电介质瓷器组合物和电子部件制造技术

本发明专利技术提供电介质瓷器组合物和电子部件，所述电介质瓷器组合物含有ＢａＴｉＯ↓［３］和ＢａＺｒＯ↓［３］，该电介质瓷器组合物的特征在于，由２个以上的电介质粒子（２０）和晶界相（３０）构成，设以ＢａＴｉＯ↓［３］为主成分的电介质粒子（２０）为第１电介质粒子（２１）、以ＢａＺｒＯ↓［３］为主成分的电介质粒子（２０）为第２电介质粒子（２２）、第１电介质粒子（２１）的平均结晶粒径为Ｄ１、第２电介质粒子（２２）的平均结晶粒径为Ｄ２时，Ｄ２与Ｄ１之比（Ｄ２／Ｄ１）为０．０４～０．３３、Ｄ２为０．０２μｍ～０．２５μｍ、第２电介质粒子（２２）的总个数与第１电介质粒子（２１）的总个数之比为０．１０～２。根据本发明专利技术，能够提供击穿电压良好、适合用于额定电压高（例如１００Ｖ以上）的中高压用途的电介质瓷器组合物。

【技术实现步骤摘要】

有该电介质究器组合物的电子部件，更详细地说，本专利技术涉及适合用于额定电压高(例如10OV以上)的中高压用途的电介质资器组合物和电子部件。
技术介绍
多层陶瓷电容器是电子部件的一例，其是例如将含有规定的电介质 瓷器组合物的陶瓷生片材和规定图案的内部电极层相互叠置，其后对经 一体化得到的生片同时烧成，由此制造的多层陶瓷电容器。多层陶瓷电 容器的内部电极层要经烧成与陶瓷电介质形成一体，所以其材料需要选择不与陶f;电介质反应的材料。因此，作为构成内部电极层的材料，以 往不得不使用铂、钯等价格rt的贵金属。但是，近年开发了能够使用镍、铜等低成本的贱金属的电介质瓷器 组合物，实现了成本的大幅下降。另一方面，随着电子电路的高密度化，对电子部件的小型化的要求 越来越大，多层陶资电容器的小型/大电容化的进展速度非常快。与此相 伴，多层陶瓷电容器中的每1层的电介质层向薄层化发展，并且正在寻 求即使进行薄层化也能够维持电容器的可靠性的电介质瓷器组合物。特别是在高的额定电压(例如、ioov以上)使用的中高压用电容器的小型/大电容化方面，要求构成电介质层的电介质瓷器组合物具有非常高的可 靠性。为了对应该要求，例如日本特许笫3567759号公报公开了一种电介 质瓷器组合物，作为高频率/高电压交流下使用的电容器用的电介质瓷器 組合物，其中，相对于以组成式AB03+aR+bM (其中，AB03是钬酸 钡系固溶体，R是La等金属元素的氧化物，M是Mn等金属元素的氧化 物)表示的主成分，含有烧结助剂作为副成分，所迷烧结助剂含有B元 素和Si元素之中的至少一种元素。另外，该日本特许第3567759号公报 中还记载了相对于主成分中以AB03表示的1摩尔钛酸钡固溶体，在0.354摩尔以下的范围添加XZr03 (其中，X是选自Ba、 Sr、 Ca的至少一种 金属元素)作为主成分中的添加成分。另外，日本特开2006-321670号公报中公开了 一种电介质陶瓷组合 物，其以BaTi03和BaZr03为主成分，相对于这些物质的混合比例为8: 2-6: 4的混合物，还含有3摩尔％~ 12摩尔％稀土类、0,5摩尔％~3,5 摩尔。/。Mn、 1摩尔。/。 7摩尔。/。Mg。但是，由于耐压(击穿电压)低、寿命特性(绝缘阻力的加速寿命)不足， 曰本特许第3567759号公报中存在可靠性差的问题。特別在将多层陶瓷 电容器小型/大电容化的情况下，该问题变得明显，所以为了实现小型/ 大电容化，希望提高耐压。此外，日本特开2006-321670号公报中对于 多层陶资电容器的耐压(击穿电压)没有任何说明，其未解决该问题。
技术实现思路
鉴于这种情况，本专利技术的目的在于提供一种电介质瓷器组合物和在 电介质层具有该电介质资器组合物的电子部件，所述电介质瓷器组合物 能够在还原性气氛中烧成，施加电压时的电致伸缩量小，能够在保持比 介电常数和电容温度特性良好的情况下提高耐压(击穿电压)。为了实现上述目的，本专利技术人进行了深入研究，结果发现，使以锆 酸钡为主成分的粒子在特定的条件下相对以钛酸钡为主成分的粒子存 在的情况下，能够在保持比介电常数、电容温度特性等各种特性良好的 情况下提高耐压(击穿电压)，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的电介质瓷器组合物是具有BamTi02+:n (其中，m满足 0.99芸m芸1.01)、和BanZr02+n (其中，n满足0.99^n^ l,Ol)的电介质 瓷器组合物，其特征在于，上迷电介质瓷器組合物由2个以上的电介质 粒子和存在于相邻接的上述电介质粒子间的晶界相构成，当设以 BanJi02化为主成分的上述电介质粒子为笫1电介质粒子、"BanZr02+n 为主成分的上述电介质粒子为第2电介质粒子、上述第1电介质粒子的 平均结晶粒径为Dl、上述第2电介质粒子的平均结晶粒径为 D2时，上述D2与上述D1之比(D2/D)为0.04 ~ 0.33,上述D2为 0.02 0.25 nm，上述电介质瓷器组合物中，上述第2电介质粒子的 总个数与上迷第1电介质粒子的总个数之比为0.10 ~ 2。