專利名稱：電介質(zhì)陶瓷組合物和陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利申請是申請日為2001年7月2日，申請?zhí)枮?1122371.5，發(fā)明名稱為“電介質(zhì)陶瓷組合物和陶瓷電容器”的發(fā)明專利申請的分案申請。本發(fā)明涉及作為以Ni等賤金屬為內(nèi)部電極的陶瓷電容器的電介質(zhì)層材料的具有適當(dāng)耐還原性的電介質(zhì)陶瓷組合物及以此電介質(zhì)陶瓷組合物作為電介質(zhì)層的陶瓷電容器。近年，層合陶瓷電容器的技術(shù)領(lǐng)域中，為了降低成本而使用Ni等賤金屬作為內(nèi)部電極的材料形成了主流。內(nèi)部電極的材料使用Ni等的賤金屬時(shí)，為了防止內(nèi)部電極的氧化而必須在還原氣氛中進(jìn)行層合體芯片的焙燒。為此，已開發(fā)出多種具有耐還原性的電介質(zhì)陶瓷組合物作為電介質(zhì)陶瓷組合物。
但近年隨著電子電路的小型化、高密度化，陶瓷電容器也極需要小型大容量化。為了陶瓷電容器的小型大容量化而嘗試坯片的薄層化和增加電介質(zhì)陶瓷層的層合數(shù)。
但是層合陶瓷電容器中，使該電介質(zhì)陶瓷層形成薄層化時(shí)，出現(xiàn)單位厚度所承受的電壓增加，電介質(zhì)層的壽命時(shí)間縮短，層合陶瓷電容器的可靠性降低的問題。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供具有3000以上的介電常數(shù)，且具有靜電容量的溫度變化率為-55℃～+125℃，滿足-15％～+15％(25℃為基準(zhǔn))的范圍，tanδ≤3.5％，加速壽命為200,000秒以上的各種電特性的可靠性高的電介質(zhì)陶瓷組合物及具備由這種電介質(zhì)陶瓷組合物所構(gòu)成的電介質(zhì)層的陶瓷電容器。
本發(fā)明的電介質(zhì)陶瓷組合物，其特征為由含如下物質(zhì)的燒結(jié)體所構(gòu)成，其中Ba及Ti的氧化物換算成BaTiO3時(shí)，為100摩爾份；選自Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Y中一種或兩種以上元素的Re的氧化物換算成Re2O3時(shí)為0.25～1.5摩爾份；Mg的氧化物換算成MgO時(shí)為0.2～1.5摩爾份；選自Mn、V及Cr中一種或兩種以上元素的氧化物分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，為0.03～0.6摩爾份；Mo和W中至少一種的氧化物分別換算成MoO3、WO3時(shí)，為0.025～0.25摩爾份；還含有SiO2的玻璃成分，其中，玻璃成分由以Li2O-BaO-TiO2-SiO2表示的組合物所構(gòu)成，且該組合物的含量比為0.05～1.0wt％；或者，玻璃成分以B2O3-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，B2O3、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，且含有該組合物的比例為0.05～1.0wt％，其中第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F分別為表示B2O3為1摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為19摩爾份的組成的第1點(diǎn)A，表示B2O3為1摩爾份、SiO2為39摩爾份、MO為60摩爾份的組成的第2點(diǎn)B，表示B2O3為29摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為70摩爾份的組成的第3點(diǎn)C，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為9摩爾份的組成的第4點(diǎn)D，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第5點(diǎn)E，表示B2O3為19摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第6點(diǎn)F；或者，玻璃成分以Li2O-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，Li2O、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，且含有該組合物的比例為0.05～5.0wt％，其中第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L分別為表示Li2O為1摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為5摩爾份的組成的第7點(diǎn)G，表示Li2O為1摩爾份、SiO2為79摩爾份、MO為20摩爾份的組成的第8點(diǎn)H，表示Li2O為19摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為80摩爾份的組成的第9點(diǎn)I，表示Li2O為89摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為10摩爾份的組成的第10點(diǎn)J，表示Li2O為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第11點(diǎn)K，表示Li2O為5摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第12點(diǎn)L。
本發(fā)明的陶瓷電容器其特征系具備由上述電介質(zhì)陶瓷組合物所構(gòu)成的1或2層以上的電介質(zhì)陶瓷層，及夾持此電介質(zhì)陶瓷層的至少2個(gè)以上的內(nèi)部電極所成。
