TWI377586B - - Google Patents

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TWI377586B
TWI377586B TW096145836A TW96145836A TWI377586B TW I377586 B TWI377586 B TW I377586B TW 096145836 A TW096145836 A TW 096145836A TW 96145836 A TW96145836 A TW 96145836A TW I377586 B TWI377586 B TW I377586B
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rare earth
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Youichi Yamazaki
Hideyuki Osuzu
Yoshihiro Fujioka
Daisuke Fukuda
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Kyocera Corp
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Description

丄 J/OSb 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本:明係關於積層陶£電容器,特別關於介電質層係由 思辰度不同的鈦酸鋇結晶粒子所構成之小型高電容的積 層陶瓷電容器。 積 【先前技術】 輩等移動式機器的普及、以及個人電腦 專的主要零件之半導體元件高速、高頻化,此種電子機器 所:載的積層陶竟電容器對於小型、高電容化的要求正曰 漸=漲。因而’構成積層陶究電容器的介電質層將渴求達 到薄層化與高積層化。 $ 例如專利文獻1記載有:構成介電質陶究的介電質粉 末係將。p伤的A S1 te被Ca取代的鈦酸鋇粉末(BCT粉 末)與未含有Ca的鈦酸鋇粉末(BT粉末)混合使用。藉 由依此將2種介電質粉末複合使用便可使經燒成後的介 •電質層為由均以鈦酸鋇為主成分,且Ca濃度〇.2原子% 以下的結晶粒子、與Ca濃度〇·4原子%以上的結晶粒子之 複合粒子所構成,且介電質層厚度薄層化達 陶瓷電容器。 [專利文獻1]曰本專利特開2〇〇6_15645〇號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題) 而上述專利文獻1所揭示之使用由複合粒子所構成 之介電質層的積層陶瓷電容器,在高溫負荷壽命的評估 96145836 1377586 出現絕緣電阻逐漸降低 中’將有隨高溫放置的時間經過 的問題。 再者’當製造上述積層陶瓷電容器時在 度τ,於還原環境t剛完成正燒 驭便之形成外部電極前的 電备益本體中,)丨電質層將被還原 阻’屬於介電常數較低者。 未-有貫用的絕緣電 所以,正燒成後的電容器本體’通常均必需在 條件更低溫且高氧濃度的環境中,施行再氧化處理。 鋒因^該再氧化處理將耗費與燒成步驟相同程度的手 ,"、時間及㈣,因而將成為製造成本提高的肇因。 左戶^以 > 本&明之目的在於提供能抑制在高溫負荷試驗中 Ik時間變化所造成的絕緣電阻降低情形,且即使在製造+ 化處理的步驟,仍可具有高絕緣性與高介 冤係數的積層陶瓷電容器。 (解決問題之手段) ▲本發明的積層㈣電容器,係將介電質層與内部電極層 :錯積層形成,該介電質層係由介電質陶㈣成,該介電 質陶竟係以鈦酸鋇為主成分,且含有H飢及疑、與 選擇自鋼、鈥、贼紀中之任何稀土族it素。構成上述介 電質陶瓷的結晶係由第"吉晶群與第2結晶群構成;該第 1結晶群係由以上述鈦酸鋇為主成分、且上㈣濃度在 〇. 2原子/Q以下的結晶粒子所構成;該第2結晶群係由以 上,鈦^鋇為主成分、且上述妈濃度達Q 4原子%以上的 、…粒子所構成。此時,在構成上述第^結晶群之結晶粒 96145836 1377586 子之表層部中所含上述鎂與上述稀土族元素的各濃度 (C1 ),以及構成上述第1結晶群之結晶粒子之中央部所含 上述鎂與上述稀土族元素之各濃度(C2)的比(C2/C1),分 v別大於在構成上述第2結晶群之結晶粒子之表層部所含 .上述鎂與上述稀土族元素之各濃度(C3),與構成上述第2 結晶群之結晶粒子之中央部所含上述鎂與上述稀土族元 素之各濃度(C4)的比(C4/C3)。此外,對上述介電質陶瓷 表面施行研磨時的研磨面,係當將構成上述第丨結晶群之 •結晶粒子所佔面積設為a,將構成上述第2結晶群之結晶 粒子所佔面積設為b時,b/(a+b)為0.5〜0.8。 上述介電質陶瓷可含有鍅。 構成上述第1結晶群之結晶粒子與構成上述第2結晶群 之結晶粒子中所含的鍅含有量,係相對於鋇的氧化物 (BaO)、鈣的氧化物(Ca〇)及鈦的氧化物(Ti〇2)的合計量 100莫耳份,依Zr〇2換算計最好含有〇. 莫耳份。 • 當將構成上述第1結晶群與上述第2結晶群的結晶粒子 平均粒徑設為x,將上述結晶粒子的粒徑標準偏差設為σ 時,變動係數(χ/σ )Χ100(%)最好在40%以下。 上述積層陶瓷電容器中,構成上述第丨結晶群之結晶粒 、子的平均結晶粒徑,係大於構成上述第2結晶群之結晶粒 _子的平均結晶粒徑。 構成上述第1結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑,大於 構成上述第2結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑之上述 介電質陶瓷,最好相對於構成上述鈦酸鋇的鈦100莫耳, 96145836 7 1377586 上述鎂依MgO換算計含冑耳、上述稀土族元素⑽ 依RE2〇3換算計含有〇.5]莫耳、上述鐘依_換算計含 有0·1 0.3莫耳、及上述鈒依心〇5換算計含有〇 耳。 ..夫 - 上述介電質陶瓷係相對於構成上述鈦酸鋇的鈦100莫 耳,最好上述鎂依MgO換算計含有〇 5M莫耳、上述稀土 族疋素(RE)依RE.換算計含有0 5〜丨莫耳、上述錳依Mn〇 換算計含有0.1〜0.3莫耳、及上述釩依V2〇s換算計含有 鲁0.1〜G.4莫耳’且上述介電質陶£進—步含有錯,該錯含 有量最好相對於上述鋇的氧化物(Ba〇)、上述鈣的氧化物 (CaO)及上述鈦的氧化物(Ti〇2)的合計量1〇〇莫耳份,依 Zr〇2換算計含有ο.〗〜1莫耳份。 上述介電質陶瓷最好相對於構成上述鈦酸鋇的鈦1〇〇 莫耳,上述鎂依Mg〇換算計含有ο·、!莫耳、上述稀土族 元素(RE)依RE^換算計含有ο.、!莫耳、上述錳依Mn〇 籲換算計含有0.^0.3莫耳、及上述釩依LI換算計含有 〇. 1〜〇. 4莫耳,且將構成上述第1結晶群與上述第2結晶 群的、纟σ BB粒子平均粒徑設為χ,將上述結晶粒子的粒徑標 準偏差設為σ時’變動係數(χ/σ )xl〇0«)最好在40%以 下。 (發明效果) 根據本發明,使在構成積層陶瓷電容器的介電質層中含 有饥’並使以欽酸鋇為主成分且Ca濃度在〇·2原子%以下 的結晶粒子(以下稱r第丨結晶群之結晶粒子」)、與以鈦 96145836 8 1377586 酸鋇為主成分且Ca濃度達〇. 4原子%以上的結晶粒子(以 下稱「第2結晶群之結晶粒子」),依既定比例共存。且, 構成第1結晶群之結晶粒子之表層部之鎂與稀土族元素 .之各濃度(C1 )、與構成第1結晶群之結晶粒子之中央部所 •含鎂與稀土族元素之各濃度(C2)之比(C2/C1),分別大於 構成第2結晶群之結晶粒子之表層部之鎂與稀土族元素 之各濃度(C3)、與構成第2結晶群之結晶粒子之中央部所 含鎂與稀土族元素之各濃度(C4)之比(C4/C3)。藉此,第 鲁1結晶群之結晶粒子將產生核殼結構的變化,而成為立方 晶性較高者。依此的話,藉由使立方晶性較高的第1結晶 群之結晶粒子,共存於第2結晶群之結晶粒子間,便可獲 得使由第1結晶群之結晶粒子與第2結晶群之結晶粒子^ 成的介電質層之絕緣電阻,在正燒成後呈現高絕緣性,且 不需要再氧化處理的步驟,且在高溫負荷試驗中,隨時間 變化所造成的絕緣電阻之降低較小之積層陶瓷電容器。 鲁再者,本發明的積層陶瓷電容器中,當介電質陶瓷含有 錯的清況,構成上述第!結晶群之結晶粒子係成為在核殼 結構中立方晶性較高者。此外,在正燒成後將具有更高絕 緣性,且更高介電係數,並可在高溫負荷試驗中,更加減 -輕隨時間變化所造成的絕緣電阻降低情形。、 ‘::,將構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群 =結晶粒子之平均粒徑設為x,並將標準偏差設為σ時, =表示擾動的變動係數(X/ a )xl〇〇(%)在40%以下的情況 時,可更加抑制高溫負荷試驗後的積層陶瓷電容器之^緣 96145836 9 1377586 電阻降低情形。 再者’當構成第1結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑, 大於構成第2結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑時,將可 、 更加減輕高溫負荷試驗後中的積層陶瓷電容器之絕緣電 阻降低情形。
