專利名稱：多層瓷介片狀電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層瓷介片狀電容器。
多層瓷介片狀電容器已經(jīng)作為一種緊湊的、完全可靠的、大電容量的電子元件被廣泛采用，一個(gè)電子設(shè)備中包含許多該電容器。鑒于當(dāng)前對(duì)尺寸更小、性能更高的電子設(shè)備的日益增長的需求，多層瓷介片狀電容器也遇到尺寸更小、電容量更大、成本更低和可靠性更高的更嚴(yán)格要求。
多層瓷介片狀電容器一般是通過把一種內(nèi)電極形成漿料和一種介電層形成漿料用壓片、印刷及類似技術(shù)疊層，然后通過共同燒制成一體而制作的。
一般來說內(nèi)電極是由如Pd和Pd合金的導(dǎo)體制成的，但是貴重的鈀部分地被用比較便宜的Ni和Ni合金之類的堿金屬所代替。由于如果在環(huán)境空氣中燒制的話堿金屬制成的內(nèi)電極會(huì)氧化，故介電層和內(nèi)電極層須在一種還原爐氣中共同燒制。然而，在還原爐氣中燒制引起諸介電層還原，造成電阻率降低。于是提出采用不可還原的介電材料。
然而，采用不可還原介電材料的多層瓷介片狀電容器有一些問題，其中包括絕緣電阻(IR)的壽命短和可靠性低。
當(dāng)該介電材料承受直流電場時(shí)，還產(chǎn)生另一個(gè)問題，即它的電容率εs隨著時(shí)間而降低。如果為了提供尺寸較小和電容量較大的片狀電容器而采用較薄的介電層，則跨越該電容器施加直流電場引起諸介電層接受較強(qiáng)的電場，造成電容率εs隨著時(shí)間更顯著的變化，即電容量隨著時(shí)間更顯著的變化。此外較薄的介電層容易介質(zhì)擊穿。
還要求電容器具有良好的直流偏置性能。這里所用的直流偏置性能一詞是指在一個(gè)交流電場施加于其上時(shí)的電容量與一個(gè)重疊直流電場施加于其上時(shí)的電容量相比的一個(gè)片狀電容器的電容量的百分?jǐn)?shù)變化，電容量通常隨著所施加的直流電場的增加而減小。直流偏置性能不好的電容器有個(gè)問題，即在正常工作期間當(dāng)跨越該電容器施加一個(gè)直流電場時(shí)，該電容器明顯地減小其電容量到小于標(biāo)準(zhǔn)電容量。
EIA(電子工業(yè)協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定稱為X7R性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，即在-55℃與125℃之間的溫度范圍內(nèi)，電容量的百分?jǐn)?shù)變化應(yīng)在±15％以內(nèi)(基準(zhǔn)溫度25℃)。
已知滿足該X7R性質(zhì)的一種介電材料是在日本專利申請公開(JP-A)No.36170/1986中公開的BaTiO3+SrTiO3+MnO物系的配方。然而，此材料在直流電場下隨著時(shí)間經(jīng)歷電容量的很大變化，例如當(dāng)50V的直流電場在40℃下施加1000小時(shí)時(shí)出現(xiàn)-10％至-30％的電容量變化，未能滿足X7R性質(zhì)。
其他不還原介電陶瓷配方包括在JP-A 718 66/1982中公開的BaTiO3+MnO+MgO物系，在JP-A 250905/1986中公開的(Ba1-xSrxO)aTi1-yZryO2+α((1-Z)MnO+zCoO)+β((1-t)A2O5+tL2O3)+wSiO2物系，其中A是Nb、Ta或V而L是Y或一種稀土元素，在JP-A 832 56/1990中公開的帶有添加于其中的玻璃狀態(tài)的BaαCa1-αSiO3的鈦酸鋇。然而，這些介電陶瓷配方不能滿足所有要求，其中包括良好的電容量溫度響應(yīng)，在直流電場下電容量隨時(shí)間的變化最小，良好的直流偏置特性，以及長的絕緣電阻加速壽命。例如，JP-A 250 905/1986和83256/1990的配方具有短的絕緣電阻加速壽命。
在這樣的情況下，我們在JP-A-84692/1994和342735/1994，它們分別在本申請的基本申請的提交之后提交，中提出一種多層瓷介片狀電容器，該電容器包括一些介電層，這些介電層包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的特定數(shù)量的氧化鎂、氧化釔，氧化鋇和氧化鈣中的至少一種，以及氧化硅。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種多層瓷介片狀電容器，該電容器滿足X7R性質(zhì)或電容量的溫度響應(yīng)，并且表現(xiàn)出在直流電場下最小的電容量隨時(shí)間變化，絕緣電阻(IR)加速壽命長和良好的直流偏置性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供這樣一種多層瓷介片狀電容器，該電容器除以上優(yōu)點(diǎn)外還具有耐介質(zhì)擊穿的能力。
這些和其他目的是靠由以下(1)至(9)所限定的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)的。
(1)一種多層瓷介片狀電容器，該電容器有一個(gè)包含交替疊合的介電層和內(nèi)電極層的電容器片體，其中所述介電層包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的氧化鎂、氧化釔、從氧化鋇和氧化鈣中至少選一種，以及氧化硅，按這樣一種比例，即每100mol的BaTiO3中有MgO0.1至3molY2O3大于0至5mol
BaO+CaO2至12molSiO22至12mol其中假定鈦酸鋇、氧化鎂、氧化釔、氧化鋇、氧化鈣和氧化硅分別按BaTiO3、MgO、Y2O3、BaO、CaO和SiO2計(jì)算，所述介電層具有最大為0.45μm的平均粒度，以及在所述介電層的X射線衍射圖中，(200)平面的衍射線與(002)平面的衍射線至少部分地彼此重疊以形成一個(gè)具有最大為0.35°的半值寬度的寬衍射線。
(2)如(1)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層具有至少0.10μm的平均粒度而該寬衍射線具有至少0.10°的半值寬度。
(3)如(1)或(2)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中可于其間觀測到存在疇壁的晶粒在所述介電層的一截面中的比例為35至85％。
(4)如(1)至(3)中任何一項(xiàng)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層還包含作為次要組分的氧化錳，其比例為每100mol的BaTiO3中有最多為0.5mol的MnO，假定氧化錳按MnO計(jì)算。