前述電介質(zhì)陶瓷組合物中Re(稀土類)的氧化物換算成Re2O3時(shí)，為0.25～1.5摩爾份，因?yàn)镽e(稀土類)的氧化物換算或Re2O3時(shí)若為0.25摩爾份以下時(shí)，-55℃～125℃的靜電容量的溫度變化率超過-15％～+15％，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，Re(稀土)的氧化物換算成Re2O3時(shí)若為1.5摩爾份以上時(shí)，無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體。稀土元素可單獨(dú)使用或兩種以上稀土元素合用。
前述電介質(zhì)陶瓷組合物的Mg換算成MgO時(shí)，為0.2～1.5摩爾份。因?yàn)镸g換算成MgO時(shí)為0.2摩爾份以下時(shí)，-55℃～125℃的靜電容量的溫度變化率超過-15％～+15％，Mg換算成MgO時(shí)，含量超過1.5摩爾份時(shí)，介電常數(shù)降低為3000以下，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間。
將前述電介質(zhì)陶瓷組合物中Mn、V及Cr的氧化物分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，為0.03～0.6摩爾份的范圍，因?yàn)檫@些氧化物分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，若含量為0.03摩爾份以下，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，這些氧化物換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，若含量超過0.6摩爾份，介電常數(shù)降低為3000以下。
將前述電介質(zhì)陶瓷組合物的Mo和W中至少一種的氧化物分別換算成MoO3、WO3時(shí)，含量為0.025～0.25摩爾份，因?yàn)檫@些氧化物換算成MoO3、WO3時(shí)，若含量為0.025摩爾份以下，則-55℃～+125℃的靜電容量的溫度變化率超過-15％～+15％，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，這些氧化物換算成MoO3、WO3時(shí)，若含量超過0.25摩爾份，則tanδ不良，或-55℃～+125℃的靜電容量的溫度變化率超過-15％～+15％。
SiO2或含SiO2的玻璃成分的最適范圍因種類而異。SiO2的理想的范圍為0.20～4.0摩爾份。若為0.20摩爾份以下時(shí)，無法于1300℃焙燒得到緊密的燒結(jié)體，超過4摩爾份時(shí)，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間。
含SiO2的玻璃成分由以Li2O-BaO-TiO2-SiO2表示的組合物所構(gòu)成時(shí)，該組合物的理想的范圍為0.05～1.0wt％。若為0.05wt％以下時(shí)，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，而超過1.0wt％時(shí)，介電常數(shù)降低為3000以下或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間。
含SiO2的玻璃成分以B2O3-SiO2-MO表示時(shí)，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，B2O3、SiO2與MO的組成范圍在依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F的6條直線所圍成的范圍內(nèi)較理想，其中第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F分別為表示B2O3為1摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為19摩爾份的組成的第1點(diǎn)A，表示B2O3為1摩爾份、SiO2為39摩爾份、MO為60摩爾份的組成的第2點(diǎn)B，表示B2O3為29摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為70摩爾份的組成的第3點(diǎn)C，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為9摩爾份的組成的第4點(diǎn)D，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第5點(diǎn)E，表示B2O3為19摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第6點(diǎn)F。在A，B，C，K，E，F(xiàn)的范圍內(nèi)時(shí)，可達(dá)到所期望的各種電特性、壽命時(shí)間，但是在范圍外時(shí)，無法于1300℃焙燒得到緊密的燒結(jié)體。
此范圍內(nèi)的組合物的理想的范圍為0.05～5.0wt％。若為0.05wt％以下時(shí)，無法于1300℃焙燒得到緊密的燒結(jié)體，而超過5.0wt％時(shí)，介電常數(shù)為3000以下或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間。