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再者’當上述介電質層係相對於構成上述鈦酸頷的鈦 100莫耳,鎂依Mn〇換算計含有0. 5〜1莫耳、稀土族元素 攸RE2〇3換算計含有0. 5〜1莫耳、錳依MnO換算計含有 〇·1〜0.3莫耳、及釩依V2〇5換算計含有〇卜〇 4莫耳的情 況’將可更加減輕高溫負荷試驗後的積層陶瓷電容器之絕 緣電阻之降低情形,且可提高靜電電容。 當上述介電質陶瓷係相對於構成上述鈦酸鋇的鈦1〇〇 莫耳,上述鎂依Mg〇換算計含有〇. 5〜1莫耳、上述稀土族 兀,(RE)依REA3換算計含有0,54莫耳、上述錳依 換算計含有0.^.3莫耳、及上述釩依LA換算計含有 0.1〜0· 4莫耳,且上述介電質陶瓷進一步含有鍅,該錯含 有量係相對於上述鋇的氧化物(Ba〇)、上述鈣的氧化物 (CaO)、及上述鈦的氧化物(Ti〇2)之合計量1〇〇莫耳份, 依Zr〇2換算計含有U]莫耳份的情況,將可更加減車:
溫負荷試驗後的積層陶究電容器之絕緣電阻降低情形 可提高靜電電容。 V ¥上述介電質陶竞係相對於構成上述鈦酸鋇的欽刚 莫耳’上述聽MgG換算計含有莫耳、上述稀土族 π素(RE)依RE2〇3換算計含有ο」」莫耳上述猛依_ 96145836 “/7586 換算計含有〇·卜〇· 3簟 〇 , n 4 R ^美耳、及上述鈒依V2〇5換算計含有 曰,,.、B ,, 在將構成上述第1結晶群與上述第2結 子:均粒徑設為x,將上述結晶粒子的粒徑 的情況,將可更加減輕σ )X1 oow在桃以下 之絕緣電阻降低情形,:;c後的積層陶究電容器 β心且可提尚靜電電容。 【實施方式】 〈第〗實施形態> 針對本發明積層陶究 _ 進行詳細說明。 裔 >考圖1所示概略剖視圖 本發明的積層陶究電容器係 1的二端處形成有外 隹電办益本體 或(:_ w•从人 部電極3係例如將⑶、 一二、Nl的合金糊膏施行燒附而形成。 :谷态本體1係由介電質陶瓷 内部電極層7交妒藉思"电貨層5、與 與内呷雷朽二錯積層而構成。圖1中,雖將介電質層5 内。P電極層7的積層狀態單純化表 層陶瓷雷交哭办4入 彳—疋本电明的積 的積層^ 為介電質層5與内部電極層7達數百層 相^介構構成的介電質層5係由結晶粒子9與晶界 晶粒子9a、晶粒子9係由構成第1結晶群之結 等結晶粒子9、: 結晶群之結晶粒子扑構成,由該 下^所構成的介電質層5之厚度最好在^以 型高電二1"以下為佳’藉此可將積層陶究電容器小 化。另外’若介電質層5的厚度達1…上, 96145836 11 1377586 可縮=靜電電容的擾動,且可使電容溫度特性安定化。 4 ^。卩電極層7係就即使高積層化仍可抑制製造成本的 ' 。最好為鎳(Nl)、銅(Cu)等卑金屬,特別係就達 ‘ 、本發明的介5進行同時燒成的觀點,尤以錄 (Νι)為佳。 β f發明的積層陶瓷電容器中,構成介電質層5的介電質 陶/係由以欽酸鎖為主成分,且含有約、鎂、稀土族元素 (、下稀土私元素係指從鏑、鈦、鎮及紀中選擇的任意 稀土私70素)、釩及錳的燒結體構成;該結晶粒子9係由 ,成第1結晶群之結晶粒子9a'與構成第2結晶群之結 晶粒子/b所構成。該第1結晶群係由以鈦酸鋇為主成分、 且Ca濃度在0.2原子%以下的結晶粒子構成。第2結晶群 係由同樣地以鈦酸鋇為主成分、I Ca濃度達〇 4原子% 以上的結晶粒子構成。 其中’相關第2結晶群此的Ca濃度達〇 4原子%以上 I f結晶粒子,特別以0.5〜2.5原子%為佳。若Ca濃度在該 範圍内,可使Ca對鈦酸鋇的固溶變得充足,且將可減少 因未固;谷而殘存於晶界等處的Ca化合物,因而介電常數 的AC電場依存性變大,故可達高介電係數化。另外,第 1結晶群之結晶粒子9a係所含Ca濃度為零。 相關結晶粒子9中的Ca濃度,將構成積層陶瓷電容器 的介電質層截面施行研磨時,對於在研磨面上所存在的約 30個結晶粒子9,使用附設有元素分析機器的穿透式電子 顯微鏡施行元素分析。此時,電子束的束斑尺寸係設為 96145836 12
丄:)/ / JOO 5nm,所分析的地方係曰 畫出的直線上,距晶界大9之從晶界附近朝中心 等分析值的平均值間隔地…處,並求㈣ 所檢.R 月下將從結晶粒子的各測定點 、稀土族元素及心的她 里"又為i〇(u ,並求取此時的Ca濃度。 心
粒:Ϊ擇的結晶粒ΐ 9係從其輪廓利用影像處理求取各 1 面積並冲算出當取代為具相同面積之圓時的直 徑、’且設定為所求得的結晶粒子錢在依後述方法所求得 之平均結晶粒控土30%範圍内的結晶粒子g。 另外,結晶粒子9的中心係該結晶粒子9的内接圓中 心,且結晶粒子的晶界附近係指距該結晶粒子9之晶界 5nm内側的區域。且,結晶粒子9的内接圓係將穿透式電 子顯微鏡中所顯示出的影像讀取於電腦中,並在晝面上對 結晶粒子9描繪出内接圓,而決定結晶粒子的中心。 圖2(a)所示係構成本發明積層陶瓷電容器的介電質層 中’相關構成第1結晶群之結晶粒子9a的鎮與紀之濃度 的分佈圖’(b)係構成本發明積層陶瓷電容器的介電質層 中’相關構成第2結晶群之結晶粒子9b的鎂與釔之濃度 的分佈圖。該例子係針對後述實施例I中的試料No. 1-5 施行評估。另外,圖2(a)、(b)中,〇nm係指與晶界間之 邊界的結晶粒子9表層部,橫軸係指自結晶粒子表面距結 晶粒子内的深度。 如圖2(a)、(b)所示,構成第1結晶群之結晶粒子9a 在相較於構成第2結晶群之結晶粒子9b下’從結晶粒子 96145836 13 1377586 表層部至中央部的鎂與釔之濃度變化較緩和,而構成第^ 結晶群之結晶粒子9 b係從結晶粒子表面至申央部的鎮愈 釔之濃度變化較大。 ·► 由此’構成第1結晶群之結晶轉子9 a在相較於構成第 • 2結晶群之結晶粒子9b下,鎂與釔將擴散並固溶至結晶 粒子内部’且第1結晶群之結晶粒子9a將呈現立方晶性 較高的狀態。 然後,本發明中,構成介電質層5的介電質陶究係設定 •為構成第1結晶群之結晶粒子9a之中央部所含鎂與稀土 族元素之各濃度、相對於構成第1結晶群之結晶粒子9a 之表層部中所含鎂與稀土族元素之各濃度比’分別大於構 成第2結晶群之結晶粒子9b之中央部所含鎂與稀土族元 素之各濃度、相對於構成第2結晶群之結晶粒子9b之表 層部所含鎂與稀土族元素之各濃度的比。 其理由在於,當構成第丨結晶群之結晶粒子之中央部所 φ含鎂與稀土族元素之各濃度、相對於構成第1結晶群之結 晶粒子之表層部的鎂與稀土族元素之各濃度比,分別等^ 或小於構成第2結晶群之結晶粒子之中央部所含鎂與稀 土族元素之各濃度,相對於構成第2結晶群之結晶粒子之 *表層部的鎂與稀土族元素之各濃度之比時,因為第1結晶 •群之結晶粒子9a的鎂與稀土族元素固溶較少,因而在燒 成寺’丨電質陶瓷較谷易被還原,所以正燒成後的絕緣電 阻較低。 相對於此,藉由將構成第1結晶群之結晶粒子9a之中 96145836 1377586
央部所含的鎂與稀土族元素之各嘈由A 曰女’从曰丄之〇々生 ,辰度、相對於構成第1結