(5)一種多層瓷介片狀電容器，該電容器有一個(gè)包含交替疊合的介電層和內(nèi)電極層的電容器片體，其中所述介電層包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的氧化鎂、氧化釔、從氧化鋇和氧化鈣中至少選一種、氧化硅、氧化錳、以及從氧化釩和氧化鉬中至少選一種，按這樣一種比例，即每100mol的BaTiO3中有
MgO0.1至3molY2O3大于0至5molBaO+CaO2至12molSiO22至12molMnO大于0至0.5molV2O50至0.3molMoO30至0.3molV2O5+MoO3大于0mol其中假定鈦酸鋇、氧化鎂、氧化釔、氧化鋇、氧化鈣、氧化硅、氧化錳、氧化釩和氧化鉬分別按BaTiO3、MgO、Y2O3、BaO、CaO、SiO2、MnO、V2O5和MoO3計(jì)算。
(6)如(5)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層具有最大為0.45μm的平均粒度，以及在所述介電層的X射線衍射圖中，(200)平面的衍射線與(002)平面的衍射線至少部分地彼此重疊以形成一個(gè)具有最大為0.35°的半值寬度的寬衍射線。
(7)如(6)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層具有至少0.1μm的平均粒度而該寬衍射線具有至少0.10°的半值寬度。
(8)如(6)或(7)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中可于其間觀測到存在疇壁的晶粒在所述介電層的一截面中的比例為35至85％。
(9)如(1)至(8)中任何一項(xiàng)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述內(nèi)電極包含一種呈鎳或鎳合金狀態(tài)的導(dǎo)體。
本發(fā)明保證一種多層瓷介片狀電容器滿足關(guān)于電容量的溫度響應(yīng)的X7R性質(zhì)，并表現(xiàn)出在直流電場下電容量隨著時(shí)間的變化最小，絕緣電阻(IR)的加速壽命長，以及直流偏置性能良好，正如在上面引述的JP-A 84692/1994和342735/1994中所報(bào)告的那樣。
在本發(fā)明的第一種形式中，該介電層具有最大為0.45μm的平均粒度和就X射線衍射來說的特定特性，借此進(jìn)一步改善在直流電場下電容量隨著時(shí)間的變化。因此，即使當(dāng)介電層厚度減小使電場強(qiáng)度變得更高時(shí)，也能得到十分高的可靠性。此外，平均粒度的減小導(dǎo)致IR的加速壽命的改善。
在本發(fā)明的第二種形式中，該介電層包含特定數(shù)量的氧化釩和/或氧化鉬，借此進(jìn)一步改善在直流電場下電容量隨著時(shí)間的變化。氧化釩的添加導(dǎo)致介電擊穿電壓提高而氧化錳的添加導(dǎo)致IR的加速壽命延長。此外，在介電層具有最大為0.45μm的平均粒度和就X射線衍射來說的特定特性的情況下，在第二種形式中，在直流電場下電容量隨著時(shí)間的變化和IR的加速壽命像在第一種形式中那樣進(jìn)一步得到改善。
如上所述，本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器即使當(dāng)介電層厚度減小使電場強(qiáng)度變得更高時(shí)，也保證十分高的可靠性。
應(yīng)該指出，在上面引述的JP-A 84692/1994和342735/1994的一些例子的樣品中承認(rèn)在直流電場下電容量隨著時(shí)間的變化和IR的加速壽命方面的改善，但這些測量是在比下文將要描述的本發(fā)明的一些例子中更緩和的條件下進(jìn)行的。如果像本發(fā)明的一些例子中那樣在更嚴(yán)格的條件下進(jìn)行測量，則在上面引述的JP-A84692/1994和342755/1994中的那些介電層具有大于0.45μm的平均粒度而寬衍射線具有大于0.35°的半值寬度的例子的諸樣品將不能達(dá)到完全滿意的結(jié)果。
“多層陶瓷電容器”，Gakuken K.K.，33～38頁介紹一個(gè)關(guān)于“低溫?zé)柒佀徜^”的報(bào)告。在該報(bào)告中，用各種方法制備精細(xì)鈦酸鋇粉末，并通過添加CuO、Bi2O3、PbO之類繼之以液相燒結(jié)得到具有0.3至0.8μm粒度的燒結(jié)體。該報(bào)告介紹具有與本發(fā)明中規(guī)定的平均粒度范圍重疊的粒度的燒結(jié)體，但未提到在介電層的X射線衍射圖中(200)和(002)平面的衍射線。與根據(jù)本發(fā)明的介電層配方不同，該報(bào)告中所述的具有0.3至0.8μm粒度的該鈦酸鋇燒結(jié)體不能在還原爐氣中燒制，從而妨礙了不貴重的鎳電極的采用。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器的一種典型結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2(a)和2(b)是多層瓷介片狀電容器中介電層橫截面中的圖形代換照片或掃描電子顯微照片；圖3(a)和3(b)是用來形成圖2的介電層的BaTiO3粉末的圖形代換照片或掃描電子顯微照片；圖4是多層瓷介片狀電容器中介電層的X射線衍射圖；圖5(a)和5(b)是多層瓷介片狀電容器中介電層的圖形代換照片或透射電子顯微照片；圖6是多層瓷介片狀電容器中介電層橫截面中的圖形代換照片或掃描電子顯微照片；圖7是多層瓷介片狀電容器中介電層的X射線衍射圖；圖8是多層瓷介片狀電容器中介電層的圖形代換照片或透射電子顯微照片。
現(xiàn)詳細(xì)描述本發(fā)明的說明性的結(jié)構(gòu)。
多層瓷介片狀電容器圖1以橫截面表示根據(jù)本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器的一種說明性結(jié)構(gòu)。
從圖1中可見，本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器1包括一個(gè)電容器片體10，該片體帶有一組交替疊合的介電層2和內(nèi)電極層3。電容器1還包括處在電容器片體10的側(cè)表面上并電氣連接于諸內(nèi)電極3的外電極4。電容器片體10的形狀無關(guān)緊要，但它往往是矩形的。此外尺寸無關(guān)緊要，該片體可根據(jù)具體的用途具有相應(yīng)的尺寸，一般在1.0～5.6mm×0.5～5.0mm×0.5～1.9mm的范圍內(nèi)。諸內(nèi)電極3這樣堆疊，即在相對(duì)的兩端它們交替地在電容器片體10的相對(duì)兩側(cè)表面露出。諸外電極4加在電容器片體10的相對(duì)的兩側(cè)表面上以構(gòu)成想要的電容器電路。