含SiO2的玻璃成分以Li2O-SiO2-MO表示時(shí)，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，Li2O、SiO2與MO的組成范圍在依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L的6條直線所圍成的范圍內(nèi)較理想，其中第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L分別為表示Li2O為1摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為5摩爾份的組成的第7點(diǎn)G，表示Li2O為1摩爾份、SiO2為79摩爾份、MO為20摩爾份的組成的第8點(diǎn)H，表示Li2O為19摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為80摩爾份的組成的第9點(diǎn)I，表示Li2O為89摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為10摩爾份的組成的第10點(diǎn)J，表示Li2O為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第11點(diǎn)K，表示Li2O為5摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第12點(diǎn)L。在G，H，I，J，K，L的范圍內(nèi)時(shí)，可達(dá)到所期望的各種電特性、壽命時(shí)間，但是在范圍外時(shí)，無法于1300℃焙燒得到緊密的燒結(jié)體。
此范圍內(nèi)的組合物的理想的范圍為0.05～5.0wt％。若為0.05wt％以下時(shí)，無法于1300℃焙燒得到緊密的燒結(jié)體，而超過5.0wt％時(shí)，介電常數(shù)為3000以下或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間。
選自Fe、Ni和Cu的一種或兩種以上的氧化物與前述Mn、V及Cr的氧化物分別換算成FeO、NiO、CuO、Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，合計(jì)還可添加0.04～1.0摩爾份于前述電介質(zhì)陶瓷組合物中。這些氧化物的范圍設(shè)定為0.04～1.0摩爾份，因?yàn)檫@些氧化物在0.04摩爾份以下時(shí)，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，而超過1.0摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下。
為了得到基本成分的出發(fā)原料可使用實(shí)施例所示以外的化合物形式，例如醋酸Ba、硝酸Ba。當(dāng)然本發(fā)明也可適用于層合陶瓷電容器以外的一般單層的陶瓷電容器。
按照本發(fā)明，可得到電介質(zhì)的介電常數(shù)εr為3000以上、tanδ為3.5％以下、-55℃～125℃的靜電容量的溫度變化率在-15％～+15％(25℃基準(zhǔn))的范圍內(nèi)，且具有所期望的壽命時(shí)間的可靠性高的陶瓷電容器。[

圖1]為以摩爾份表示B2O3-SiO2-MO組成的三角圖。為以摩爾份表示Li2O-SiO2-MO組成的三角圖。[實(shí)施例]以表1①～表⑥所示的比例分別秤取BaCO3，TiO2，Re2O3，MgO，MnO2，V2O5，Cr2O3，F(xiàn)e2O3，NiO，CuO，MoO3，WO3及玻璃成分(含SiO2)各化合物的粉末，將這些化合物置入含PSZ的球磨機(jī)內(nèi)，添加水以濕式混合約20小時(shí)。將制得的泥漿脫水以200℃加熱5小時(shí)，使其干燥。在表1中，α為Fe、Ni及Cu的氧化物的含量之和。
表1①
※Li2O-Li2O-BaO-TiO2-SiO2(單位wt％)
表1②
※Li2O-Li2O-BaO-TiO2-SiO2(單位wt％)
表1③
※Li2O-Li2O-BaO-TiO2-SiO2(單位wt％)
表1④
表1⑤
※Li2O-Li2O-BaO-TiO2-SiO2(單位wt％)
表1⑥
然后，將干燥后的前述泥漿粉碎，在大氣中于約800℃煅燒3小時(shí)，將此煅燒物置入球磨機(jī)內(nèi)，添加乙醇以濕式粉碎約10小時(shí)。將制得的泥漿于200℃加熱5小時(shí)使其干燥，得到煅燒物的粉末。
在此煅燒物的粉末1000g(100重量份)中添加由丙烯酸酯聚合物、甘油、縮聚磷酸鹽的水溶液所構(gòu)成的有機(jī)粘合劑15重量％，再添加50重量％的水，將此置入球磨機(jī)內(nèi)粉碎及混合，制成漿料。
接著將此漿料置入真空脫泡機(jī)內(nèi)脫泡后，置入逆輥涂布機(jī)中，在聚酯薄膜上形成由此漿料所構(gòu)成的薄膜。此薄膜在聚酯薄膜上以100℃加熱干燥，沖切得到厚度約5μm、10cm×10cm的正方形坯片。
將平均粒徑為0.5μm的鎳粉末10g與乙基纖維素0.9g溶解于二甘醇一乙醚9.1g，置入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌10小時(shí)，得到內(nèi)部電極用的導(dǎo)電膏。將由此導(dǎo)電膏所構(gòu)成的導(dǎo)電圖案印刷至上述坯片上，然后干燥。
將上述導(dǎo)電圖案的印刷面朝上，層合10片坯片。此時(shí)相鄰的上下坯片中，該印刷面以約一半偏離的狀態(tài)配置于圖案的長度方向上。在此層合物的上下兩面上層合未印刷導(dǎo)電圖案的坯片。
以約50℃的溫度，對此層合物厚度方向施加約40噸的壓力進(jìn)行壓粘，然后將此層合物裁成格子狀，得到長3.2mm×寬1.6mm的層合片。
在內(nèi)部電極露出的層合片的端面上用浸漬法形成Ni外部電極，將此層合片置入可進(jìn)行氛圍氣焙燒的爐內(nèi)，在N2氛圍氣中加熱除去有機(jī)粘合劑，接著在氧分壓為10-5～10-8大氣壓的條件下，于1300℃焙燒后，在N2氣氛下，于600～800℃進(jìn)行再氧化處理，得到層合陶瓷電容器。
測定制得的層合陶瓷電容器的各種電特性，結(jié)果如表2①～表2⑥所示。測得此層合陶瓷電容器的電介質(zhì)層每層的厚度為3μm。
以下述要點(diǎn)測定各電特性。