% 日日群之結日日粒子9a之表層部的鎂 之比(c_,分別設定為較大於構成第 1子913之中央部所含鎂與稀土族元素之各遭度、相對於 =成第2結晶群之結晶粒子91)之表層部㈣與稀土族元 素之各濃度的比’帛1結晶群之結晶粒子9a的鎂與稀土 族元素固溶量將變多,藉由使第i結晶群之結晶粒子^ 與第2結晶群之結晶粒子9b共存,可使介電質喊的絕 緣電阻在正燒成後成為絕緣電_高,且減輕在高溫負荷 試驗中隨時間變化所造成的絕緣電阻降低情形。 再者,若構成介電質陶究的結晶粒子9,如上述般屬於 第1結晶群之結晶粒子9a與第2結晶群之結晶粒子牝共 存的構造,則即使將所獲得積層陶瓷電容器再度施行還原 處理,仍不易被還原,可維持較高的絕緣電阻。 鎂與稀土族元素的濃度比測定係使用附設有元素分析 器(EDS)的穿透式電子顯微鏡施行測定。此情況,所分析 的试料係將積層陶瓷電容器施行研磨,並在該經研磨的介 電質層5表面上,分別篩選出依上述Ca濃度測定所判定 的第1結晶群之結晶粒子9a、與第2結晶群之結晶粒子 9b。 所篩選出的各結晶粒子9a、9b,係分別從其輪廓利用 影像處理求取各粒子的面積,並計算出當取代為具相同面 積之圓時的直徑,使各結晶粒子9a、9b成為在依後述測 定方法所求得之平均結晶粒徑±3〇%範圍内的結晶粒子,並 96145836 15 1377586 分別篩選出在該範圍内的第i結晶群之結晶粒子%與第 2結晶群之結晶粒子9b各1 〇個。 施行元素分析時的電子束束斑尺寸係設為1〜3nra。且, *所分析的地方係設定為結晶粒子的表層部與中央部。結晶 •粒子的表層部係指結晶粒子之截面距晶界3nm以内的區 域,而結晶粒子的中央部係指該結晶粒子截面由内接圓中 心以該内接圓半徑1/3長的圓所包圍的範圍。此情況結 晶粒子的内接圓係將利用穿透式電子顯微鏡所顯示出的 鲁影像在電腦畫面上描綠出内接圓,並從該晝面上的影像決 定結晶粒子的_心部。 然後,求取結晶粒子9a之表層部的鎂與稀土族元素之 濃度(CM 1 CR1)’且求取結晶粒子ga之中央部的鎂與稀 土族元素之濃度(CM2、CR2)。另外,求取結晶粒子9b、之 表層部的鎂與稀土族元素之濃度(CM3、CR3),且求取結晶 粒子9b之中央部的鎂與稀土族元素之濃度(CM4、CR4)。 φ從依此所測得各結晶粒子的鎂與稀土族元素之濃度中,分 別求取各結晶粒子9a、9b的表層部與中央部之鎂與稀土 族元素的濃度比(CM2/CM卜 CR2/CR1、CM4/CM3、CR4/CR3)。 另外,具體上,该項作業係針對各結晶粒子1 〇個實施, A 並使用平均值。 • 本案發明中,依成為(CM2/CM1) > (CM4/CM3)、及 (CR2/CR1) > (CR4/CR3)的方式調整該等的濃度比。具體而 言,最好(CM2/CM1)係(CM4/CM3)的1.5〜12倍。此外, (CR2/CR1)最好係(CR4/CR3)的1. 〇〇5〜2倍。另外,本發明 96145836 16 ^//586 尹’ Cl係對應於CM 1、Γί?ΐ , 〆 .^ ^ tR1 C2 係對應於 CM2、CR2, 係對應於⑽、⑴,C4係對胁⑽、⑽。 C3 再者,本發明的積層陶究電容器特徵在於··構成 層5的介電質陶瓷俜备勘| 質 係曰觀看介電質陶瓷表面經研磨的研
磨面㈠·’若將第1結晶群扯B 笫2 ^❹β曰 ^。曰曰粒子9a面積設為a,將 弟Z、会口日日群之結晶粒子仏 〇 5〜〇 8。 于9b面積设為b時,b/(a+b)為 即,當 b/(a+b)小於 η ς j-λ 〇 〇
環境甲剛施行正燒成後、及1 1 ·的情況’在還原 一一 成谩及細仃再軋化處理後,於再度施 原處L電㈣有均低於107ω之虞,若面積 =例依b/(㈣計為〇.5{8,則在還源環境中剛正燒= 〃便可將積層陶莞電容器的絕緣電阻提高達1〇7Ω以 上:且施订再氧化處理後’即使再度施行還原處理,積層 陶瓷電容器的絕緣電阻仍可具有丄〇7 Ω以上。 另外冑1結晶群之結晶粒子9a與第2結晶群之結晶 粒子9b的各自面積比例,係使用#求取上述平均結晶粒 匕夺所用的面積數據進行計算。此情況,冑q濃度〇 2 原子%以下的結晶粒子視為第i結晶群之結晶粒子9&,將
Ca濃度〇·4原子%以上的結晶粒子視為第2結晶群之結晶 粒子9b。 但是,此種介t質陶-¾中,4要的是當將構成欽酸領的 鈦設為100莫耳時,鎂依Mg〇換算計含有〇 3〜1.5莫耳、 稀j族元素依REzO3換算計含有〇. 3]. 5莫耳、錳依Mn〇 換算計含有0.07〜0.4莫耳、釩依V2〇5換算計含有〇 〇5〜〇 5 96145836 17 1377586 莫耳,特佳係當將構成鈦酸鋇的鈦設為1〇〇莫耳時,鎂依 MgO換算計含有0.5]莫耳、稀土族元素依跗2〇3換算計含 有0. 5〜1莫耳、錳依Mn〇換算計含有〇. u 3莫耳、釩依 V2〇5換算計含有〇.卜〇.4莫耳。 、 其理由在於,當相對於介電質陶£+所含之構成欽酸鎖 的鈦100莫耳之下,若叙含有量依V2〇5換算計含有較少於 0.05莫耳、或較多於G 5莫耳的情況,與當相對於介電 質陶竞中所含構成鈦酸鎖的鈦100莫耳之下,鎂含有量較 少於0.3莫耳、或較多於h 5莫耳的情況,與相對於介電 質陶兗中所含構成鈦酸鋇的鈦1〇〇莫耳之下,稀土族元素 含有量依獅3換算計含有較少於G 3莫耳、或較多於Η 況’以及相對於介電質陶£中所含構成鈦酸鋇的 ηΐί耳之Τ,錳含有量依_換算計含有較少於U7 2耳的情況,還原燒成後的絕緣電阻均低於1()7〇,且, *相對於介電質陶竞中所含構成鈦酸鋇的鈦1G〇莫耳之 介下電=广。換算計含有較多於。]莫耳的情況, 提:二:提升介電質層5的介電常數與絕緣電阻,並可 電容器的靜電電容,且能提高高溫負荷試驗 鏑中1::含的稀土族元素最好係選擇自 電質陶瓷的人^ 土族元素,特別係從提高介 冤質陶麦的介電常數之理由而令 明中.,纪係涵蓋於稀土族元料。好為纪。另外,本發 96145836 1377586 再者,在能維持所需介電特性的範圍内,除鈣、釩、鎂、 稀土族元素及料成分之外’尚可含有用於提高燒結性之 助劑的坡璃成分。 除此之外,第i結晶群之結晶粒子9a的平均結晶粒徑, 最好大於第2結晶私Μ晶粒子9b的平均結晶粒徑,本 發明中,尤佳係第1結晶群之結晶粒子9a的平均結晶粒 杈較第2結晶群之結晶粒子9b的平均結晶粒徑大出 〇.〇2//m以上。介電質層5中,若使立方晶性較高、絕緣 電阻較高的第丨結晶群之結晶粒子9a大於第2結晶群之 結晶粒子9b並共存,便可更加提高介電質層5的絕緣電 阻。 再者’第1結晶群之結晶粒子9a與第2結晶群之結晶 粒子9 b的平均結晶粒徑’表好在〇. 4 5以m以下。藉此, 即使將介電質層5薄層化,仍可確保高絕緣性,且可達高 電容化。另外,結晶粒子9的粒徑最好達〇. 15 # m以上。 φ藉此,將具有介電質層5的介電常數較高,且能降低介電 常數的溫度依存性之優點。 構成介電質陶瓷中’構成第1結晶群之結晶粒子9a、 與構成第2結晶群之結晶粒子9 b之各平均結晶粒徑,係 - 從上述求取Ca濃度時’構成第1結晶群之結晶粒子9a、 9 與構成第2結晶群之結晶粒子9b的面積數據計算出。此 情況’針對介電質層截面經截面研磨過的研磨面,將利用 穿透式電子顯微鏡所顯示出的影像讀取於電腦中,並對該 晝面上所存在的結晶粒子輪廓施行影像處理,而求得各粒 96145836 十出取代為具相同面積之圓時的直^ 且未取所計算得之钍曰私^ 償之lal時的直徑, $ ^ 、·。日日叔子約50個的平均值。 再者,由構成第i处曰救★ 晶粒徑,係針對介電f# 5成=晶粒子9的合計平均結 面,將利用穿«電子面㈣面研磨過的研磨 中,並在㈣料讀取於電腦 曰角線’將該對角線上所存在的社 ^子㈣騎料處理,而求取Μ = 出當取代為具相同面積之圓蛑的古尸 卞异 晶粒™的平^值 ^且求取所計算之結 曰f發明中,介電質陶究亦最好含有結,特別係該錯含有 置相對於上述锅的氧化物叫上述舞的氧化物請、 及士述鈦的氧化物(Ti〇2)之合計t 1〇〇莫耳份,依加2 換算计含有0. 2〜1莫耳份為佳。 該實施形態的積層陶£電容器,係構成介電質層5中, 構成第1結晶群之結晶粒子9a與構成第2結晶群之結晶 粒子9b亦可含有锆。 此It況,電質層5中所含的結最好依氧化物(Zr〇2)的 形式含有。且,含有量最好相對於構成介電質層5的鈦酸 鋇、π Ba粒子及欽酸鋇舞結晶粒子中所含鎖的氧化物 (BaO)、鈣的氧化物(CaO)及鈦的氧化物(Ti〇2)之合計量 100莫耳伤’將結含有買依Zr〇2換算計,含有〇 2~1莫耳 份的比例。若介電質層5中所含的Zr〇2含有量達〇. 2莫耳 份以上’便具有提高介電常數的優點。反之,若介電質層 96145836 20 J377586 5中所含Zr〇2含有量在i莫耳份以 常數溫度變化率的優點。 〃有了減小介電 關本發明積層陶莞電容器的製造方法,參照圖 ,將下示原料粉末’與聚乙稀縮丁搭樹 脂、甲苯及醇等溶劑,一起使用球磨機等進行 =而調裝成陶㈣料。接著,將上述所調製得之陶究漿 = 等之片材成形法形成陶 ° p免胚片21的厚度係由介電質層5之高電容 化的薄層化、維持高絕緣性的觀點而言,最好設為H^。 原料粉末係使用純度彡99%以上的鈦酸鋇粉末(以下稱 BT粉末」)或鈦酸鋇中固溶著鈣的粉末(以下稱「bct粉 末」)、以及V2〇5粉末、Mg0粉末、稀土族元素的氧化心 末、及MnC〇3粉末。此情況,經燒成後,將成為第】結晶 群之結晶粒子9a的BT粉末、及將成為第2結晶群之結晶 粒子9b # BCT粉末之平均粒徑,係從獲得高介電係數的 理由而言,最好設為〇. 〇5〜〇. m。 再者,相關添加劑的V2〇5粉末、Mg〇粉末、稀土族元素 的氧化物粉末、及MnC〇3粉末,最好均使用平均粒徑屬於 與BT粉末或BCT粉末之同等或以下者。 另外’ BCT粉末係以部分的A sit_ Ca所取代的鈦酸 頻為主成分之固溶體’依(Bai_xCax)Ti〇3表示。該组成式的 A site中之Ca取代量最好x=〇.〇卜〇 2。若Ca取代量在 96145836 21 1377586 該範圍内’藉由與第1結晶群之結晶粒子9a的共存構造’ 便可形成經抑制晶粒成長的結晶組織。另外,第2錄晶群 之結晶粒子9b中所含的Ca,係依分散於第2結晶群之結 . 晶粒子9b中的狀態固溶。