介電層2在第一實(shí)施例中，諸介電層2包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的氧化鎂、氧化釔、氧化鋇和氧化鈣中的至少一種、以及氧化硅。
在第二實(shí)施例中，諸介電層2包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的氧化鎂、氧化釔、氧化鋇和氧化鈣中至少一種、氧化硅、氧化錳、以及氧化釩和氧化鉬中的至少一種。
假定鈦酸鋇按BaTiO3計(jì)算，氧化鎂按MgO計(jì)算，氧化釔按Y2O3計(jì)算，氧化鋇按BaO計(jì)算，氧化鈣按CaO計(jì)算，氧化硅按SiO2計(jì)算，氧化錳按MnO計(jì)算，氧化釩按V2O5計(jì)算，以及氧化鉬按MoO3計(jì)算，則介電層按這樣一種比例包含這些組分，即在第一種形式中每100mol的BaTiO3中有，MgO0.1至3mol，可取的是0.5至2.0molY2O3大于0至5mol，可取的是0.1至5mol，更可取的是大于1至5mol，最可取的是1.1至3.5molBaO+CaO2至12mol，可取的是2至6molSiO22至12mol，可取的是2至6mol而在第二種形式中MgO0.1至3mol，可取的是0.5至2.0molY2O3大于0至5mol，可取的是0.1至5mol，更可取的是大于1至5mol，最可取的是1.1至3.5molBaO+CaO2至12mol，可取的是2至6molSiO22至12mol，可取的是2至6molMnO大于0至0.5mol，可取的是0.01至0.4molV2O50至0.3mol，可取的是0至0.25molMoO30至0.3mol，可取的是0至0.25molV2O5+MoO3大于0mol，可取的是0.01至0.3mol，更可取的是0.05至0.25mol。
只要構(gòu)成各自的氧化物的諸金屬元素的含量在以上規(guī)定的范圍之內(nèi)，每種氧化物的氧化狀態(tài)無關(guān)緊要。
在諸介電層2里可以包含其他化合物，但最好該材料基本上沒有氧化鈷，因這它的存在導(dǎo)致電容量的變化加大。
下面所描述的是限制各個(gè)次要組分含量的原因。
當(dāng)氧化鎂含量低于上面規(guī)定的范圍時(shí)，難以保證電容量隨著時(shí)間的最小變化。高于上面規(guī)定范圍的氧化鎂含量急據(jù)地降低可燒結(jié)性從而導(dǎo)致致密性差，造成較短的加速IR壽命和較低的電容率。
氧化釔對(duì)改善加速IR壽命和直流偏置性能是有效的。較少的氧化釔含量提供較小的添加效應(yīng)，尤其是不足的直流偏置性能。高于上面規(guī)定范圍的氧化釔含量造成降低的電容率并降低可燒結(jié)性，導(dǎo)致致密性差。
低于上面規(guī)定范圍的較少的NaO+CaO含量造成在施加直流電場時(shí)電容量隨著時(shí)間的較大變化和較短的加速IR壽命并且不能保證所希望的電容量溫度響應(yīng)。這些組分的較大含量造成較短的加速IR壽命和電容率的急劇降低。低于上面規(guī)定范圍的較少的SiO2含量降低可燒結(jié)性，導(dǎo)致致密性差，而高于該范圍的含量導(dǎo)致過低的原始絕緣電阻。
氧化錳對(duì)介電層的致密性有效并改善加速IR壽命。當(dāng)氧化錳的含量過大時(shí)，難以減小在所加直流電場之下電容量隨著時(shí)間的變化。在第一實(shí)施例中也可以添加氧化錳?？扇〉氖前醋疃?.5mol的數(shù)量包含氧化錳，更可取的是最多0.4mol，按第100mol的BaTiO3中的MnO計(jì)算。為了完全有效，可取的是應(yīng)按至少0.01mol的數(shù)量包含氧化錳。
氧化釩和氧化鉬對(duì)改善在直流電場下電容量隨著時(shí)間的百分?jǐn)?shù)變化有效。此外，氧化釩對(duì)改善介質(zhì)擊穿電壓有效而氧化鉬對(duì)改善加速IR壽命有效。V2O5和MoO3中至少一種的過大含量造成原始IR的極端降低。
介電層可以還包含氧化鋁，該組分使得能在較低的溫度下燒結(jié)?？扇〉氖前醋疃?％介電層重量的數(shù)量包含氧化鋁，按Al2O3計(jì)算。氧化鋁的較大數(shù)量將造成電容率的明顯降低，同時(shí)造成加速IR壽命短。
在第一實(shí)施例中，介電層具有最大為0.45μm的平均晶粒粒度，可取的是最大為0.35μm。在第二實(shí)施例中，平均粒度最好也在此范圍之內(nèi)。這樣一種亞微米平均粒度導(dǎo)致降低的晶體各向異性，從而導(dǎo)致電容量隨時(shí)間變化較小。亞微米平均粒度還導(dǎo)致改善的加速IR壽命。對(duì)于粒度沒有特定的下限，但是較小的粒度必須用具有相應(yīng)的很小尺寸的介電原料粉末來完成，該粉末難于形成漿料。因此，通常介電層可取的是具有至少0.10μm的平均粒度。應(yīng)該指出，介電層的平均粒度是通過拋光該介電層，化學(xué)地或熱力地蝕刻該拋光表面，并用求積法從掃描電子顯微照片計(jì)算該粒度來測定的。
介電層由一些晶粒組成，這些晶粒接近室溫時(shí)具有四方晶系。晶體各向異性的降低意味著向立方晶系的接近。晶體各向異性的程度可以用介電層的X射線衍射法來測定。隨著晶體降低各向異性，(200)平面的衍射線向小角側(cè)偏移而(002)平面的衍射線向大角側(cè)偏移，以致兩個(gè)衍射線至少部分地彼此重疊。在平均粒度小于0.45μm的場合，通常不是作為獨(dú)立的線明顯地觀察到兩個(gè)衍射線，而是在(200)平面的衍射線的位置(2θ＝約45.4°)與(002)平面的衍射線的位置(2θ＝44.9°)之間觀察到一個(gè)寬衍射線。在第一實(shí)施例中，此寬衍射線具有最大為0.35°的半值寬度，可取的是最大為0.30°。第二實(shí)施例也傾向于這樣一個(gè)范圍內(nèi)的半值寬度。如果半值寬度過大，則晶體各向異性的降低不夠。對(duì)于半值寬度沒有特定的下限，但半值寬通常至少為0.15°，因?yàn)殡y以得到小于0.10°的半值寬度。對(duì)于X射線衍射法，采用CuKα1射線。
在晶體具有較大的各向異性的場合，有時(shí)獨(dú)立地觀察到(200)平面的衍射線的尖峰和(002)平面的衍射線的尖峰。這時(shí)通常產(chǎn)生一個(gè)寬衍射線，其中(002)平面的衍射線的尖峰出現(xiàn)在(200)平面的衍射線的肩部。在這種場合，在等于最高尖峰的一半的高度上截取的該寬衍射線的寬度是此寬衍射線的半值寬度。
