[發明專利]介電陶瓷以及層疊陶瓷電容器

無效

• 申請號: 200880108059.5
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101801882A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 笹林武久;中村友幸;石原雅之;矢尾剛之
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C04B35/46
• 分類號: C04B35/46;H01B3/12;H01G4/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術領域

本發明涉及一種介電陶瓷(dielectric?ceramic)及層疊陶瓷電容器，更詳細而言，本發明涉及適用于小型、大容量的層疊陶瓷電容器的介電質材料的介電陶瓷以及使用該介電陶瓷而制造的層疊陶瓷電容器。

背景技術

層疊陶瓷電容器是使用于各種各樣的電子裝置的電路中的電子部件，伴隨電子裝置的小型化，要求層疊陶瓷電容器小型化。

這種層疊陶瓷電容器是將在電介質層與電介質層之間隔著內部電極而層疊，且使該層疊體燒結而形成，但在不降低層疊陶瓷電容器的容量的情況下使其小型化，必須使電介質層薄層化。

另一方面，在使電介質層薄層化后，由于該電介質層上會被施加高電場強度的電壓，因此可能會導致介電常數的降低及溫度特性的劣化，以及由于高溫下的長時間驅動而使絕緣電阻降低，易產生次品，從而導致可靠性降低。

因此，必須實現一種介電陶瓷，其即使在因電介質層的薄層化而被施加有高電場強度的電壓時，介電常數也較大，具有良好的溫度特性，且可靠性優異。

因此，一直以來，提出一種介電陶瓷，其具有包含主要成分與添加成分的組成且具備晶粒和占據晶粒間的晶界，其中，上述主要成分包括ABO₃(A為Ba及Ca，或者為Ba、Ca及Sr；B為Ti，或者為Ti及Zr、Hf中的至少任一種)所示的鈣鈦礦型化合物，上述添加成分包括Si、特定的稀土類元素R及特定的金屬元素M，上述晶粒個數中85％以上的晶粒而言，在其截面的90％以上的區域中，上述添加成分不固溶，且存在上述主要成分，對于上述晶界中的分析點數的85％以上的分析點而言，含有至少上述Ba、上述Ca、上述Ti、上述Si、上述R及上述M(專利文獻1)。

在專利文獻1中，以(Ba，Ca)TiO₃為主要成分，并含有Si、特定的稀土類元素R及特定的金屬元素M作為副成分，且使上述副成分幾乎不固溶于主要成分中而是存在于晶界中，以此確保高溫負載壽命，從而謀求可靠性的提高。

[專利文獻1]日本專利特開2004-224653號公報

發明內容

然而，在將專利文獻1的介電陶瓷使用于薄層的層疊陶瓷電容器時，存在以下問題：相對于施加電場的靜電容量的變動較大。

即，通常，于層疊陶瓷電容器中施加有0.1～0.5V左右的交流電壓，但根據使用狀況，有時交流電壓的振幅會變動。特別是伴隨近年來的薄層化的進展，施加電場的變動增大，由此，靜電容量也會較大地變動，從而存在交流電壓特性(以下稱“AC電壓特性”)劣化的問題。

本發明是鑒于如上所述的問題而完成的，其目的在于提供一種AC電壓特性得以改善的介電陶瓷，進而，提供一種具有良好的AC電壓特性，此外可維持所需的介電特性和良好的溫度特性，且耐電壓性也良好，從而也能確保可靠性的介電陶瓷、及使用這些介電陶瓷的層疊陶瓷電容器。

為了達成上述目的，本發明的介電陶瓷的特征在于：其具有以通式ABO₃所示的鈣鈦礦型化合物(A必須含有Ba、且含有選自Ba、Ca、Sr中的至少一種；B必須含有Ti、且含有選自Ti、Zr、Hf中的至少一種)作為主要成分且含有稀土類元素R和Ni的組成，并且具有晶粒和晶界，所述稀土類元素R含有選自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu及Y中的至少一種，所述Ni均勻或大致均勻地固溶于晶粒內，且所述稀土類元素R在所述晶粒內的固溶區域以截面面積比計為平均10％以下(包括0％)。

另外，本發明的介電陶瓷的特征在于：所述組成以通式100A_mBO₃+aNiO+bRO_n+cMO_v+dMgO+eXO_w表示(M表示選自Mn、Fe、Cu、Co、V、W、Cr、Mo及Al中的至少一種金屬元素，X表示至少含有Si的燒結助劑成分，n、v及w為分別根據所述稀土類元素R、所述金屬元素M及所述燒結助劑成分X的價數而唯一確定的正數)，所述m、a、b、c、d及e分別滿足0.96≤m≤1.030、0.05≤a≤3、0.1≤b≤1.5、0.1≤c≤1.0、0.1≤d≤1.5、以及0.05≤e≤3.5。

另外，本發明的層疊陶瓷電容器的其特征在于，具有交替層疊電介質層與內部電極而成的陶瓷燒結體，并且于所述陶瓷燒結體的兩個端部形成有外部電極，且所述外部電極與所述內部電極電連接，所述電介質層由所述介電陶瓷形成。