• 再者,BCT粉末中最好其構成成分的a site(鋇)與B site(鈦)之原子比A/B達1 003以上,另一方面,π粉 末則最好A/B在1· 〇〇2以下。若BT粉末的A/B在l 〇〇2 以下,便具有提高諸如Mg、稀土族元素等添加劑之固溶 •的優點。 其次,使成為第1結晶群之結晶粒子9a的BT粉末、與 成為第2結晶群之結晶粒子此的BCT粉末,依質量比計 成為30 : 70〜70 : 30比例的方式進行調配。 該等BT粉末與BCT粉末係將含有^成分、^成分及 T:成分的化合物,依成為既定組成的方式進行混合而合 電質粉末係可利用選擇自固相法、液相法(包 =二草=進行生成的方法)、水熱合成法等的合成法 窄Γ:曰。:二,:所獲得之介電質粉末的粒度分佈較狹 得的介電質粉末。 料训水熱合成法所獲 合粉末+所添加的添加劑, 刀另J相對於BT粉末與bct粉太、、日人^ 莫耳份之下,曰#μ 吧合物的介電質粉末1〇〇 ::::之下,取好ΜΜ0換算計添 稀土族元素⑽依副3換算計添加〇莫5莫耳伤、 Μη依_換算計添加〇 〇7 · . 5莫耳伤、及 .旲耳份、及釩依心〇5換算 96145836 22 1377586 計添加0. 05〜0. 5莫耳份,蛀a,丨v w 0 R 1 ^ 特別以駘依Μ扣換算計添加 .5〜1莫耳伤、稀土族元素依ΚΕ.換算計添加〇 5〜1 份、及Μη依_換算計添加〇, η 3莫耳份 ν 換算計添加0.丨〜〇·4莫耳份為佳。 依^05 製造本發明積層陶瓷電容器之際,係如上述般對 ,與BCT粉末的混合粉末,添加Mg〇粉末、稀土族元^ 氧化物粉末及MnC〇3粉末,並添加V2〇5粉末。 本發明中,若在BT粉末與Βα粉末的混合粉末中添加 =粉末,利m粉末中所含的飢成分,錤與稀土族元 素對BT一粉末的固溶量將增多,且具有至少使固溶了鎖與 稀土族兀素的BT粉末進行晶粒成長的效果。此時,鎖與 稀土族it素對Βα粉末的固溶量將較少於Μ粉末的情 況’且晶粒成長較小’結果,由ΒΤ粉末所引發形成之第 1結晶群之結晶粒子9a的平均结晶粒徑將大於由BCT 粉末所引發形成㈣2結晶群之結晶粒子9b,隨此現象 亦具有可增加鎮與稀土族元素固溶量的效杲。依此在介電 質層5中,第!結晶群之結晶粒子9a將成為高絕緣性化, 所以可提高介電質層的絕緣性。 再者對上述介電質粉末添加錯氧化物(以下稱「zr〇2 =末」)。所添加的Zr〇2最好使用純度99 9%以上的Zr〇2 粕末此情況,Zr〇2粉末的平均粒徑最好為〇.丨〜丨以^。此 外,添加量係相對於BCT粉末與BT粉末混合物的介電質 粉末100莫耳份之下,最好添加〇丨〜丨莫耳份。 另外,製造本發明積層陶究電容器之際,在能維持所需 96145836 23 1377586 介電特性的範圍内,亦可添加燒結助 粉末係由Li2〇、Si〇2、Ba0及c ^卷末。玻璃 U.H5莫耳%、Si〇2=4〇,莫耳%、如㈣=成最好為 及CaO+25莫耳%,添加量係相對於Βα粉末莫耳^ 混合物的介電質粉末1〇〇質量份之 〃私末 二:。猎此可提高介電質層的燒結性, ·;: 的晶粒成長。 π別、,,〇日日粒子 ⑻步驟··其次’在上述所獲得之陶竞胚片2 上,印刷形成矩形狀内部電極圖t 23。成面 案23的導體糊膏細Ni、Cu或料合金粉末料主^圖 金屬,並在其中混合入作為共同材料的陶充粉’”、刀 入有機黏結劑、溶劑及分散劑而進行調製。,添加 金屬粉末係從能與上述BT粉末或BCT粉末進行 成、達到低成本化的觀點而言,最料 好為Ca濃度較低的BT粉末’藉由在導體糊膏中含:: 粉末,將形成貫通内部電極層7的柱狀陶瓷。藉此,。瓷 止介電質層5與内部電極層7間發生剝離情形 圖案23的厚度係從積層陶曼電容器小型化、 部電極圖案23所造成之梯度差的理由而最工因内 以下。 取野在1 # m 另外,根據本發明,為了消除因陶瓷胚片21上 電極圖案23所造成之梯度差,最好在㈣電_案2^ 圍將陶瓷圖案25形成為與内部電極圖案23為實質相/ 度。構成陶竞圖t 25❸陶究成分係就使在同時燒成時: 96145836 24 燒成收縮相同之觀點而言,最 電質粉末為相同組成者。使用』完胚片所用之介 21(3::=,:已形成内部電極圖案23的陶… 叫:二=上::未形州 重疊,形成初步積層體。目同片數的方式進行 係朝長度方向每次偏料個圖%貝。;f由的此内^積電声極圖案23 形成在經切斷後的積層體端面上:二此ψ種積層工法,可 23者。 償曰髖舳面上父錯露出内部電極圖案 成::::圖上:人在陶£胚片21的主面上預先形 使陶宽庇片2/'暫時密的工法之外’尚可利用在 部電極圖案23 = 的基材之後,再施行内 部電極圖案23上重乾燥後,於該經印刷乾燥的内 片21,並施行初步==電極圖案23的陶竞胚 的密接、接糟由逐次施行此種陶瓷胚片21 =、與内部電極圖案23印刷的工法亦可形成。 高溫、言厂積層體依車父上述初步積層時的溫度壓力更 極圖荦7堅固=施行I合’形成陶究胚片21與内部電 α堅固岔接的積層體29。 成二究:Π二體Φ2 9沿切剖線Η、即積層體2 9上所形 的垂直方央處’朝内部電極圖案23長度方向 電』^:二1)、及圖3的㈣),平行於内部 的端部露出之方二心進仃切斷’依使内部電極圖案23 出之方式形成電容器本體成形體。此情況,内部 96145836 25 1377586 =圖案23係呈在電容器本體成形體側邊緣側未露出的 條電容器本體成形體,在既^環境下,依溫度 2件進仃燒成而形成電容器本體i。此情況,亦 =本體的稜線部分截角’且亦可為了使所露出的 極層能露出於電容器本體丨之相 磨。 祁耵句蜢面,而施行滾筒研 。:^成條件係將升溫速度設定為㈣。c/h,在到達· C刖的溫度範圍内施行脫脂, οπη^ηη^ /u ^ 將升溫速度設為 ,在氫-氮混合氣體的還原環境中,於 二?5〇。。範圍内施行〇· 5〜4小時燒成。然後,對# 成η斗’於氮中,依· u〇(rc施行再氧化處理。 糊膏的塗佈、燒附,而形成”仃外部電極 電極3砉而…①珉外#電極3。此外,在該外部 電極3表面上,為了提高安裝性而形成電鍍膜。 <第2貫施形態> 其次,針料發明第2實_態進行說明,㈣第 施形態重複的部分將省略說明。該實施形態中,當 積層:究電容器的結晶粒子9平均粒徑設為X,且 又為σ時’依χ/σ表示的粒徑變動係數最好在繼 若結晶粒子9的粗徑變動係數在俱以下 溫負荷試驗中能抑制隨眸 啕於间 的優點。 Ρ㈣時間變化所造成之絕緣電阻降低 96145836 26 1377586 +此情況,結晶粒子9的粒徑變動係數最好在37%以下。 若結晶粒子9的粒徑變動係數在37%以下,具有可將高⑺ 負荷試驗經1〇〇小時後的絕緣電阻維持於2χΐ〇7Ω以里 .且可將介電質層5的介電常數提高達41〇〇以上的優點。 • 然後,滿足上述變動係數時,構成第1結晶群之結晶粒 子9a與構成第2結晶群之結晶粒子9b的平均粒徑中分 別最好構成第2結晶群之結晶粒子9b的平均粒徑= 〇_13〜〇. 17Vm,構成第1結晶群之結晶粒子9a的平均粒 •徑為 〇. 23〜0. 35"ιη。 ’ 該實施形態中,原料粉末係使用粗粒的部分A sit被 h取代的鈦酸鋇粉末(BCT粉末)、與未含有Ca的鈦酸鋇 粉末(BT粉末)。且,對該粗粒粉末,添加上述BT粉末與 BCT粉末混合時的平均粒徑之1/2以下之微粒鈦酸鋇粉 末。 