在平均粒度小于0.45μm的場合，在介電層的一截面的透射電子顯微照片中，可以觀察到在其間存在著疇壁的那些晶粒的比例可取的是35至85％，更可取的是35至50％。其間可以觀察到疇壁的那些晶粒的更高比例會(huì)導(dǎo)致電容量隨著時(shí)間的變化較大。
可取的是諸元素局部地分布在介電層的晶粒中。某些元素集中于諸晶粒的中心，而另一些元素則集中于諸晶粒的中心，而另一些元素則集中于諸晶粒的周邊。然而，在電子顯微鏡下的圖像中難以明確地證實(shí)這樣一種局部分布。
介電層有一個(gè)近似的居里溫度，該溫度是用適當(dāng)選擇的特定配方依據(jù)適用的標(biāo)準(zhǔn)測定的。一般來說該居里溫度高于85℃，尤其是約120至135℃。
對(duì)于每個(gè)介電層的厚度沒有特定的限制。本發(fā)明的運(yùn)用允許介電層小于4μm厚甚至小于2μm厚，同時(shí)保持電容量隨著時(shí)間的較小變化和完全的可靠性。在用印刷方法形成該層的場合，厚度下限通常為大約0.5μm。疊合的介電層數(shù)一般為從2至300左右。
內(nèi)電極層3-用以形成內(nèi)電極層3的導(dǎo)體無關(guān)緊要，但是可以采用堿金屬，因?yàn)榻殡妼?的材料具有防還原的性質(zhì)。用作導(dǎo)體的可取的堿金屬是鎳和鎳合金?？扇〉逆嚭辖鹗擎嚺c從Mn、Cr、Mo和Al中選出的至少一種的合金，當(dāng)該鎳合金至少含有95％重量的鎳時(shí)更可取。
應(yīng)該指出，鎳和鎳合金可以含有最多為大約0.1％重量的磷和其他痕量組分。
內(nèi)電極層的厚度可根據(jù)具體用途適當(dāng)?shù)卮_定，但是一般來說大約0.5至5μm，尤其是0.5至2.5μm。
外電極4用以形成外電極4的導(dǎo)體無關(guān)緊要，但是在本發(fā)明的實(shí)踐中可以采用諸如鎳、銅及其合金之類的非貴重金屬。
外電極的厚度可根據(jù)具體用途適當(dāng)?shù)卮_定，但是可取的是10至50μm。
多層瓷介片狀電容器的制備本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器是這樣制備的利用漿料靠常規(guī)的印刷法和壓片法形成生料片體，燒制該片體，以及對(duì)其印刷或轉(zhuǎn)印外電極，繼之以燒固。
介電層形成漿料用來形成介電層的漿料是通過把介電原料與有機(jī)載體混合而得到的。
對(duì)于該介電原料，使用與介電層的配方相對(duì)應(yīng)的粉末。制備介電原料的程序無關(guān)緊要。例如，可以采用把用水熱合成或類似方法合成的BaTiO3與次要組分原料混合的過程。也可以采用先煅燒BaCO3、TiO2和次要組分原料的混合物，繼之以固相反應(yīng)和水熱合成程序的一種干合成過程。還可以接受通過煅燒一種靠共同沉淀、溶膠-凝膠、堿水解和沉淀物混合法得到的沉淀物與次要組分原料的混合物，而得到的該介電原料的合成。這里所用的次要組分原料可以是氧化物和各種在燒制時(shí)轉(zhuǎn)化成氧化物的化合物中至少一種，例如碳酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物和有機(jī)金屬化合物。
介電原料的平均顆粒尺寸可以根據(jù)想要的介電層平均粒度來確定。由于在用于本發(fā)明的配方物系中出現(xiàn)少許晶粒生長，為了使介電層可以具有最大為0.45μm的平均粒度，通常用具有最大為0.4μm的平均顆粒尺寸的粉末作為介電原料。在這方面應(yīng)該指出，用BET法測量時(shí)介電原料最好具有至少2.5m2/g的比表面積。
有機(jī)載體是在有機(jī)溶劑中的粘合劑。用于有機(jī)載體的粘合劑無關(guān)緊要，并且可以從乙基纖維素之類的常規(guī)粘合劑中適當(dāng)?shù)剡x擇。此外這里所用的有機(jī)溶劑也無關(guān)緊要，并且可以從諸中萜品醇、丁基卡必醇、丙酮和甲苯之類的常規(guī)有機(jī)溶劑中根據(jù)具體的涂布方法如印刷法或壓片法之類適當(dāng)?shù)剡x擇。
內(nèi)電極形成漿料用來形成內(nèi)電極層的漿料是通過把諸如上述導(dǎo)電金屬和合金之類的導(dǎo)體或各種在燒制時(shí)轉(zhuǎn)變成該導(dǎo)體的化合物，例如氧化物、有機(jī)金屬化合物和樹脂酸鹽，與如上所述的有機(jī)載體混合而制備的。
外電極形成漿料用來形成外電極的漿料可以用與內(nèi)電極形成漿料相同的方法來制備。
有機(jī)載體含量對(duì)于上面提到的各自漿料的有機(jī)載體含量沒有特定的限制?？梢圆捎贸Ｒ?guī)的含量，例如大約1至5％重量的粘合劑和大約10至50％重量的溶劑。如果需要的話，各自的漿料可以包含其他添加劑，如分散劑、增塑劑、介電化合物和絕緣化合物之類。這些添加劑的總含量最好最高為10％重量。
生料片體的制備在采用印刷法的場合，生料片體是如下制備的以薄層形式在對(duì)苯甲酸乙二醇酯(PET)或類似材料的基片上交替地印刷介電層形成漿料和內(nèi)電極層形成漿料，把薄層疊合體切成預(yù)定的形狀并把它與該基片分離。
在采用壓片法的場合，生料片體是如下制備的由介電層形成漿料形成生料薄片，在各自的生料薄片上印刷內(nèi)電極層形成漿料，疊合印刷好的生料薄并切成預(yù)定的形狀。
粘合劑除去步驟在燒制之前可以在常規(guī)的條件下進(jìn)行粘合劑除去，最好在以下條件下，其中內(nèi)電極層由鎳和鎳合金之類堿金屬導(dǎo)體形成。
加熱速度5-300℃/小時(shí)，尤其是10-100℃/小時(shí)保持溫度200-400℃，尤其是250-300℃保溫時(shí)間1/2～24小時(shí)，尤其是5～20小時(shí)環(huán)境空氣燒制步驟然后該生料片體在一種可根據(jù)內(nèi)電極形成漿料中導(dǎo)體的類型來適當(dāng)確定的環(huán)境中燒制。在使用鎳和鎳合金之類堿金屬作為該導(dǎo)體的場合，燒制環(huán)境可以具有10-8至10-12atm的氧氣分壓力。在低于該范圍的氧氣分壓力下，內(nèi)電極層的導(dǎo)體可能異常燒結(jié)并脫離。在高于該范圍的氧氣分壓力下，內(nèi)電極層容易氧化。
燒制期間的保持溫度可取的是1100至1400℃，更可取的是1200至1300℃。低于該范圍的較低的保持溫度會(huì)提供不足的致密性而超過該范圍的更高的保持溫度能導(dǎo)致在施加直流電場時(shí)電容量隨著時(shí)間的變化較大。
除上述者外其他條件最好如下。
加熱速度50～500℃/小時(shí)，尤其是200～300℃/小時(shí)保溫時(shí)間1/2～8小時(shí)，尤其是1～3小時(shí)冷卻速度50～500℃/小時(shí)，尤其是200～300℃/小時(shí)燒制環(huán)境最好是還原爐氣而該環(huán)境氣體最好是例如N2和H2氣的加濕混合氣體。