(A)介電常數(shù)εr，在溫度20℃、頻率1kHz、電壓(有效值)1.0V的條件下，測定靜電容量，由此測定值與一對內(nèi)部電極14的對向面積及一對內(nèi)部電極間電介質(zhì)陶瓷層的厚度計(jì)算得到。
(B)介質(zhì)損耗tanδ(％)，在與測定上述介電常數(shù)測定相同的條件下測定。
(C)比電阻(Ωcm)，系在溫度20℃下施加DC 25V，60秒后，測定一對外部電極間的電阻而得。表2①～表2⑥的比電阻的數(shù)值，例如4.8E+12系表示4.8×1012。
(K)加速壽命(秒)，系在150℃/20V/μm的直流電場下，測定絕緣電阻率(ρ)達(dá)到1×1010Ωcm為止的時(shí)間。
(E)容量變化率(％)，系將試料置入恒溫槽中，在-55℃及+125℃的各溫度下，以頻率1kHz、電壓(有效值)1.0V的條件測定靜電容量，求得靜電容量對于25℃靜電容量的變化率。
表2①
表2②
表2③
表2④
表2⑤
表2⑥
由表1①～表1⑥及表2①～表2⑥得知，本發(fā)明的試料藉由非氧化性氣氛中、1300℃以下的焙燒可得到具有電介質(zhì)陶瓷層的介電常數(shù)εr為3000以上，-55℃～+125℃的容量變化率為-15％～+15％(25℃基準(zhǔn))以內(nèi)，tanδ≤3.5％，加速壽命為200,00秒以上的各種電特性的可靠性高的層合陶瓷電容器。
試料編號1～3、25～27、29、34、36、41、42、58、61、62、66、67、71、72、75、79、82、84、85、86、108～111、115、116、122、123、131、137、138、142、143、146、150、153的試料于1300℃焙燒，無法得到緊密的燒結(jié)體，無法得到作為本發(fā)明目標(biāo)的各種電特性。因此，這些試料在本發(fā)明的范圍外。
以下說明本發(fā)明的電介質(zhì)陶瓷組合物的組成范圍限定的理由。
稀土元素(Re)的氧化物如試料編號36所示，換算成Re2O3時(shí)為0摩爾份時(shí)，-55℃～+125℃的容量變化率在-15％～+15％的范圍外，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號37所示，換算成Re2O3時(shí)為0.25摩爾份時(shí)，可達(dá)到所期望的各種電特性。
稀土元素(Re)的氧化物如試料編號41所示，換算成Re2O3時(shí)為2.0摩爾份時(shí)，以1300℃的焙燒無法得到緊密的燒結(jié)體，但是如試料編號40所示，換算成Re2O3時(shí)為1.5摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，稀土元素(Re)的氧化物的含量比的最適范圍系換算成Re2O3時(shí)含有0.25～1.5摩爾份。
稀土元素(Re)不論是哪個(gè)元素皆可得到同樣的效果，如試料編號43～53所示，即使單獨(dú)使用，或如試料編號54～57所示，混合數(shù)種使用也可得到同樣的效果。
Mg的氧化物如試料編號58所示，換算成MgO為0摩爾份時(shí)，tanδ不良超過3.5％，或-55℃～+125℃的容量變化率在-15％～+15％的范圍外，但是如試料編號59所示，換算成MgO為0.2摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
Mg的氧化物如試料編號61所示，換算成MgO為2.0摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但如試料編號60所示，換算成MgO為1.5摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，Mg的氧化物含量比的最適范圍系換算成MgO時(shí)含有0.2～1.5摩爾份。
Mn、V及Cr的氧化物如試料編號1～3所示，分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3為0.02摩爾份時(shí)，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但如試料編號4～6所示，分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3為0.03摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
Mn、V及Cr的氧化物如試料編號25～27所示，分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3為0.7摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下，但如試料編號22～24所示，分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3為0.6摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，Mn、V及Cr的氧化物的含量比的最適范圍系換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)含有0.03～0.6摩爾份。
Mn、V及Cr的氧化物即使如試料編號4～6、13～18所示分別單獨(dú)使用，或如試料編號7～12、19～24所示混合數(shù)種使用，均可得到同樣的效果。
Mo、W的氧化物如試料編號29、116、123所示，換算成MoO3、WO3為0摩爾份時(shí)，無法得到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號30、117、124所示，換算成MoO3、WO3為0.025摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