优选上述第1电介质粒子中固溶有BanZr02+n。优选上述笫2电介质粒子存在于上迷第1电介质粒子间存在的晶界 相附近。优选以BanZr02化换算时，上述BanZr02+n相对于100摩尔上迷 BamTi02+m的比例为35摩尔~ 65摩尔。优选还含有Mg的氧化物、R的氧化物(其中，R为选自Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb和 Lu的至少一种)、选自Mn、 Cr、 Co和Fe的至少一种元素的氧化物和选 自Si、 Li、 Al、 Ge和B的至少一种元素的氧化物，相对100摩尔上述 BamTi02+m，以各成分的氧化物或复合氧化物换算的比例为Mg的氧化 物4摩尔-12摩尔、R的氧化物4摩尔~15摩尔、Mn、 Cr、 Co和 Fe的氧化物0.5摩尔~3摩尔、Si、 Li、 Al、 Ge和B的氧化物3摩 尔~9摩尔。根据本专利技术，提供一种电子部件，其具有电介质层和内部电极层， 上述电介质层含有上述的任意的电介质瓷器组合物。对本专利技术的电子部件没有特别的限制，可以举出多层陶瓷电容器、 压电元件、芯片感应体、芯片可变电阻、芯片热敏电阻、芯片电阻、其 他的表面安装(SMD)芯片型电子部件。本专利技术中，使以BamTi02+m为主成分的第1电介质粒子和以 BanZr02+n为主成分的第2电介质粒子在上述的特定条件存在。即，通过控制第2电介质粒子相对第1电介质粒子的存在条件(尺寸、 比例等)，能够在保持比介电常数、电容温度特性和施加电压时的电致伸 缩量良好的情况下提高耐压(击穿电压)。本专利技术的电介质瓷器組合:物，例:^能够将，电介质层薄层化到20二m左 右，并且即使用于额定电压高的(例如100V以上、特别250V以上)的中 高压用途的情况下，也能实现高的可靠性。即，能够提供对应小型/大电 容化且具有高的可靠性的中高压用途的电子部件。这样的本专利技术的电子部件可以用于例如各种汽车相关用途(ECM(发 动机电子计算机模块)、燃料喷射装置、电子控制节气门、逆变器、变矩 器、HID灯、混合发动机的电池控制单元等)、数字照相机用途等。附图说明6下面基于附图所示的实施方式对本专利技术进行说明。图1是本专利技术的一实施方式的多层陶瓷电容器的截面图2是本专利技术的一实施方式的电介质粒子和晶界相的模式图3A是在本专利技术的实施例的多层陶资电容器的电介质层的截面用TEM观察到的反射电子图像，图3B是表示图3A的区域中的Zr元素的浓度分布的映像图4A是在本专利技术的比较例的多层陶瓷电容器的电介质层的截面用TEM观 察到的反射电子图像，图4B是表示图4A的区域中的Zr元素的浓度分布的映像图。具体实施方式 陶瓷电容器1如图1所示，本专利技术的一实施方式的多层陶瓷电容器1具有电介质 层2和内部电极层3相互层压的结构的电容器元件主体10。该电容器元 件主体10的两端部形成有一对外部电冲及4，该一对外部电极分别与元件 主体10的内部交错配置的内部电极层3导通。对电容器元件主体10的 形状没有特别限制，通常制成长方体状。另外，对于其尺寸也没有特别 限制，可以根据用途选择适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质瓷器组合物，其是具有Ｂａ↓［ｍ］ＴｉＯ↓［２＋ｍ］和Ｂａ↓［ｎ］ＺｒＯ↓［２＋ｎ］的电介质瓷器组合物，其中，ｍ满足０．９９≦ｍ≦１．０１，ｎ满足０．９９≦ｎ≦１．０１，其特征在于，　上述电介质瓷器组合物由２个以上的电介质粒子 和存在于相邻接的上述电介质粒子间的晶界相构成，　当设以Ｂａ↓［ｍ］ＴｉＯ↓［２＋ｍ］为主成分的上述电介质粒子为第１电介质粒子、以Ｂａ↓［ｎ］ＺｒＯ↓［２＋ｎ］为主成分的上述电介质粒子为第２电介质粒子、上述第１电介质粒子的平均结晶粒径为 Ｄ１μｍ、上述第２电介质粒子的平均结晶粒径为Ｄ２μｍ时，上述Ｄ２与上述Ｄ１之比Ｄ２／Ｄ１为０．０４～０．３３，上述Ｄ２为０．０２μｍ～０．２５μｍ，　上述电介质瓷器组合物中，上述第２电介质粒子的总个数与上述第１电介质粒子的总个数之比为 ０．１０～２。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿满三四郎，宫内真理，关秀明，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]