退火步驟電容器片體在還原爐氣中的燒制最好繼之以退火。退火對(duì)于使介電層再次氧化有效，借此顯著地延長加速IR壽命。
退火爐氣可以具有至少10-6atm的氧氣分壓力，最好10-5至10-4atm。在低于該范圍的低氧氣分壓力下介電層再次氧化不足，而高于該范圍時(shí)內(nèi)電極層容易被氧化。
退火期間的保持溫度可取的是低于1100℃，更可取的是500至1000℃。低于該范圍的較低的保持溫度將把介電層氧化到較小的程度，導(dǎo)致較短的壽命。超過該范圍的較高的保持溫度能使內(nèi)電極層被氧化，導(dǎo)致電容量降低，并使內(nèi)電極層與介電材料反應(yīng)，導(dǎo)致較短的壽命?？梢岳斫?，退火步驟可以僅靠加熱和冷卻來完成。在此場合，保持溫度等于加熱時(shí)的最高溫度而保溫時(shí)間為零。
除上述者外其他條件最好如下。
保溫時(shí)間0～20小時(shí)，尤其是6～10小時(shí)。
冷卻速度50～500℃/小時(shí)，尤其是100～300℃/小時(shí)所用的最佳保護(hù)氣體是加濕N2氣。
對(duì)于在粘合劑除去、燒制和退火諸步驟中所用的加濕N2氣或混合氣體，可以使用例如一種潤濕器。在這方面，水溫最好是大約5至75℃。
上述粘合劑除去、燒制和退火諸步驟可以連續(xù)地或獨(dú)立地進(jìn)行。
在諸步驟連續(xù)進(jìn)行的場合，在粘合劑除去后最好僅改變保護(hù)氣體而不冷卻，把溫度提高到用于燒制的保持溫度，進(jìn)行燒制，然后冷卻并在達(dá)到用于退火的保持溫度時(shí)改變保護(hù)氣體，并進(jìn)行退火。
在諸步驟獨(dú)立進(jìn)行的場合，在燒制步驟里，使用與粘合劑除去中相同的保護(hù)氣體，同時(shí)加熱到用于粘合劑除去步驟的保持溫度，并由此把溫度提高到進(jìn)行燒制的保持溫度。保持燒制保護(hù)氣體，同時(shí)冷卻到用于退火步驟的保持溫度。然后使用上述退火保護(hù)氣體，同時(shí)從用于退火步驟的保持溫度冷卻。此外在獨(dú)立模式的退火步驟里，在N2氣爐氣中加熱到保持溫度之后可以改變保護(hù)氣體，或者在整個(gè)退火步驟里可以使用加濕N2氣爐氣。
外電極的形成把這樣得到的電容器片體用例如滾筒拋光和噴砂在端面拋光，然后再印刷或轉(zhuǎn)印外電極形成漿料并燒固，以形成外電極4。外電極形成漿料的燒制條件包括例如N2和H2的濕潤混合氣體，大約600至800℃，及大約10分鐘至大約1小時(shí)。
如有必要，用電鍍之類在外電極4上形成襯墊。
這樣制備的本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器在用于各種電子設(shè)備之前例如靠焊接安裝在印刷電路板上。
在本發(fā)明的多層瓷介片狀電容器工作期間，跨越諸介電施加一個(gè)至少0.02V/μm，經(jīng)常至少0.2V/μm，更經(jīng)常至少0.5V/μm而且通常最大為大約5V/μm的直流電場，同時(shí)施加一個(gè)交流分量一般以重疊方式。即使當(dāng)施加這樣一直流電場時(shí)，諸電容器隨著時(shí)間的推移也經(jīng)歷其電容量的最小的變化。
下面作為說明給出本發(fā)明的一些例子。
例1(第一實(shí)施例)制備下列漿料。
介電層形成漿料一種介電原料是通過在球磨機(jī)中對(duì)經(jīng)水熱合成法制備的BaTiO3和(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O，MnCO3，BaCO3，CaCO3，SiO2和Y2O3一起濕磨16個(gè)小時(shí)制備的。通過改變制備參數(shù)，制備了一組具有各種平均顆粒尺寸的介電原料。另一種介電原料是用由溶膠-凝膠法制備的BaTiO3來制備的。用于各自的介電材料的BaTiO3的名義平均顆粒尺寸及其BET值示于表1。
一種漿料是通過在球磨機(jī)中對(duì)100份每種介電原料、4.8份丙烯酸樹脂、40份二氯甲烷、20份三氯乙烷、6份礦油精(mine ralspirit)和4份丙酮進(jìn)行磨碎而制備的。
內(nèi)電極層形成漿料一種漿料是通過在三輥磨中對(duì)100份具有0.8μm的平均顆粒尺寸的鎳顆粒、40份有機(jī)載體(通過把8份重量的乙基纖維素樹脂溶解在92份丁基卡必醇中而得到)和10份丁基卡必醇進(jìn)行磨碎而制備的。
外電極形成漿料一種漿料是通過對(duì)100份具有0.5μm的平均顆粒尺寸的銅顆粒、35份有機(jī)載體(通過把8份重量的乙基纖維素樹脂溶解在92份丁基卡必醇中而得到)和7份丁基卡必醇進(jìn)行磨碎而制備的。
使用各自的介電層形成漿料和內(nèi)電極層形成漿料，制作了如圖1中所示配置的多層瓷介片狀電容器。
首先把介電層形成漿料涂布于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜上以形成5μm厚的生料薄片，在該薄片上印刷內(nèi)電極層形成漿料。從該聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜分離該生料薄片。把一組該生料薄片疊合并在壓力下粘接以形成一個(gè)生料疊層塊。疊合薄片的數(shù)目為4。
在把該生料疊層塊切成預(yù)定的尺寸之后，該生料片體在以下條件下連續(xù)地除去粘合劑、燒制和退火，得到一個(gè)電容器片體。
粘合劑除去加熱速度15℃/小時(shí)保持溫度280℃保溫時(shí)間8小時(shí)保護(hù)氣體空氣燒制加熱速度200℃/小時(shí)保持溫度1300℃保溫時(shí)間2小時(shí)冷卻速度300℃/小時(shí)保護(hù)氣體濕N2和H2混合氣體氧分壓力10-9atm退火保持溫度900℃保溫時(shí)間9小時(shí)冷卻速度300℃/小時(shí)保護(hù)氣體濕N2氣體氧分壓力10-5atm為了給保護(hù)氣體加濕，在35℃的水溫下使用一個(gè)潤濕器。
這樣得到的電容器片體用噴砂在端面拋光。把外電極形成漿料涂布于兩端面并在濕N2+H2保護(hù)氣體中在800℃下燒制10分鐘以形成外電極。于是完成一個(gè)多層瓷介片狀電容器樣品。
諸電容器樣品尺寸為3.2mm×1.6mm×0.6mm，介電層為3μm厚，內(nèi)電極為2μm厚。
每個(gè)樣品的介電層的配方為MO2.0mol，Y2O32.13molBaO3.36mol，CaO2.44mol，BaO+CaO5.8mol，SiO25.8mol，以及MnO0.19mol如前所述其表達(dá)成相對(duì)于100mol的BaTiO3的比例。