Mo、W的氧化物如試料編號34、122、137所示，換算成MoO3、WO3為0.25摩爾份時(shí)，無法得到所期望的壽命時(shí)間，或tanδ不良超過3.5％，或-55℃～+125℃的容量變化率在-15％～+15％的范圍外，但是如試料編號33、121、136所示，換算成MoO3、WO3為0.2摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，Mo、W的氧化物的含量比的最適范圍系換算成MoO3、WO3時(shí)含有0.025～0.25摩爾份。
Mo、W的氧化物即使如試料編號30～33、117～121所示分別單獨(dú)使用，或如試料編號124～130、132～136所示混合數(shù)種使用，均可得到同樣的效果。
SiO2如試料編號111所示為0.00摩爾份時(shí)，以1300℃的焙燒無法得到緊密的燒結(jié)體，但是如試料編號112所示為0.2摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
SiO2如試料編號115所示為5.0摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下，無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號114所示為4.0摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，SiO2的含量比的最適范圍為0.2～4.0摩爾份。
玻璃成分Li2O-BaO-TiO2-SiO2如試料編號62所示為0摩爾份時(shí)，tanδ不良超過3.5％，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號63所示為0.05摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
玻璃成分Li2O-BaO-TiO2-SiO2如試料編號66所示為2.0摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下，或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號65所示為1.0摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，玻璃成分Li2O-BaO-TiO2-SiO2的含量比的最適范圍為0.05～1.0摩爾份。
含SiO2的玻璃成分以B2O3-SiO2-MO(MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO中的一種或兩種以上的氧化物)表示時(shí)，B2O3、SiO2與MO的組成范圍在依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的圖1的三角圖中下述第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F的6條直線所圍成的范圍內(nèi)時(shí)，如試料編號73，74，76～78，80，81，83所示，可達(dá)到期望的各種電特性，但是如試料編號72，75，79，82所示，在該范圍外時(shí)無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體，其中第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F系分別表示B2O3為1摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為19摩爾份的組成的第1點(diǎn)A，表示B2O3為1摩爾份、SiO2為39摩爾份、MO為60摩爾份的組成的第2點(diǎn)B，表示B2O3為29摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為70摩爾份的組成的第3點(diǎn)C，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為9摩爾份的組成的第4點(diǎn)D，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第5點(diǎn)E，表示B2O3為19摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第6點(diǎn)F。
B2O3-SiO2-MO如試料編號67所示為0wt％時(shí)，無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體，但如試料編號68所示為0.05wt％時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
B2O3-SiO2-MO如試料編號71所示為10.00wt％時(shí)，介電常數(shù)為3000以下，或無法得到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號70所示為5.00wt％時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，B2O3-SiO2-MO的含量比的最適范圍為0.05～5.0wt％。
含SiO2的玻璃成分以Li2O-SiO2-MO(MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上的氧化物)表示時(shí)，B2O3、SiO2與MO的組成范圍在依序連結(jié)這些組成以摩爾份表示的圖2的三角圖中下述第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L的6條直線所圍成的范圍內(nèi)時(shí)，如試料編號144，145，147～149，151，152，154所示，可達(dá)到期望的各種電特性，但是如試料編號143，146，150，153所示，在該范圍外時(shí)無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體，其中第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