若在介電質粉末中’將具有平均粒經為主體之Βτ粉末 籲與BCT粉末之1/2以下的微粒BT粉末添加既定量,在燒 成時’微粒BT粉末將與粗粒側的BT粉末與BCT粉末中粒 控較小的BT粉末與BCT粉末進行燒結,因而經燒成後, 構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群之結晶粒子 * 將呈現有效地抑制晶粒成長之狀態,可達粒徑均勻化。 . 另外,當未如此添加微粒BT粉末的情況,經燒成後, 將構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群之結晶粒 子進行混合時的粒徑變動係數將大於40%,且高溫負荷試 驗經100小時後的絕緣電阻降低亦容易變大。 96145836 27 丄川586 此情況,微粒鈦酸鋇粉末(BT粉末)的平均粒徑 2〇〜6〇nm,最小直徑與最大直徑係在粒度分佈中當以表 不3%以上之比例的區域為基準時,最小直徑最好達"1〇⑽ -以上,最大直徑最好在SOrnn以下。即,最好小於上述= •電質粉末主體的BT粉末與BCT粉末之平均粒徑。微粒= 添加量係可依照粗粒之介電質粉末的尺寸而適當決定。 再者,其添加量係相對於屬於介電質粉末主體的Βτ粉 鲁末與bct粉末1〇〇質量份,最好添加5〜15質量份。 該實施形態所使用的陶聽末,係可抑制燒成時的柱狀 之陶究異常晶粒成長,可提高機械強度。此外,藉由抑制 在内部電極層上所形成之柱狀之陶究異常晶粒成長亦可 減小積層m容H的電容溫度依存性。内部電極圖案 23的厚度係從積層陶究電容器小型化、及減輕因内部電 極圖案23所造成之梯度差的理由而言,最好設定在l"m 以下。 • 其他因為均如同第1實施形態,因而不再贅述。 [實施例] 以下,舉實施例針對本發明進行更詳細說明,惟本發明 並不僅侷限於以下實施例。 .[實施例I ] , 首先、原枓粉末係準備BT粉末、bcT粉末 (Ba"5Cau5Ti〇3)、Mg〇、MnC〇3、V2〇5 及稀土族元素的氧化 物粉末,將該等各種粉末依表丨所示比例進行混合。該等 源料粉末係使用純度99.⑽。另外,βτ粉末盘βα粉末的 96145836 28 ^均粒徑係於表1中的試料I卜22與24〜27均設定為 ΟΟηιπ。且’於試料N〇 23則使用訂粉末平均粒徑 1OOnm ' 粉末平均粒徑1HT粉末的Ba/Ti比係設為 .咖,町粉末的Ba/Tl比係設為丨_。燒結助劑係使 ^ S,〇2=55 ^ BaO=20 ^ Ca0=15 ^ 、。破璃粉末的添加量係相對Βτ粉末與Βα粉末ι〇〇 貝量份,添加丨質量份。 其次’將料闕粉末使用直徑5mm的氧化錯磨球,並 為溶劑的甲苯與醇之混合溶劑而施行濕式混合。 乃:二在經濕式混合的粉末中添加聚乙烯縮丁路樹脂、 二本:的昆合溶劑’同樣地使用直徑5随的氧化錯磨 式混合,而調製得陶咖,並利用刮衆刀法製 成厚度3/zm之陶瓷胚片。 其:欠’在該陶竟胚片的上面複數形成以Ni為主成分的 ㈣臺L 電極圖案形成時所使用的導 ,膏’係使用含有平均粒徑〇· 3❹的W粉末 :粉末⑽質量份,添加作為共 使用之BT粉末30質量份。 瓦乃〒所 二::將已印刷内部電極圖案的陶变胚片積層36〇片, 積/20片下面/別將未印刷内部電極圖案的陶究胚片各 積層⑽,使用壓合機,依溫度 = 間10分鐘的條件施行一次藉風刀WPa、犄 電容器本體成形體。 層’裁剪為既定尺寸,獲得 其次’將電容器本體成形體在域中,於達前的 96145836 29 1377586 =度_⑽行縣,接著,錢-氮巾,依 C騎2小時燒成(以下稱「還原燒成」),而製得電容= 本體。。此情況,燒成溫度係於試料N〇」卜13及Μ q 115 0 C,其餘則均設為12 〇 〇。 叹 —再者:經燒成的試料係接著經冷卻後,在氮 订lOOOt:、4+時的再氧化處理。該電容器 ⑪ 〇· 95x0. 48x0. 48mm3 ^ t Ψ β Jt r 小係 的面積係。.W。 層厚度係2“。内部電極層 再:Ϊ電:獲得之電容器本體施行滚筒研磨後, :糊:;佈=:Γ含有Cu粉末與破璃的外部 料4 並85GCT施行燒附,形成外部電極。 N;i/S用電:,,在該外部電極表面 x n衣彳f積層陶瓷電容器。 之:二針二由二再2處理而獲得的電容器本體所形^ 小時㈣處理再:再二氮中 電ΐ:依層陶究電容器施行以下的評估。靜電 絕緣電阻你i 電壓1 vrms的測定條件實施。 部電極之細原燒成後的電容器本體上形成外 及經施行再氧化處理後形成了外部電極之試料、 古田丁再還原處理之試料進行評估。 置:溫電壓小時放 30個。 、’ &仃3平估。該等試料的數量均設為 96145836 30 1377586 由構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群之結晶 =子所構成之結晶粒子的合計平均肖晶粒#,係針對將介 電質層之截面經截面研磨過的研磨面,將利用穿透式電子 顯微鏡所顯示出的影像讀取於電腦中,並在該畫面上晝出 對角線,將該對角線上所存在的結晶粒子輪摩施行影像處 理,求取各粒子的面積,並計算出當取代為具相同面積之 圓時的直徑,而求取所計算得之結晶粒子約5〇個 值。 七 j者,才目關結晶粒子中的Ca濃度,係針對積層陶瓷電 容器之積層方向的截面施行研磨的介電質層表面上所存 在之約30個結晶粒子’使用附設有元素分析機器的穿透 式電子顯微鏡施行元素分析。此時電子束的束斑尺寸係設 為5nm ’ 5?析地方係從結晶粒子的晶界附近起朝中心設定 5處地方。所選擇的結晶粒子係由其輪廓利用影像處理求 取各粒子的面積’並計算出當取代為具相同面積之圓時的 直徑’並設定為如此求取直徑的結晶粒子之直徑成為平均 結晶粒徑侧範圍内的結晶粒子。將“濃度Q 2原子% 以下的結晶粒子視為第1結晶群’將Ca濃度G.4原子% 以上的結晶粒子視為第2結晶群。 再者,構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群之 結晶粒子之平均結晶粒徑,分別係從求取上述Ca濃度時 的構成第1結晶群之結晶粒子與構成第2結晶群之結晶粒 :之面積數據中計算出。此情況’針對將介電質層截面經 截面研磨過的研磨面,將利用穿透式電子顯微鏡所顯示出 96145836 31 印7586 的影像讀取於電腦中,並對該畫面上所存在的結晶粒子之 輪廓施行影像4理,求取各粒子的面積,且計算出當取代 為具相同面積之圓時的直徑,並求取所計算出之結:粒子 * 約50個的平均值。 . 接著該項分析,構成介電質層的構成第1結晶群之結晶 I子與構成第2結晶群之結晶粒子的面積比例 (b/(a+b),其中,將構成第j結晶群之結晶粒子如的面 積认為a將構成第2結晶群之結晶粒子9b的面積設為 b),係針對上述約5〇個,從求取各結晶粒子之平均結晶 粒徑的面積數據中計算出。此情況,將Ca濃度高於〇·4 ^子諸(四捨五入至小數點第2位)視為第2結晶群之結 晶粒子。如表卜4中所示,將ΒΤ粉末與BCT粉末混合的 試料中,係在燒成後,相對於BT粉末與BCT粉末的混合 比例在燒成_因Ca的擴散,而Ca濃度達〇. 4原子%以 上的結晶粒子比例隨之增加,呈Ca濃度〇 2原子%以下的 鲁結晶粒子、與Ca濃度〇4原子%以上的結晶粒子混合存在 的情況。 。。鎂與稀土私元素的濃度比測定,係使用附設有元素分析 益(EDS)的穿透式電子顯微鏡施行測定。此情況所分析 '的試料係將積層陶瓷電容器朝積層方向施行研磨,並就該 里研磨的’丨電質層表面’分別篩選出從上述&濃度測定 所判疋的第1结晶群之結晶粒子與帛2結晶群之結晶粒 子。其大小係分別從各自的結晶粒子輪廓利用影像處理求 取各粒子面積,並計算出當取代為具相同面積之圓時的直 96145836 32 1377586 杈’且設定為如此求取了直徑的各結晶粒子之直徑在平均 結晶粒徑薦範圍内的結晶粒子,並分別筛選1〇個。 在該項分析巾,施行元素分㈣的電子束束斑尺寸係設 所分析的地㈣設為結晶粒子的表層部 ^央部。結晶粒子的表層部係設為距結晶粒子晶界3⑽ 内=域,設為由自該結晶粒子内接圓中心以該内接圓 =1/3長的圓所包圍的範圍。此情況,結晶粒子的内接 穿透式電子顯微鏡所顯示出的影像,在電腦書 ==繪出内接圓,並從該晝面上的影像決定結晶粒子的 各結晶粒子的鎂與稀土族元素濃度係 鏡照片上所顯示出之結晶粒子内接圓内的中央部'盘 …曰曰粒子表層料行測m兄, 濃 度比係依照上述方法進行求^ 冑心素的展 別粒子的鎮與稀土族元素濃度,分 二部與中央部的鎭與稀土族元素之 再者’所獲得之燒結體的試料組成分 千值八 :或:子吸光分析實施。此情況,將使所獲== π用:Γ酸鋼進行混合並溶融物溶解於鹽酸中; ί特疋的各兀素,將使標準 為標準試料,並施行Iep發 、·稀釋者視 外,各元素的價數_期表。予以定量化。此 表中所不的價數,並求取氧量。 96145836 33