每個(gè)樣品的介電層具有如表1中所示的平均粒度。該平均粒度是用樣品截面的掃描電子顯微照片按前面所描述的過程計(jì)算的。圖2(a)和2(b)是103和105號(hào)樣品的介電層的掃描電子顯微照片。為了比較，圖3(a)和3(b)是用于制備103和105號(hào)樣品的介電層的BaTiO3粉末的掃描電子顯微照片。
通過向每個(gè)樣品的表面照射CuKα1射線而使介電層承受X射線衍射。結(jié)果，對(duì)于所有樣品，(200)平面的衍射線與(002)平面的衍射線彼此重疊而形成一個(gè)寬衍射線，兩個(gè)衍射線不能區(qū)分開。某些樣品的X射線衍射圖示于圖4中。各自樣品的寬衍射線的位置和半值寬度示于表1中。
各自樣品的介電層的顯微照片是通過一個(gè)透射電子顯微鏡拍攝的。圖5(a)和5(b)是103和105號(hào)樣品的照片。對(duì)于各自的樣品，從這些照片測定其中能觀察到疇壁的晶粒的比例。結(jié)果示于表1中。
用以下試驗(yàn)檢查了諸樣品。結(jié)果示于表1中。
電容量的溫度響應(yīng)X7R性質(zhì)用一個(gè)LCR(電感-電容-電阻)表以1V的測量電壓在-55℃與125℃之間的溫度范圍內(nèi)測量電容量，以檢查電容量變化是否能落進(jìn)±15％以內(nèi)(基準(zhǔn)溫度25℃)。當(dāng)滿足該要求時(shí)把樣品定為“O”，不滿足時(shí)定為“X”。
直流電場中電容量隨時(shí)間的變化用一個(gè)LCR表，以1.0V的測量交流電壓來測量樣品的初始電容值C0。然后在40℃下施加每μm介電層厚度為2.1V的直流電場，在施加了1000小時(shí)之后，把樣品在室溫下以無載狀態(tài)放置24小時(shí)。此后，測量樣品的電容量。確定對(duì)初始電容量C0的變化ΔC1，由該變化計(jì)算百分?jǐn)?shù)變化ΔC1/C0。在上述條件下測量放置之后的電容量。
緣絕電阻IR的加速壽命在140℃下使樣品在15V/μm的電場下承受加速試驗(yàn)。該壽命是直到絕緣電阻(IR)下降到低于2×105Ω經(jīng)歷的時(shí)間。
電容率εs在25℃下測量電容率。
直流偏置性能用一個(gè)LCR表，以1.0V的測量交流電壓來測量初始電容量C0。接下來，在施加1.0V的交流電壓時(shí)，以重疊的方式跨越該樣品施加每μm介電層厚度1.0V的直流電場，測量該樣品的電容量。確定對(duì)初始電容量C0變化ΔC2，由該變化計(jì)算百分?jǐn)?shù)變化ΔC2/C0。
表1(第一實(shí)施例)BaTiO3介電層衍射線 衍射線 疇壁 溫度 電容量 IR的加直流偏樣品號(hào) 平均顆BET 平均粒 位置半值寬 比例 響應(yīng) 隨時(shí)間 速壽命置性能粒尺寸 度 度 的變化 εs(μm) (m2/g) (μm) (deg)(deg) (％)X7R(％) (hr.) (25℃) (％)101 0.1511.00.19 45.280.1637 ○ -2.8 1401530 -3.0102 0.2 7.2 0.23 45.290.1748 ○ -3.4 1131680 -3.9103 0.3 3.7 0.33 45.330.3149 ○ -5.6 52 1840 -7.8104 0.4 3.1 0.44 45.320.3580 ○ -6.1 11 2350 -8.5105(對(duì)比) 0.5 2.2 0.60* 45.370.38* 93*○ -9.1 0.92580 -19.2106** 3.3 0.24 45.290.2945 ○ -5.1 1921760 -5.1*)效值超出限制范圍**)溶膠—凝膠法從表1的數(shù)據(jù)中看出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的諸樣品還具有滿足B性質(zhì)的電容量溫度響應(yīng)，即在-25℃與85℃之間的溫度范圍內(nèi)電容量變化在±10％以內(nèi)(基準(zhǔn)溫度20℃)。
例2(第一實(shí)施例)除了介電層的配方如表2中所示外，該樣品按例1的103號(hào)樣品制備。關(guān)于平均粒度和衍射線，這些樣品與103號(hào)樣品相同。對(duì)于這些樣品，像在例1中那樣進(jìn)行測量。結(jié)果示于表2中。注意，一起報(bào)告了例1的103號(hào)樣品的測量值。
表2(第一實(shí)施例)介電層配方 溫度 電容量 IR的加 直流偏樣品號(hào) MgO Y2O3BaOCaOBaO+CaO SiO2MnO響應(yīng) 隨時(shí)間 速壽命 置性能的變化 εs(mol)(mol) (mol) (mol) (mol)(mol) (mol)X7R (％) (hr.) (25℃) (％)201 2.0 0.53 3.362.445.8 5.8 0.19○-8.1 5.8 1880 -13.9202 2.0 1.06 3.362.445.8 5.8 0.19○-6.9 35 1860 -10.6103 2.0 2.13 3.362.445.8 5.8 0.19○-5.6 52 1840 -7.8203 2.0 4.25 3.362.445.8 5.8 0.19○-3.3 23 1730 -11.5
從表2的數(shù)據(jù)可以看出，通過添加1mol以上的Y2O3得到較好的性質(zhì)。注意當(dāng)超過5mol的Y2O3時(shí)，不能得到致密的燒結(jié)體。
應(yīng)該指出，在JP-A 84692/1994和342735/1994的諸例子中所示的配方中介電層也像在本例中這樣通過選擇平均粒度和X射線衍射的半值寬度以落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)來改善性質(zhì)。
例3(第二實(shí)施例)一種介電原料是通過在球磨機(jī)中對(duì)經(jīng)水熱合成法制備的BaTiO3和(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O，MnCO3，BaCO3，CaCO3，SiO2，Y2O3，V2O5和MoO3一起濕磨16個(gè)小時(shí)制備的。
一種介電層形成漿料是通過在球磨機(jī)中對(duì)100份每種介電原料、4.8份丙烯酸樹脂、40份二氯甲烷、20份三氯乙烷、6份礦油精和4份丙酮進(jìn)行磨碎而制備的。
除了使用這樣制備的介電層形成漿料外，多層瓷介片狀電容器樣品是像例1中那樣制備的。
各自樣品的介電層的配方如表3和表4中所示。該配方像前面那樣表達(dá)成相對(duì)于100mol的BaTiO3的比例。