L分別表示Li2O為1摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為5摩爾份的組成的第7點(diǎn)G，表示Li2O為1摩爾份、SiO2為79摩爾份、MO為20摩爾份的組成的第8點(diǎn)H，表示Li2O為19摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為80摩爾份的組成的第9點(diǎn)I，表示Li2O為89摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為10摩爾份的組成的第10點(diǎn)J，表示Li2O為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第11點(diǎn)K，表示Li2O為5摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第12點(diǎn)L。
Li2O-SiO2-MO如試料編號138所示為0wt％時(shí)，無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體，但如試料編號139所示為0.05wt％時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
Li2O-SiO2-MO如試料編號142所示為10.00wt％時(shí)，無法以1300℃的焙燒得到緊密的燒結(jié)體，但如試料編號141所示為5.00wt％時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，Li2O-SiO2-MO的含量比的最適范圍為0.05～5.0wt％。
Fe、Ni及Cu的氧化物與Mn、V及Cr的氧化物如試料編號84～86所示合計(jì)為0.03摩爾份時(shí)，無法得到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號87～89所示，為0.04摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
Fe、Ni及Cu的氧化物與Mn、V及Cr的氧化物的合計(jì)如試料編號108～110所示為1.3摩爾份時(shí)，介電常數(shù)為3000以下或無法達(dá)到所期望的壽命時(shí)間，但是如試料編號105～107所示為1.00摩爾份時(shí)，可達(dá)到期望的各種電特性。
因此，F(xiàn)e、Ni及Cu的氧化物與Mn、V及Cr的氧化物的總含量比的最適范圍系換算成FeO、NiO、CuO、Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，為0.04～1.0摩爾份。
權(quán)利要求
1.一種電介質(zhì)陶瓷組合物，其特征在于由含如下成分的燒結(jié)體所構(gòu)成，該燒結(jié)體中Ba及Ti的氧化物換算成BaTiO3時(shí)為100摩爾份；選自Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Y中一種或兩種以上元素的Re的氧化物換算成Re2O3時(shí)為0.25～1.5摩爾份；Mg的氧化物換算成MgO時(shí)為0.2～1.5摩爾份；選自Mn、V及Cr中的一種或兩種以上元素的氧化物分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)為0.025～0.25摩爾份；Mo和W中至少一種的氧化物分別換算成MoO3、WO3時(shí)為0.025～0.25摩爾份；還含有SiO2的玻璃成分，其中，玻璃成分為0.05-5.0重量％。
2.如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)陶瓷組合物，其中，玻璃成分以B2O3-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，B2O3、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，其中第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F分別為表示B2O3為1摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為19摩爾份的組成的第1點(diǎn)A，表示B2O3為1摩爾份、SiO2為39摩爾份、MO為60摩爾份的組成的第2點(diǎn)B，表示B2O3為29摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為70摩爾份的組成的第3點(diǎn)C，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為9摩爾份的組成的第4點(diǎn)D，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第5點(diǎn)E，表示B2O3為19摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第6點(diǎn)F。
