[發明專利]電介質陶瓷及層疊陶瓷電容器

有效

• 申請號: 201010003756.3
• 申請日: 2010-01-18
• 公開（公告）號: CN101792314A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 中村將典;山口晉一;竹田敏和
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49;H01G4/12;H01G4/30
• 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

本發明涉及電介質陶瓷以及采用該電介質陶瓷構成的層疊陶瓷電容 器，尤其涉及謀求提高電介質陶瓷的耐電壓的改善。

背景技術

作為滿足層疊陶瓷電容器的小型化且大容量化要求的有效手段之一， 謀求薄層化在層疊陶瓷電容器中所具備的電介質陶瓷層。但是，若進一步 薄層化電介質陶瓷層，則在使用時施加了大的直流電壓等時在層疊陶瓷電 容器中容易產生介質擊穿。根據這種狀況，介質擊穿時的電壓(BDV＝break? down?voltage)高是重要的，因此要求BDV高的電介質陶瓷。

如以上所述，在施加比較大的電壓的用途中使用了核殼(core-shell) 系的材料。另一方面，在不僅是BDV，而且還要求介電常數、靜電電容 溫度特性、高溫負荷試驗中的壽命特性等情況下，使用了包括具有核殼結 構的晶粒和具有均勻系結構的晶粒兩者的電介質陶瓷。

例如，在日本專利第3376963號公報(專利文獻1)以及日本專利第 3793697號公報(專利文獻2)中，公開了包括具有核殼系結構的晶粒和 具有均勻系結構的晶粒兩者的電介質陶瓷、以及采用該電介質陶瓷的層疊 陶瓷電容器。

在專利文獻1中公開的層疊陶瓷電容器中采用的電介質陶瓷是將具 有核殼結構的粒子與具有均勻系結構的粒子進行混合后的物質，當觀察陶 瓷燒結體的任意截面時，發現具有核殼結構的粒子與具有均勻系結構的粒 子以2∶8～4∶6范圍的面積比率存在。根據這種電介質陶瓷，相對介電 常數被提高到4500以上，在采用了該電介質陶瓷的層疊陶瓷電容器中滿 足作為JIS規格的靜電電容溫度特性的D特性。

另外，在專利文獻2中公開的層疊陶瓷電容器涉及其中所采用的電介 質陶瓷，具有核殼結構的粒子隨著靠近導體層其殼厚度增大，并且在與導 體之間的界面上無核殼結構，即存在具有均勻系結構的粒子，具有核殼結 構的粒子與無核殼結構的粒子的個數比為7∶3以上、9∶1以下。通過采 用這種結構，能夠提高耐電壓特性。

但是，在上述的各專利文獻1以及2中所公開的電介質陶瓷中，仍存 在要解決的問題。

即，在專利文獻1中所述的電介質陶瓷中，具有與靜電電容溫度特性 相關的進一步改善的余地，例如，不滿足EIA規格的X5R特性。另外， 具有均勻系結構的晶粒比率增加，尤其在進一步薄層化的情況下容易產生 晶粒長大，從而壽命特性下降。

另一方面，在專利文獻2中所述的電介質陶瓷中，雖提高了耐電壓特 性，但是，當進一步薄層化時，耐電壓特性還不夠充分。另外，還難以達 到與壽命特性之間的兼容。

專利文獻1：日本發明專利第3376963號公報

專利文獻2：日本發明專利第3793697號公報

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供一種能夠解決上述問題的電介質陶瓷 以及采用該電介質陶瓷構成的層疊陶瓷電容器。

本發明，首先致力于一種電介質陶瓷，其包括：具有核殼結構的核殼 晶粒；具有均勻系結構的均勻系晶粒；其特征在于，為了要解決上述的技 術性問題，核殼晶粒與均勻系晶粒以91∶9～99∶1范圍的面積比率存在。

在本發明有關的電介質陶瓷中，若假設核殼晶粒的平均粒徑為R1、 均勻系晶粒的平均粒徑為R2，則優選R2/R1的比率為0.8以上且3以下。

本發明有關的電介質陶瓷，其典型構成為：以BaTiO₃為主要成分， 并含有R(R是從La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 Tm、Yb以及Lu中所選擇的至少一種)、及Mg作為副成分。

另外，本發明還致力于一種層疊陶瓷電容器，其包括：電容器主體， 構成為具有層疊后的多個電介質陶瓷層、以及沿電介質陶瓷層之間的特定 的界面所形成的多個內部電極；和多個外部電極，形成在電容器主體外表 面上的相互不同的位置，并且電連接于內部電極的特定部位。

本發明有關的層疊陶瓷電容器，其特征在于，電介質陶瓷層由上述的 與本發明有關的電介質陶瓷構成。

根據本發明有關的電介質陶瓷，核殼晶粒與均勻系晶粒以91. 9～99∶1范圍的面積比率存在，因此能夠進一步提高壽命特性以及BDV。 另外，由于均勻系晶粒較少，因此能夠改進溫度特性。