每個(gè)樣品的介電層具有0.35μm的平均粒度。該平均粒度是用樣品截面的掃描電子顯微照片按前面所描述的過程計(jì)算的。圖6是310號(hào)樣品的介電層的掃描電子顯微照片。
通過向每個(gè)樣品的表面照射CuKα1射線而使介電層承受X射線衍射。結(jié)果，對(duì)于所有樣品，(200)平面的衍射線與(002)平面的衍射線彼此重疊而形成一個(gè)寬衍射線，兩個(gè)衍射線不能區(qū)分開。這些寬衍射線具有在2θ＝0.30°至0.34°范圍內(nèi)的半值寬度。316號(hào)樣品的X射線衍射圖示于圖7。
各自樣品的介電層的顯微照片是通過一個(gè)透射電子顯微鏡拍攝的，從這些照片測定其中能觀察到疇壁的晶粒的比例。其中能觀察到疇壁的晶粒的比例在44至50％的范圍內(nèi)。302號(hào)樣品的透射電子顯微照片示于圖8。
用以下試驗(yàn)檢查了諸樣品。結(jié)果示于諸表中。
電容量的溫度響應(yīng)像在例1中那樣進(jìn)行測量。
直流電場中電容量隨時(shí)間的變化像在例1中那樣進(jìn)行測量。
絕緣電阻IR的加速壽命像在例1中那樣進(jìn)行測量。
電容率εs像在例1中那樣進(jìn)行測量。
擊穿電壓VB在室溫下通過用一個(gè)自動(dòng)升壓儀器施加直流電壓來進(jìn)行擊穿試驗(yàn)。漏泄電流超過1mA時(shí)的電壓為擊穿電壓。
表3(第二實(shí)施例)介電層配方溫度 電容量 IR的加 擊穿樣品號(hào) MgO Y2O3BaO CaO BaO+CaO SiO2MnO V2O6MoO3響應(yīng) 隨時(shí)間 速壽命 電壓的變化εsVBNo. (mol) (mol) (mol) (mol) (mol)(mol) (mol) (mol) (mol) X7R (％) (hr.) (25℃) (V/μm)301(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0* 0*○ -6.2 54 232030302 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0.01 0 ○ -6.0 56 232360303 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0.05 0 ○ -5.8 79 2364110304 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0.10 ○ -3.9 158 2366125305 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0.20 ○ -2.8 162 2360127306(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.19 0.4* 0 ○ -3.6 52 2356124307(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0* 0*○ -8.0 60 221874308 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0.01 0 ○ -7.9 71 222086309 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0.05 0 ○ -7.6 97 227094310 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0.10 ○ -5.7 174 2273123311 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0.20 ○ -3.4 178 2268126312(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0.4* 0 ○ -3.0 54 2272102313 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.01 ○ -6.8 61 223872314 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.05 ○ -6.2 137 230287315 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.1 ○ -2.0 232 232873316 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.2 ○ +0.4 586 2338108317(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.4* ○ +0.5 27 2382113318(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 0.8* × -3.5 - 220940319(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 330.375 0 1.0* × -3.1 - 2135 -*)數(shù)值超出限制范圍表4(第二實(shí)施例)介電層配方溫度電容量IR的加擊穿樣品號(hào)MgOY2O3BaO CaO BaO+CaO SiO2MnO V2O5MoO3響應(yīng)隨時(shí)間速壽命電壓的變化 εsVB(mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) X7R (％) (hr.) (25℃) (V/μm)401 2 2.131.74 1.26 3 3 0.1 0.10 ○ -3.2 21 238094402 2 2.131.74 1.26 3 3 0.150.10 ○ -3.8 81 2372112403 2 2.131.74 1.26 3 3 0.250.10 ○ -4.3 161 2330124404 2 2.131.74 1.26 3 3 0.3 0.10 ○ -5.1 168 2291120405 2 2.131.74 1.26 3 3 0.375 0.05 0.1○ -1.6 543 2456106406 2 0.531.74 1.26 3 3 0.375 0.10 ○ -7.3 39 249291407 2 1.061.74 1.25 3 3 0.375 0.10 ○ -6.0 103 232594408 2 1.501.74 1.26 3 3 0.375 0.10 ○ -5.9 112 228998409 2 4.251.74 1.26 3 3 0.375 