3.如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)陶瓷組合物，其中，玻璃成分以Li2O-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，Li2O、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，其中第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L分別為表示Li2O為1摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為5摩爾份的組成的第7點(diǎn)G，表示Li2O為1摩爾份、SiO2為79摩爾份、MO為20摩爾份的組成的第8點(diǎn)H，表示Li2O為19摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為80摩爾份的組成的第9點(diǎn)I，表示Li2O為89摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為10摩爾份的組成的第10點(diǎn)J，表示Li2O為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第11點(diǎn)K，表示Li2O為5摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第12點(diǎn)L。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電介質(zhì)陶瓷組合物，其中選自Fe、Ni及Cu的一種或兩種以上氧化物與前述Mn、V及Cr的氧化物分別換算成FeO、NiO、CuO、Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，合計(jì)含有0.04～1.0摩爾份。
5.一種陶瓷電容器，其特征在于由含有如下成分的燒結(jié)體所構(gòu)成，該燒結(jié)體中Ba及Ti的氧化物換算成BaTiO3時(shí)為100摩爾份；選自Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Y中一種或兩種以上的元素Re的氧化物換算成Re2O3時(shí)為0.25～1.5摩爾份；Mg的氧化物換算成MgO時(shí)為0.2～1.5摩爾份；選自Mn、V及Cr中一種或兩種以上元素的氧化物分別換算成Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)為0.025～0.25摩爾份；Mo和W中至少一種的氧化物分別換算成MoO3、WO3時(shí)為0.025～0.25摩爾份；還含有SiO2的玻璃成分，其中，玻璃成分為0.05～5.0重量％。
6.如權(quán)利要求5所述的陶瓷電容器，其中，玻璃成分以B2O3-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，B2O3、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，其中第1點(diǎn)A～第6點(diǎn)F分別為表示B2O3為1摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為19摩爾份的組成的第1點(diǎn)A，表示B2O3為1摩爾份、SiO2為39摩爾份、MO為60摩爾份的組成的第2點(diǎn)B，表示B2O3為29摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為70摩爾份的組成的第3點(diǎn)C，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為9摩爾份的組成的第4點(diǎn)D，表示B2O3為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第5點(diǎn)E，表示B2O3為19摩爾份、SiO2為80摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第6點(diǎn)F。
7.如權(quán)利要求5所述的陶瓷電容器，其中，玻璃成分以Li2O-SiO2-MO表示，其中MO為選自BaO，SrO，CaO，MgO及ZnO的一種或兩種以上氧化物，Li2O、SiO2與MO的組成范圍由依序連結(jié)以摩爾份表示這些組成的三角圖的下述第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L的6條直線所圍成的范圍內(nèi)的組合物所構(gòu)成，其中第7點(diǎn)G～第12點(diǎn)L分別為表示Li2O為1摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為5摩爾份的組成的第7點(diǎn)G，表示Li2O為1摩爾份、SiO2為79摩爾份、MO為20摩爾份的組成的第8點(diǎn)H，表示Li2O為19摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為80摩爾份的組成的第9點(diǎn)I，表示Li2O為89摩爾份、SiO2為1摩爾份、MO為10摩爾份的組成的第10點(diǎn)J，表示Li2O為90摩爾份、SiO2為9摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第11點(diǎn)K，表示Li2O為5摩爾份、SiO2為94摩爾份、MO為1摩爾份的組成的第12點(diǎn)L。
8.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的陶瓷電容器，其中選自Fe、Ni及Cu的一種或兩種以上氧化物與前述Mn、V及Cr的氧化物分別換算成FeO、NiO、CuO、Mn2O3、V2O5、Cr2O3時(shí)，合計(jì)含有0.04～1.0摩爾份。
全文摘要
因陶瓷電容器的小型大容量化，坯片形成薄層化時(shí)，出現(xiàn)單位厚度所承受的電壓增加，電介質(zhì)層的壽命時(shí)間縮短，層積陶瓷電容器的可靠性降低的問題。本發(fā)明系將含有如下成分的燒結(jié)體作為陶瓷電容器的電介質(zhì)層的材料使用，該燒結(jié)體中Ba及Ti的氧化物換算成BaTiO
文檔編號H01G4/12GK1550476SQ200410043520
公開日2004年12月1日 申請日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者水野洋一, 靜野壽光, 齋藤賢二, 河本康信, 二, 信, 光 申請人:太陽誘電株式會社