电介质材料、陶瓷电子器件、电介质材料的制造方法及陶瓷电子器件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电介质材料，其包括作为主相的钙钛矿以及具有+2价和+3价的Eu，该钙钛矿的A位至少包括Ba，该钙钛矿的B位至少包括Ti，且Eu的+2价比率为21％以上。且Eu的+2价比率为21％以上。且Eu的+2价比率为21％以上。

Dielectric materials, ceramic electronic devices, manufacturing methods of dielectric materials and manufacturing methods of ceramic electronic devices

【技术实现步骤摘要】
电介质材料、陶瓷电子器件、电介质材料的制造方法及陶瓷电子器件的制造方法


[0001]本专利技术的某方面涉及电介质材料、陶瓷电子器件、电介质材料的制造方法及陶瓷电子器件的制造方法。

技术介绍

[0002]诸如层叠陶瓷电容器的陶瓷电子器件被用于高频通信设备如移动电话中，以消除噪声。这些设备需要具有小尺寸(薄尺寸)和大容量的陶瓷电子器件。在安装在车辆上的设备中，需要具有高额定电压和高可靠性的陶瓷电子器件。为满足这些需求，需要即使在每一单电介质层的电场负荷增加时也可确保可靠性的高度可靠的电介质材料。因此，公开了一种将稀土元素添加到钙钛矿中的技术(例如，见国际公开2008/105240)。公开了Eu用作稀土元素的效果(例如，见日本专利申请公开2016
‑
169130)。

