电极及外部电极，该陶瓷积层体是将多个由包含以BaTiOdt为主成分的主相粒子、至少含有Re (Re包含Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、及Y的至少一种以上)、Ba、Ti的二次相粒子、及至少含有B(硼)或Li (锂)中的一方或双方的晶界相的介电陶瓷所构成的介电陶瓷层积层而成的近似长方体形状的陶瓷积层体，该内部电极是隔着上述介电陶瓷层以相面向且交替地导出至不同端面的方式形成的包含Cu或Cu合金的内部电极，该外部电极是形成在上述陶瓷积层体的两端面且分别与导出至该端面的上述内部电极电气连接的外部电极，其特征在于:在将上述内部电极所夹持的上述介电陶瓷层的层厚设为t，将测定上述介电陶瓷层中的上述主相粒子的粒径而获得的累积个数分布的累计20%、累计50%及累计95%时的粒径分别设为D20、D50、D95时，D20 ≤ D50X70%,D50 ≤t/4、D95 ≤ t/2、CV值(D20 D95 之间的标准偏差/D50) <40%。2.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器，其中在上述介电陶瓷层的任意的5 μ mX5 μ m的区域中，平均存在5个以上的粒径为0.1 μ m以上的上述二次相粒子。3.根据权利要求2所述的积层陶瓷电容器，其中在上述5μ mX5 μ m的区域中，粒径大于主相粒子的累积个数分布的累计80% (D80)的二次相粒子的数量平均小于2个。4.根据权利要求1所述的积层陶瓷电容器，其中用上述晶界相的Ba/Ti比除以上述主相粒子的粒子内的Ba/Ti比而获得的值为1.2以下。5.根据权利要求2所述的积层陶瓷电容器，其中用上述晶界相的Ba/Ti比除以上述主相粒子的粒子内的Ba/Ti比而获得的值为1.2以下。6.根据权利要求3所述的积层陶瓷电容器，其中用...
【专利技术属性】
技术研发人员：高岛贤二，竹冈伸介，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：
国别省市：
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