0.10 ○ -4.3 82 207296410(對(duì)比) 0* 2.131.74 1.26 3 3 0.375 0.01 0 ○ -16.5 29 332083411 0.22.131.74 1.26 3 3 0.375 0.01 0 ○ -14.2 37 316076412 0.52.131.74 1.26 3 3 0.375 0.01 0 ○ -11.5 54 280280413 1.52.131.74 1.26 3 3 0.375 0.01 0 ○ -8.7 68 241082414 2 2.133.36 2.44 5.8 5.8 0.190.01 0 ○ -5.4 54 185142415 2 2.134.64 3.36 8.0 8.0 0.190.01 0 ○ -6.8 30 170330*)數(shù)值超出限制范圍從諸表的數(shù)據(jù)中看出本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)。其IR加速壽命和擊穿電壓未報(bào)告的那些樣品是由于形成半導(dǎo)體等原因而無法測量。
例4(第二實(shí)施例)除了介電層具有如表5中所示的配方和0.60μm的平均粒度外，諸樣品像例3中那樣制備。對(duì)于這些樣品，像在例3中那樣進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果示于表5中。
表5(第二實(shí)施例)介電層配方 溫度電容量IR的加擊穿樣品 MgOY2O3BaO CaO BaO+CaO SiO2MnO V2O5MoO3響應(yīng)隨時(shí)間速壽命電壓的變化εsVB(mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) X7R(％) (hr.) (25℃) (V/μm)501(對(duì)比) 2 2.13 1.74 1.26 3 3 0.19 0* 0* ○ -9.1 0.92580 37502 2 2.13 1.74 1.26 3 3 0.19 0.10 ○ -6.6 2.02583 77503 2 2.13 1.74 1.26 3 3 0.19 0 0.1○ -4.8 3.12636 41504 2 2.13 1.74 1.26 3 3 0.19 0.05 0.1○ -3.9 16.0 2691 52*)數(shù)值超出限制范圍表3至表5中本發(fā)明的諸樣品還具有滿足B性質(zhì)的電容量溫度響應(yīng)，即在-25℃與85℃之間的溫度范圍內(nèi)電容量變化在±10％以內(nèi)(基準(zhǔn)溫度20℃)。
描述了一些已有的多層瓷介片狀電容器，這些電容容器滿足關(guān)于電容量的溫度響應(yīng)的X7R性質(zhì)并表現(xiàn)出很小的在直流電場下電容量隨時(shí)間的變化，長的絕緣電阻IR加速壽命，以及改善的直流偏置性能。因此，即使諸介電層被做得很薄以致它們會(huì)接受較高的電場強(qiáng)度，這些多層瓷介片狀電容器也是完全可靠的。
在第一實(shí)施例中，諸介電層具有最大為0.45μm的平均粒度和由介電層的X射線衍射表達(dá)的特定性質(zhì)，借此進(jìn)一步改善在直流電場下電容量隨時(shí)間的變化。因此，即使諸介電層被做得很薄以致它們會(huì)接受較高的電場強(qiáng)度，這些多層瓷介片狀電容器也是完全可靠的。通過減小平均粒度還改善了IR的加速壽命。
在第二實(shí)施例中，介電層還包含特定數(shù)量的氧化釩和/或氧化鉬，借此進(jìn)一步改善在直流電場下電容器隨時(shí)間的變化。氧化釩的添加改善介質(zhì)擊穿電壓而氧化鉬的添加改善IR的加速壽命。此外在第二實(shí)施例中，其中諸介電層具有最大為0.45μm的平均粒度和由介電層的X射線衍射表達(dá)的特性，像在第一實(shí)施例中那樣進(jìn)一步改善在直流電場下電容量隨時(shí)間的變化并改善了IR的加速壽命。
這樣一來，即使諸介電層被做得很薄以致使它們會(huì)接受較高的電場強(qiáng)度，本發(fā)明的諸多層瓷介片狀電容器也是完全可靠的。
權(quán)利要求
1.一種多層瓷介片狀電容器，該電容器有一個(gè)包含交替疊合的介電層和內(nèi)電極層的電容器片體，其中所述介電層包含作為主要組分的鈦酸鋇和作為次要組分的氧化鎂、氧化釔、從氧化鋇和氧化鈣中至少選一種、氧化硅、氧化錳、以及從氧化釩和氧化鉬中至少選一種，按這樣一種比例，即每100mol的BaTiO3中有i0.1至3molY2O3大于0mol并且小于等于5molBaO+CaO2至12molSiO22至12molMnO大于0mol并且小于等于0.5molV2O50至0.3molMoO30至0.3molV2O5+MnO3大于0mol其中假定鈦酸鋇、氧化鎂、氧化釔、氧化鋇、氧化鈣、氧化硅、氧化錳、氧化釩和氧化鉬分別按BaTiO3、MgO、Y2O3、BaO、CaO、SiO2、MnO、V2O5和MoO3計(jì)算。
2.如權(quán)利要求1中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層具有最大為0.45μm的平均粒度，以及在所述介電層的X射線衍射圖中，(200)平面的衍射線與(002)平面的衍射線至少部分地彼此重疊以形成一個(gè)具有最大為0.35°的半值寬度的寬衍射線。
3.如權(quán)利要求2中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述介電層具有至少0.1μm的平均粒度而該寬衍射線具有至少0.15°的半值寬度。
4.如權(quán)利要求2所述的多層瓷介片狀電容器，其中可于其間觀測到疇壁存在的那些晶粒在所述介電層的一截面中的比例為35至85％。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)中所述的多層瓷介片狀電容器，其中所述內(nèi)電極包含一種呈鎳或鎳合金狀態(tài)的導(dǎo)體。
全文摘要
一種多層瓷介片狀電容器,滿足X7R性質(zhì)或其電容量的溫度響應(yīng)并表現(xiàn)出在直流電場下電容量隨時(shí)間的變化最小,絕緣電阻(IR)的加速壽命很長及良好的直流偏置性能,并提供一種耐介質(zhì)擊穿的多層瓷片狀電容器。在第一種形式中,介電層包含作為主要組分BaTiO
文檔編號(hào)H01G4/12GK1357898SQ01123098
公開日2002年7月10日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月19日
發(fā)明者佐藤陽, 川野直樹, 野村武史, 中野幸惠, 嵐友宏, 山松純子 申請人:Tdk株式會(huì)社