[發明專利]電介質陶瓷組合物和電子部件

無效

• 申請號: 200910134079.6
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101549997A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 高野弘介;宮內真理;森崎信人;關秀明;前田信;山田高裕
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;H01G4/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳 娟;孫秀武

技術領域

本發明涉及例如用作層合陶瓷電容器的電介質層等的電介質陶瓷組合物、和使用該電介質陶瓷組合物作為電介質層的電子部件。

背景技術

作為電子部件的一個例子的層合陶瓷電容器例如如下制備：將含有規定的電介質陶瓷組合物的陶瓷生片、和規定圖案的內部電極層交互重疊，然后一體化得到生芯片(green?chip)，同時將所得生芯片進行燒結來制備。為了使層合陶瓷電容器的內部電極層通過燒結與陶瓷電介質形成一體，必須選擇與陶瓷電介質不發生反應的材料。因此，作為構成內部電極層的材料，以往必須使用鉑或鈀等價格昂貴的貴金屬。

但是，近年來開發了可以使用鎳或銅等價格低廉的賤金屬的電介質陶瓷組合物，實現了成本的大幅降低。

近年來，伴隨電子電路高密度化，對電子部件的小型化的要求提高，層合陶瓷電容器的小型化、大容量化得到迅速發展。與此相伴，層合陶瓷電容器中每一層的電介質層的薄層化也得到進展，即使薄層也可保持作為電容器的可靠性的電介質陶瓷組合物成為人們的需求。特別是在高額定電壓中使用的中耐壓用電容器的小型化、大容量化中，對電介質陶瓷組合物要求非常高的可靠性。

另外，在使用以顯示強介電性的鈦酸鋇為主成分的電介質陶瓷組合物的層合陶瓷電容器中，施加電場時，伴隨有發生機械性變形的所謂電致伸縮現象。由該電致伸縮現象導致的振動而發生的振動音有時也處于使人不愉快的音域，需要采取對策。

以往，本申請人提出了在日本特許3091192等中公開的電介質陶瓷組合物，該電介質陶瓷組合物是可使用賤金屬作為構成內部電極的材料、并且靜電容量的溫度變化滿足EIA標準的X7R特性(-55至125℃，ΔC＝±15％以內)的技術。但是，由于該技術重視容量溫度特性，所以離子半徑小的稀土類元素比離子半徑大的稀土類元素較多添加。因此，伴隨中耐壓用電容器的小型、大容量化的高可靠性不充分。并且，具有介電常數為2000、較大，伴隨電致伸縮現象的問題。

另外，還已知滿足X7R特性的其它技術例如有日本特許3039417或日本特許3064918中公開的電介質陶瓷組合物。

上述電介質陶瓷組合物是在鈦酸鋇中添加Sc和Y的至少一種稀土類元素的氧化物、和Gd、Tb和Dy中的至少一種稀土類元素的氧化物。即，日本特許3039417中公開的技術是向鈦酸鋇中添加分別選自任意分組的兩組元素群中的至少2種稀土類元素的氧化物，由此使其滿足EIA標準的X7R特性，并且謀求提高絕緣電阻的加速壽命。

但是，日本特許3039417中所公開的技術中，由于稀土類的添加量少等原因，介電常數為3000以上、較大，在高電場中出現電致伸縮現象的可能性大。

日本特許3064918中公開了在鈦酸鋇中添加多種稀土類元素的電介質陶瓷組合物。但是，日本特許3064918中并未公開根據離子半徑的大小將稀土類元素分成兩組元素組的發明思想。

因此，與日本特許3039417同樣，具有介電常數大、伴隨電致伸縮現象的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供具有優異的高溫負荷壽命和容量溫度特性、同時可抑制電致伸縮現象的電介質陶瓷組合物。本發明的目的還在于提供使用上述電介質陶瓷組合物制備的、可靠性得到提高的層合陶瓷電容器等的電子部件。特別是其目的在于提供額定電壓高的中耐壓用層合陶瓷電容器等電子部件。

本發明人等為實現上述目的進行了深入的研究，結果發現：具有鈦酸鋇和特定的副成分、并且以特定比例含有離子半徑大的稀土類元素和離子半徑小的稀土類元素的電介質陶瓷組合物，其高溫負荷壽命提高，容量溫度特性提高，以及有效抑制電致伸縮現象，從而完成了本發明。

即，本發明的電介質陶瓷組合物具有：

含有鈦酸鋇的主成分、

含有MgO的第1副成分、

含有SiO₂系燒結助劑的第2副成分、

含有V₂O₅、Nb₂O₅和WO₃中的至少一種的第3副成分、

含有R^A的氧化物(其中R^A為選自Tb、Gd和Dy中的至少一種)的第4A副成分、

含有R^B的氧化物(其中R^B為選自Ho、Y和Yb中的至少一種)的第4B副成分、

含有MnO或Cr₂O₃的第5副成分，

其中，各副成分相對于100mol上述主成分的比例為：