丄J / / JOU 調配組成係如表丨所示, 物換算,如# ? U中的各元素組成係依氧化 ψί m ^ 如表2所不,特性紝要佐1 ± 令,例如/ 、.°果係如表3、4所示。下表 r 1 ΙΟΕ+Ο5」係指 l.OxlO、 [表1 ]
96145836 34 1377586 [表2 ]
試料No. b/(a+b) 氺木 MgO 稀土族元素的氧化物 (RE2O3) ΜηΟ V2〇5 — 莫耳份 種類 莫耳份 莫耳份 莫耳份 氺 1-1 0. 7 0. 7 Y2〇3 0.7 0.2 0 1-2 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0.2 0. 05 1-3 0.7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0.1 1-4 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 15 1-5 0.7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 2 1-6 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0.3 1-7 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 4 1-8 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0.7 0.2 0. 5 * 1-9 0.7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 15 木 1-10 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 15 1-11 0. 7 0. 5 Υ2〇3 0. 5 0. 2 0.15 1-12 0. 7 0. 3 Υ2〇3 0. 3 0. 2 0. 15 1-13 0.7 0. 3 Υ2〇3 0. 7 0.2 0.15 1-14 0. 7 1 Υ2〇3 0. 7 0.2 0.15 1-15 0. 7 1. 5 Υ2〇3 0.7 0. 2 0. 15 1-16 0.7 0.7 Υζ〇3 1 0. 2 0.15 1-17 0. 7 0. 7 Υ2〇3 1.5 0. 2 0. 15 1-18 0.7 0. 7 Υ2〇3 0. 3 0.2 0.15 1-19 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 07 0. 15 1-20 0. 7 0.7 Υ2〇3 0.7 0.1 0. 15 1-21 0.7 0.7 Υ2〇3 0. 7 0. 3 0. 15 1-22 0. 7 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 4 0. 15 1-23 0.7 0.7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 05 木 1-24 0.4 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0.2 1-25 0.5 0. 7 Υ2〇3 0. 7 0. 2 0. 2 1-26 0. 8 0. 7 Υ2〇3 0.7 0.2 0.2 氺 1-27 0. 9 0.7 Υ2〇3 0.7 0. 2 0.2 1-28 0. 7 0. 7 Dy2〇3 0. 7 0. 2 0· 2 1-29 0. 7 0. 7 Η〇2〇3 0. 7 0. 2 0.2 1-30 0. 7 0. 7 Er2〇3 0. 7 0. 2 0.2 *記號係指本發明範圍外的試料。 **將構成第1結晶群之結晶粒子的面積設為a、 將構成第2結晶群之結晶粒子的面積設為b時的面積比 96145836 35 1377586 [表3 ]
試料No. 第1結晶群之結晶粒子 第2結晶群之結晶粒子 添加物的結晶 粒子之中央部 相對於表層部 的濃度比 平均粒徑 添加物的結晶 粒子之中央部 相對於表層部 的濃度比 平均粒徑 Mg Y Mg Y — — β m — — /z m 氺 1-1 0. 8 0. 37 0. 12 0. 09 0. 37 0. 14 1-2 0.85 0. 39 0. 17 0.10 0. 38 0.15 1-3 0. 86 0.4 0. 21 0. 10 0. 37 0. 15 1-4 0.87 0. 41 0. 23 0. 11 0. 38 0. 15 1-5 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0. 15 1-6 0.89 0. 43 0. 3 0. 11 0. 39 0. 15 1-7 0.91 0. 44 0. 35 0. 11 0. 39 0. 15 1-8 0. 92 0. 45 0. 41 0. 12 0. 40 0. 16 氺 1-9 0. 93 0.51 0. 47 — — — 氺 1-10 — — — 0. 11 0. 40 0.15 1-11 0. 87 0. 41 0.26 0. 11 0. 38 0.15 1-12 0. 83 0. 38 0. 35 0. 11 0. 36 0. 19 1-13 0. 84 0. 42 0. 33 0. 10 0. 38 0. 17 1-14 0. 92 0.4 0. 27 0.13 0. 38 0. 16 1-15 0. 92 0. 4 0. 26 0. 13 0. 38 0. 16 1-16 0. 92 0. 4 0. 27 0. 13 0. 38 0.16 1-17 0. 92 0. 4 0. 26 0. 13 0. 38 0. 16 1-18 0.88 0.4 0. 34 0. 11 0.39 0.18 1-19 0. 88 0. 43 0. 35 0.11 0. 39 0.18 1-20 0. 88 0. 43 0.3 0. 11 0. 39 0. 17 1-21 0. 93 0. 44 0. 25 0. 11 0. 38 0. 15 1-22 0. 93 0. 45 0. 26 0. 11 0. 39 0. 15 1-23 0.85 0. 39 0. 15 0.10 0. 38 0. 17 木 1-24 0. 88 0. 43 0. 25 0.11 0. 39 0.15 1-25 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0. 15 1-26 0. 88 0. 43 0. 25 0.11 0. 39 0. 15 氺 1-27 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0. 15 1-28 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0.15 1-29 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0.15 1-30 0. 88 0. 43 0. 25 0. 11 0. 39 0. 15 *記號係指本發明範圍外的試料。 96145836 36 1377586 [表4]
