電介質(zhì)陶瓷組合物和電子部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電介質(zhì)陶瓷組合物、以及具有由該電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成的電介質(zhì)層 的陶瓷電子部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為陶瓷電子部件一個(gè)例子的層疊陶瓷電容器作為小型、具有高性能且高可靠性 的電子部件而被廣泛利用。特別是多數(shù)被利用于電氣設(shè)備和電子設(shè)備。近年來，伴隨著電 氣設(shè)備和電子設(shè)備小型化且高性能化，相對(duì)于層疊電容器進(jìn)一步小型化、高性能化和可靠 性提高的要求不斷提高。作為應(yīng)對(duì)這樣的要求的層疊陶瓷電容器，已提出了專利文獻(xiàn)1和 專利文獻(xiàn)2所記載的層疊陶瓷電容器。
[0003] 然而，近年來，層疊陶瓷電容器的進(jìn)一步小型化、大電容化的要求不斷提高而電介 質(zhì)層的薄層化、多層化變得必需。
[0004] 因此，在薄層化、多層化的情況下也可以獲得足夠的可靠性和良好的溫度特性的 電介質(zhì)陶瓷組合物的要求變高。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-223471號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開開2011-201761號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010] 本發(fā)明有鑒于這樣的實(shí)際情況而完成，其目的在于提供即使比以往對(duì)電介質(zhì)層更 薄層化且電介質(zhì)層所涉及的電場(chǎng)強(qiáng)度變得更高的情況下、或者即使增加電介質(zhì)層的情況下 也滿足良好的溫度特性和足夠的可靠性的電介質(zhì)陶瓷組合物和電子部件。
[0011] 解決技術(shù)問題的手段
[0012] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物是具備具有由通式ABO 3(A 是選自Ba、Ca和Sr當(dāng)中的至少一種，B是選自Ti和Zr當(dāng)中的至少一種）表示的媽鈦礦型 結(jié)晶結(jié)構(gòu)的主成分、以及至少含有稀土化合物的添加物的電介質(zhì)陶瓷組合物，至少具備具 有核殼結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)顆粒和偏析顆粒，在所述偏析顆粒中所述稀土化合物的濃度為所述具 有核殼結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)顆粒的殼部的所述稀土化合物平均濃度的2倍以上，所述偏析顆粒所 占的面積為0. 1~I. 1%，在令所述偏析顆粒的最大粒徑為:Tbmax、所述偏析顆粒的最小粒徑 為rbmin、具有所述核殼結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)顆粒的平均粒徑為匕的情況下，r bmM/ra< 2.〇〇和r bmin/ ra> 0. 25,不存在實(shí)質(zhì)上含有Mg的所述偏析顆粒。
[0013] 本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物，優(yōu)選地，具有所述核殼結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)顆粒的 平均粒徑匕為0. 16~0. 26 y m。
[0014] 本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物，優(yōu)選地，相對(duì)于所述主成分100摩爾，含有如 下成分作為所述稀土化合物：以Ra2O3換算含有0. 6摩爾以上且I. 4摩爾以下的Ra的氧化 物（Ra為選自Dy、Gd和Tb當(dāng)中的至少一種）；以Rb2O3換算含有0. 2摩爾以上且0. 7摩爾 以下的Rb的氧化物（Rb為選自Ho和Y當(dāng)中的至少一種）；以及以Rc2O3換算含有0. 2摩爾 以上且0. 7摩爾以下的Rc的氧化物（Re為選自Yb和Lu當(dāng)中的至少一種）。
[0015] 本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物，優(yōu)選地，以Mg換算含有0. 6摩爾以上且1. 6 摩爾以下的Mg的氧化物作為所述添加物。
[0016] 本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物，優(yōu)選地，以Si換算含有0. 6摩爾以上且不到 1. 2摩爾的包含Si的化合物作為所述添加物。
[0017] 另外，本發(fā)明所涉及的陶瓷電子部件具有由上述電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成的電介質(zhì) 層和電極層。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的層疊陶瓷電容器的截面圖。
[0019] 圖2是圖1所示的電介質(zhì)層2的主要部分放大截面圖。
[0020] 圖3A是試樣序號(hào)3所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物的切斷面的概略圖。
[0021] 圖3B是試樣序號(hào)16所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物的切斷面的概略圖。
[0022] 圖3C是試樣序號(hào)21所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物的切斷面的概略圖。
[0023] 符號(hào)的說明：
[0024] 1…層疊陶瓷電容器