技术实现思路

[0003]然而，由于电介质材料上的负荷增大，导致可靠性不足。需要进一步提高可靠性的手段。
[0004]根据实施方式的第一方面，提供一种电介质材料，包括：作为主相的钙钛矿，该钙钛矿的A位至少包括Ba，该钙钛矿的B位至少包括Ti；以及具有+2价和+3价的Eu，其中Eu的+2价的比率为21％以上。
[0005]根据实施方式的第二方面，提供一种陶瓷电子器件，包括：层叠结构，在该层叠结构中多个电介质层和多个内部电极层交替堆叠，其中多个电介质层的材料是电介质材料。
[0006]根据实施方式的第三方面，提供一种电介质材料的制造方法，包括：烧制电介质材料，在电介质材料中Eu被添加到A位至少包括Ba并且B位至少包括Ti的钙钛矿粉末中；以及在低于烧制工序温度的温度下并在低于烧制工序氧分压的氧分压下将烧制的电介质材料退火，其中退火工序的条件调节为使得Eu的+2价的比率为21％以上。
[0007]根据实施方式的第四方面，提供一种陶瓷电子器件的制造方法，包括：烧制层叠结构，在该层叠结构中电介质材料的片材和金属导电浆料的图案堆叠，Eu被添加到电介质材料的钙钛矿粉末，钙钛矿的A位至少包括Ba，钙钛矿的B位至少包括Ti；以及在低于烧制温度的温度下并在低于烧制氧分压的氧分压下将烧制的层叠结构退火，其中退火工序的条件调节为使得Eu的+2价的比率为21％以上。
附图说明
[0008]图1是层叠陶瓷电容器的部分截面透视图；
[0009]图2是沿图1中的A
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A线得到的截面图；
[0010]图3是沿图1中的B
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B线得到的截面图；
[0011]图4是制造层叠陶瓷电容器的方法的流程图；
[0012]图5示出对于实施例2的Eu的近L3吸收边XANES光谱；
[0013]图6示出对于实施例5的Eu的近L3吸收边XANES光谱；且
[0014]图7示出Eu的+2价的比率与寿命之间的关系。
具体实施方式
[0015]在下文中将参考附图对示例性实施方式进行说明。
[0016][示例性实施例][0017]图1示出根据实施方式的层叠陶瓷电容器100的透视图，其中示出层叠陶瓷电容器100的部分截面。图2是沿图1中的A
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A线得到的截面图。图3是沿图1中的B
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B线得到的截面图。如图1至图3所示，层叠陶瓷电容器100包括具有长方体形状的层叠芯片10，以及分别设置在层叠芯片10的彼此相对的两个端面上的外部电极20a和20b。在层叠芯片10的两个端面以外的四个面中，将层叠芯片10在层叠方向的上下两面以外的两个面称为侧面。外部电极20a和20b各自延伸到层叠芯片10的层叠方向的上下两面以及两个侧面。然而，外部电极20a和20b彼此间隔开。
[0018]层叠芯片10具有被设计成具有交替堆叠的电介质层11和内部电极层12的结构。电介质层11包括用作电介质材料的陶瓷材料。内部电极层12的端缘交替地露出至层叠芯片10的第一端面和层叠芯片10的不同于第一端面的第二端面。外部电极20a设置在第一端面上。外部电极20b设置在第二端面上。因此，内部电极层12交替地电导接到外部电极20a和外部电极20b。因此，层叠陶瓷电容器100具有其中多个电介质层11层叠且内部电极层12介于其间的结构。在电介质层11和内部电极层12的层叠结构中，在层叠方向上的最外层是内部电极层12，覆盖层13覆盖层叠结构的上下两面。覆盖层13主要由陶瓷材料组成。例如，覆盖层13的主要成分与电介质层11的主要成分相同。
[0019]例如，层叠陶瓷电容器100可以具有0.25mm的长度、0.125mm的宽度和0.125mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有0.4mm的长度、0.2mm的宽度和0.2mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有0.6mm的长度、0.3mm的宽度和0.3mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有1mm的长度、0.5mm的宽度和0.5mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有3.2mm的长度、1.6mm的宽度和1.6mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有4.5mm的长度、3.2mm的宽度和2.5mm的高度。然而，层叠陶瓷电容器100的尺寸并不限于上述尺寸。
[0020]内部电极层12主要由贱金属比如镍(Ni)、铜(Cu)或锡(Sn)组成。内部电极层12可以由贵金属比如铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)或金(Au)或包括它们中的一种或多种的合金组成。
[0021]电介质层11主要由具有以通式ABO3表示的钙钛矿结构的陶瓷材料组成。钙钛矿结构包括具有非化学计量组成的ABO3‑
α
。在该实施方式中，陶瓷材料的A位至少包括Ba(钡)，并且陶瓷材料的B位至少包括Ti(钛)。B位可以包括Zr(锆)。
[0022]如图2所示，其中连接至外部电极20a的内部电极层12与连接至外部电极20b的内部电极层12相对的区域是层叠陶瓷电容器100中产生电容的区域。因此，该区域被称为电容区域14。即，电容区域14是其中连接到不同外部电极的两个相邻的内部电极层12彼此面对的区域。
[0023]其中连接到外部电极20a的内部电极层12彼此相对而不夹着连接到外部电极20b的内部电极层12的区域被称为端缘15。其中连接到外部电极20b的内部电极层12彼此相对
而不夹着连接到外部电极20a的内部电极层12的区域也是端缘15。即，端缘15是其中连接到一个外部电极的内部电极层12彼此相对而不夹着连接到另一个外部电极的内部电极层12的区域。端缘15是其中不产生电容的区域。
[0024]如图3所示，在层叠芯片10中，从层叠芯片10的两个侧面各自到内部电极层12的区域被称为侧缘16。即，侧缘16是覆盖层叠的内部电极层12在朝着层叠结构的各侧面延伸的各个边缘的区域。侧缘16是不产生电容的区域。
[0025]认为可将稀土元素添加到电介质层11中以提高电介质层11的可靠性。然而，稀土元素比如Ho(钬)、Dy(镝)、Y(钇)等在B位比A位更易固溶。当大量的稀土元素固溶于B位时，受体量过剩。这造成氧空位，导致寿命降低。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电介质材料，其包括：作为主相的钙钛矿，所述钙钛矿的A位至少包括Ba，所述钙钛矿的B位至少包括Ti；以及具有+2价和+3价的Eu，其中Eu的+2价比率为21％以上。2.根据权利要求1所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为26％以上。3.根据权利要求1所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为29％以上。4.根据权利要求1所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为32％以上。5.根据权利要求1所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为43％以上。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为80％以下。7.根据权利要求1
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5中任一项所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为70％以下。8.根据权利要求1
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5中任一项所述的电介质材料，其中Eu的+2价比率为59％以下。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的电介质材料，其中所述钙钛矿中A位/B位的原子浓度比率为0.980以下。10.根据权利要求1
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8中任一项所述的电介质材料，其中所述钙钛矿中A位/B位的原子浓度比率为0.970以下。11.根据权利要求1
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8中任一项所述的电介质材料，其中所述钙钛矿中A位/B位的原子浓度比率为0.960以下。12.根据权利要求1
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11中任一项所述的电介质材料，其中所述钙钛矿中A位/B位的原子浓度比率为0.920以上。13.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：森田浩一郎，松本康宏，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：