試料 No. 還原燒成後 再氧化處理後 再還原處理後 IR(絕緣電 阻;j施加電 壓25V 溫度:25°C 靜電 電容 IR(絕緣電 阻;i施加電 壓25V 溫度:2 5 °C 靜電 電容 1¾溫負何试 驗經100小 時後的絕緣 電阻 IR(絕緣電 阻)施加電 壓25V 溫度:2 5 °C 靜電 電容 Ω β F Ω β F Ω Ω β F * 1-1 無法測定 0. 41 1·0E+10 0. 47 1.0E+05 無法測定 0. 41 1-2 1.0E+10 0. 47 1.0E+10 0. 47 1.0E+06 1.0E+10 0. 47 1-3 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 1.0E+07 1.0E+09 0. 47 1-4 1. 0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 2.0E+07 1.0E+09 0. 47 1-5 1. 0E+09 0. 471 1.0E+09 0. 471 2.0E+07 1.0E+09 0. 471 1-6 1.0E+09 0. 472 1.0E+09 0. 472 2.0E+07 1.0E+09 0. 472 1-7 1.0E+08 0. 472 1.0E+08 0. 472 2.0E+07 1.0E+08 0. 472 1-8 1.0E+07 0. 47 1.0E+07 0. 47 1.0E+06 1.0E+07 0. 47 氺 1-9 無法測定 0. 47 1.0E+10 0. 47 1.0E+05 無法測定 0. 47 氺 1-10 無法測定 0. 47 1.0E+10 0.47 1.0E+05 無法測定 0. 47 1-11 1.0E+09 0. 472 1.0E+09 0. 47 2.0E+07 1.0E+09 0. 471 1-12 1.0E+09 0. 473 1.0E+09 0. 47 9.0E+06 1.0E+09 0. 472 1-13 1.0E+09 0. 471 1.0E+09 0. 47 9.0E+06 1.0E+09 0. 471 1-14 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 1.0E+07 1.0E+09 0. 47 1-15 1. 0E+09 0. 45 1. 0E+09 0. 45 1.0E+07 1.0E+09 0. 45 1-16 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 1. 0E+07 1.0E+09 0. 47 1-17 1.0E+09 0. 455 1.0E+09 0. 455 1. 0E+07 1.0E+09 0. 455 1-18 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 9. 0E+06 1.0E+09 0. 47 1-19 7.0E+08 0. 465 9.0E+08 0. 47 8. 0E+06 7.0E+08 0. 465 1-20 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0.47 1. 0E+07 1.0E+09 0. 47 1-21 1.0E+09 0. 47 1.0E+09 0. 47 1. 0E+07 1.0E+09 0. 47 1-22 1.0E+09 0. 45 1.0E+09 0. 45 1. 0E+07 1.0E+09 0.45 1-23 9.0E+09 0. 47 9.0E+09 0.47 8. 0E+05 8.0E+09 0. 47 木 1-24 1.0E+06 0. 46 1.0E+08 0. 46 4. 0E+05 1.0E+06 0. 46 1-25 1.0E+08 0. 471 1.0E+09 0. 471 1. 0E+07 1.0E+07 0. 46 1-26 1.0E+09 0. 471 1.0E+09 0. 471 2. 0E+07 1.0E+08 0. 471 木 1-27 7.0E+06 0.4 1.0E+09 0. 4 2. 0E+07 7.0E+06 0. 4 1-28 9.9E+08 0. 47 9.9E+08 0. 47 1. 9E+07 9.9E+08 0. 47 1-29 9.9E+08 0. 47 9.9E+08 0. 47 1. 9E+07 9.9E+08 0. 47 1-30 9.9E+08 0. 47 9.9E+08 0. 47 1. 9E+07 9.9E+08 0. 47 *記號係指本發明範圍外的試料。 由表1〜4的結果得知,當介電質層係將第1結晶群之結 晶粒子的面積比例設為a、將第2結晶群之結晶粒子的比 96145836 37 1377586 例設為b時’ b/(a+b)比為0.5〜0.8的比例,且構成第j 結ί群之結晶粒子9a甲央部中所含之鎂與稀土族元素的 各艰度、相對於構成第丨結晶群之結晶粒子9a表層部的 ,鎮與稀土族元素的各濃度比,大於構成第2結晶群之結晶 -粒子中央部所含之鎂與稀土族元素的各濃度、相對於 構成第2結晶群之結晶粒子9b表層部的鎮與稀土族元素 之各濃度之比的試料,即使經還原燒成後,絕緣電阻仍為 10 Ω以上,且在咼溫負荷試驗經100小時後的絕緣電阻 =成為8χ1〇5Ω以上,顯示出高絕緣性。且該等試料在再 還原處理後’絕緣電阻仍為1〇7Ω以上。 特別係將第1結晶群之結晶粒子平均結晶粒徑設為大 於第2結晶群之結晶粒子平均結晶粒徑的試料ν〇·2〜8、 1 22 25、26及28〜30 ,高溫負荷試驗後的絕緣電為 1〇6Ω以上。 再者,上述介電質層中,相對於構成上述欽酸鎖的欽 • 1〇0莫耳,鎂為〇. 5〜1莫耳、稀土族元素為0.5〜1莫耳、 錳為〇·卜0.3莫耳、及鈒為〇.卜〇 4莫耳的試料Ν〇·37、 1 14 16、20、21、25、26、28^*30 ’ 係高溫負荷試驗 經1〇〇小時後的絕緣電阻為1Χ10?Ω以上,或靜電電容達 .〇· 47 β F 以上。 •相對於此’介電質層非屬於由第1結晶群與第2結晶群 之2種結晶粒子構成的試料(試料Ν〇 9、1〇),以及未添 加V2〇5、且第1結晶群與第2結晶群之2種結晶粒子間的 稀土族元素含有量比相同之試料N〇.卜經正燒成後的絕 96145836 38 1377586 緣電阻將無法測定。且,當b/(a+b)比低於〇 5的情況(試 料No. 24)、或b/(a+b)比高於0. 8的情況(試料Ν〇. 27), 還原燒成後與再還原處理後的絕緣電阻均低於1 〇 7 Q。 . [實施例11 ] • 首先’原料粉末係準備BT粉末、BCT粉末 (BaD.95Cau5Ti〇3)、MgO、Y2〇3、MnC〇3、V2〇5 及 Zr〇2,並依 表5所不比例進行混合。此情況’ Mg〇、γ2〇3、MnC〇3、v2〇5 及Zr〇1 2的添加量,係指相對於從BT粉末與BCT粉末的合 ®计里中扣除了鈦酸鋇成分後的量莫耳份的量。
該等原料粉末係使用純度99. 9%。另外,βΤ粉末與BCT 粉末的平均粒徑係於表5所示之試料均設為100nm。^粉 末的Ba/Ti比係設為丨.〇〇1,BCT粉末的Ba/Ti比係設為 39 1 · 003 MgO、γ2〇3、MnC〇3、V2O5 及 Zr〇2 的平均粒徑係使用 〇· 2 # m。 试料No. 11-25係僅使用BCT粉末作為介電質粉末的情 •況,試料Ν〇. Π —26係使用Μ粉末的情況,試料Νο. π_27 係於稀土族元素使用Dy2〇3的例子。 燒結助劑係使用 Si〇2 = 55、Ba〇=2〇、Ca〇=15、Li2〇=1〇(莫 2 耳«組成的玻璃粉末。玻璃粉末的添加量係相對於粉 •末與町粉末1Q0質量份之下,添加i質量份。 •其次’將該等原料粉末使用氧化#磨球,且添加作為溶 劑的曱苯與醇之混合溶劑,並施行濕式混合。 t其次’在經濕式混合過的粉末中,添加聚乙烯縮丁醛樹 月曰及曱苯與醇的混合溶劑,並使用氧化錯磨球施行濕式 3 96145836 丄:)/ /:)«〇 此合而調製得陶曼㈣,並利用到 m 之陶瓷胚片。 忐衣成厚度3“ :次,在該陶究胚片上面,複數形成以 /狀内部電極圖案。内部電極圖案 體:的 用平均粗經。.3_Ni粉末。此外,係使 陶瓷胚片所用之RTM ^ 作為共通材料的於 添加3。質量: 於Nl粉末_質量份, 並^上:已上刷内部電極圖案的陶究胚片積層_片, 積M0片:別將未印刷内部電極圖案的陶曼胚片各 間^ ^ ’使用壓合機’依溫度6(rc、壓力咖、時 刀.里的條件施行一次積層,並裁剪為既定尺寸。 :斤獲得的電容器本體成型體,係依1(rc/h升溫速度, 乳中依30(TC/i^行脫黏結處理,從5〇(rc起的升溫 、又為30(TC/h升溫速度,於氯一氮中,在m(rc溫 %行2小時燒成。 • 再^,試料係接著依3〇〇°c/h降溫速度冷卻至100(rc, 在氮%i兄中,於l00(rc下施行4小時再氧化處理再依 = 〇C/h降溫速度施行冷卻,而製得電容器本體。該電容 盗本體的大小為0. 