[0025] 2…電介質(zhì)層
[0026] 3…內(nèi)部電極層
[0027] 4…外部電極
[0028] 10…電容器元件主體
[0029] a…具有核殼結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)顆粒
[0030] al…核部
[0031] a2…殼部
[0032] b…偏析顆粒
[0033] c…其他電介質(zhì)顆粒
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下，基于附圖所示的實(shí)施方式說明本發(fā)明。
[0035] (層疊陶瓷電容器）
[0036] 如圖1所示，作為層疊陶瓷電子部件的一個(gè)例子的層疊電容器1具有交替層疊有 電介質(zhì)層2與內(nèi)部電極層3的結(jié)構(gòu)的電容器元件主體10。內(nèi)部電極層3以各個(gè)端面交替露 出于電容器元件主體10的相對(duì)方向的兩端部的表面的方式層疊。一對(duì)外部電極4形成在 電容器元件主體10的兩端部，并連接于交替配置的內(nèi)部電極層3的露出端面，而構(gòu)成電容 器電路。
[0037] 對(duì)于電容器元件主體10的形狀沒有特別限制，如圖1所示通常做成長(zhǎng)方體。另外， 對(duì)于其尺寸也沒有特別限制。
[0038] (電介質(zhì)層）
[0039] 電介質(zhì)層2由本實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成。本實(shí)施方式所涉及 的電介質(zhì)陶瓷組合物具有由通式ABO 3 (A是選自Ba、Ca和Sr當(dāng)中的至少一種，B是選自Ti 和Zr當(dāng)中的至少一種）表示的化合物作為主成分。另外，電介質(zhì)陶瓷組合物具有主成分為 ABOj^電介質(zhì)顆粒。
[0040] 作為由通式八803表示的化合物的具體例子可以列舉由（(Ba ^CaxSry) 0) U(TipzZrz)vO3表示的化合物。另外，u、v、x、y、z均為任意的范圍，優(yōu)選為以下的范圍。
[0041] 在上述式中，X優(yōu)選為0 < X < 0. 1，更優(yōu)選為0 < X < 0. 05。通過令X為所述范 圍，從而能夠?qū)⒂杀景l(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成的電介質(zhì)層的溫度特性或相對(duì)介 電常數(shù)控制在優(yōu)選的范圍。如果X過大，則有電介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)過低的傾向。另外， 在本實(shí)施方式中可以未必包含Ca。即，X可以為0。
[0042] 在上述式中，y優(yōu)選為0 < y < 0. 1，更優(yōu)選為0 < y < 0. 05。通過令y為所述范 圍，從而能夠提高由本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成的電介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)。 如果y過大，則有電介質(zhì)層的溫度特性惡化的傾向。另外，在本實(shí)施方式中可以未必包含 Sr。即，y可以為0。
[0043] 在上述式中，z優(yōu)選為0 < z < 0. 3,更優(yōu)選為0 < z < 0. 15。通過令z為所述范 圍，從而能夠提高由本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成的電介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)。 如果z過大，則有電介質(zhì)層的溫度特性惡化的傾向。另外，在本實(shí)施方式中可以未必包含 Zr。即，z可以為0。
[0044] 另外，本實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物的主成分優(yōu)選為鈦酸鋇。即，優(yōu)選為 X = Y = Z = O0
[0045] 另外，電介質(zhì)陶瓷組合物（燒成后）中所包含的Ba與Ti之比優(yōu)選為Ba/Ti = 1. 004~1. 015,更優(yōu)選為1. 007~1. 012。通過令Ba/Ti為上述范圍，從而有相對(duì)介電常 數(shù)、可靠性、溫度特性變得良好的傾向。
[0046] 本實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)陶瓷組合物除了上述主成分之外還至少含有稀土化 合物作為添加物。作為前述稀土化合物優(yōu)選含有Ra的氧化物、Rb的氧化物和Rc的氧化物 全部氧化物。在此，Ra是選自Dy、Gd和Tb當(dāng)中的至少一種。Rb是選自Ho和Y當(dāng)中的至少 一種。Rc是選自Yb和Lu當(dāng)中的至少一種。
[0047]如果令Ra氧化物相對(duì)于作為主成分使用的ABO3IOO摩爾的含量為a，則a以 Ra2O3換算優(yōu)選為0. 6摩爾以上且1. 4摩爾以下，更優(yōu)選為0. 7摩爾以上且1. 2摩爾以下。 通過令a為上述范圍，從而有相對(duì)介電常數(shù)、溫度特性和高溫負(fù)荷壽命變得良好的傾向。 另外，作為Ra氧化物，特別優(yōu)選使用Dy。
[0048] 如果令Rb氧化物相對(duì)于作為主成分使用的ABO3IOO摩爾的含量為0，則0以 Rb 2O3換算優(yōu)選為0. 2摩爾以上且0. 7摩爾以下，更優(yōu)選為0. 2摩爾以上且0. 6摩爾以下。 通過令e為上述范圍，從而有相對(duì)介電常數(shù)、溫度特性和高溫負(fù)荷壽命變得良好的傾向。 另外，特別優(yōu)選包含Ho作為Rb。
[0049] 如果令Rc氧化物相對(duì)于作為主成分使用的ABO3IOO摩爾的含量為Y，則Y以 Rc 2O3換算優(yōu)選為0. 2摩爾以上且0. 7摩爾以下，更優(yōu)選為0. 2摩爾以上且0. 5摩爾以下。 通過令Y為上述