95職xO· 48mmx0. 48mm、介電質層厚度 .係2/ζπι。内部電極層的有效面積係 • 其次,將經燒成所獲得之電容器本體施行滾筒研磨後, 再對該電谷盗本體一端部施行含有cu粉末與玻璃的外部 電極糊用塗佈’並於850ΐ下施行燒附,形成外部電極。 然後,使用電解滚鍍機,在該外部電極表面上依序施行鐘 96145836 I /j〇〇 i與錢Sn,製得積層陶瓷電容器。 接者’針對所獲得之積層陶竞電容器施行以下 $電容錄料1烏、測定電壓1¥的測^件 w電常數的溫度變化率係預先依溫 :靜電入電容的溫度變化率,一下的靜電= 取二;=厚度、積層數及内部電極層之有效面積求 下的靜電電容。 中=ηί阻係針對在燒成後的電容器本體上於氮環境 _ct施行燒附形成Cu外部電極者,以及在 ::後同樣地形成外部電極者施行評估。絕緣電 條件係施加電壓25V、溫度25°C。 負荷試驗係依如同實施例丨相同的條件,同樣地施 仃评估。試料數量係設為30個。 再者’構成介電質層的BT結晶粒子與βα結晶粒子平 =粒!,係利用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行求取。對 磨面施行㈣’並針對該研磨面的結晶粒子利用掃描式電 3微鏡進行觀察且施行照片拍攝。接著,將電子顯微鏡 π片内的結晶粒子任意選擇2〇個,利用截距法求取各姓 晶粒子的最大直徑,並求取該等的平均值、與Dg。(從較小 直控至較大直徑的90%累計值)。 針對Ca浪度’使用穿透式電子顯微鏡與附設的分析裝 置,針對中心部附近的任意地方施行分析。此時,相關 Ca濃度高於〇.4原子%者(四捨五入至小數點第以立)視為 96145836 1377586 ^破辰/·度較间的"電質粒子。該分析係針對結晶粒子100 個只細f施例所用的試料將維持所使用之肩料粉末的狀 態。 σ孝子中的Mg與稀土族元素含有量,亦利用穿透式 電:顯微=其所附設的分析裝置進行分析。此情況,從 所l,之、’σ Ba粒子的表面朝内部依5酿間隔利用實施 元素刀析並求取含有量分佈’依此求取各結晶粒子中的 Mg心與Λ 土族元素含有量。此情況’針對表面與結晶粒子 中二Ρ的各兀素含有量施行測定’並求取比值。結晶粒子 中央。選擇高寬比1 · 3以下的結晶粒子,就此種各結晶 珠 。將為最長徑與最短徑等2方向的交點附近。結 果如表5所示。
96145836 42 1377586 •·
SI 再氣化處理後 0^1¾ |, -13.3 CD CO -13.8 — T -14.8 <£> T* -14.2 τ -14.4 -14.7 -15.6 m (N* 2· T -14.3 LO -14.3 CO T -14.5 -14.6 1 OJ V -14.1 in T Τ -14.8 1¾ m G 2. Ε+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 1 1. E+05 1. E+06 l.E+07 2. E+07 l.E+06 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 l.E+07 2. E+07 2. E+07 2. E+07 l.E+05 1 l.E+05 1. E+07 U 鲜》 1 3910 4010 4050 4100 3920 4080 4090 4110 4120 4130 | 4180 | 4220 4110 4085 4075 3980 4100 4085 4080 3990 4100 4085 4070 3990 3870 S σ> CO 4100 絶緣電阻, G 1.Ε+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 1. E+09 l.E+09 1. E+09 l.E+09 l.E+09 | l.E+09 | l.E+09 1 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 1. E+09 1. E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+10 1 l.E+10 1. E+09 1 化電常數! 1 3950 4060 4075 4130 3800 4100 4120 4140 4160 4180 1_ 4200 4250 4140 4125 4115 4010 4130 4120 4110 4020 4130 4120 4110 4030 d 3910 g cn CO 4100 ^•缘電Ρ斗 a 1. Ε+09 l.E+09 l.E+09 1. E+09 ¥ 墉 1. E+09 l.E+09 l.E+09 1 l.E+09 | 1 l.E+09 | | l.E+09] 1 l.E+09 | l.E+09 1 l.E+09 1 l.E+09 1 l.E+09 5 l.E+09 5 l.E+09 i l.E+09 i l.E+09 3 9.E+08 3 l.E+09 3 l.E+09 3 l.E+09 5|無法測交 1無法測戈 :3 l.E+09 4-Μ ε =t ).23 C0 03 CO (Nl ).23 CO r-i CO OJ <—> 0.23 0.23 CO o 〇 0.24 C£? Cvl o 0.23 CN1 i|"S 0.25 03 G> CM o CS3 〇 〇 o 〇 〇 CO 〇 <NI 〇 ο 1 〇 KT結晶粒子 十V0 雜♦! «书-1^1 >- 1 0.41 ( cJ <=> Ci CO <=> c> 0.41 0.41 夺 o o G> 0.38 1 0.41 o C3 0.41 夺 C> <=> c> 0.41 o' <z> C> 0.51 1 C> Μ 1 0.87 0.87 0.87 0.87 0.81 oo C=) 0.87 0.87 oo 〇* <£) 00 <z> CO 00 〇 0.84 0.87 0.8Ή 0.87 0.87 oo <=s 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 00 C3 0.87 CO CJ5 Ο 1 0.87 s ).15 ).15 ).15 ).15 "S" 3.15 0.15 0.15 cS "c〇" o 0.16 0.18 0.15 "Ξ" o' 0.15 TFT o "Ξ" C5 10.15 T3T 〇 ΌΤ c> Tn <=> 0.15 0.15 S" 0.45 LO BCT結晶粒子 ii£ I芝if tit syS >- 1 0.38 ( 0.38 ( 0.38 ( CO <z> 0.37 1 Ό 0.37 CO 0.37 CO CO c> 0.35 a> O 0.37 CO o 0.37 0.37 <=> <=> CO 0 1 0.37 〇 0 1 1 0.40 CO 0 Μ 1 r·( 〇' G> c> 0.11 0.09 d ci c> g CD 丨 0.11 1 1 ο-n 1 τ—H c> »**·Η τ-M a> 0.11 C5 〇· G> c> c> O* 1 c> c<l o ESI 莫w 〇 V-H o CO o CO ◦· CO C3 CO C5 CO o CO o CO o CO o OJ CO o CO o’ CO CJ CO o CO o’ CO ◦· CO 0 CO C3 CO 0 CO 0 CO 0 CO C) 00 0 CO 0 CO 0 V2〇5 $ ΙΛ c> 0.15 0.15 0.15 o ID 〇 c> o CO in LO o ΙΛ o s o in o lO o LO ιΛ in Lrt ΙΛ LO ΙΛ LO 0.15 0.15 0.15 CO σ o s. talc OJ c> 03 <Z> (M 〇 C<l c=> 03 a> (Nl 〇 03 C? (Nl CD (NI c> c<i c> <NI <=> OJ o CM 〇 OJ c> Cvl c> CNJ G> CM c? C<J C> <M 〇 OJ c> 0.05 O* CO c> G> (Nl 〇· OJ 0 (NJ C) -— 1 一 卜 ο o 〇 <=> o 〇 卜 卜 卜 卜 卜 卜 卜 卜 卜 IO (>3 卜 G> 卜 c> c^- c? 卜 卜 o' 卜 卜 c> 越 Μ Y2〇3 «•9 〇 >-· Y2〇3 ^ CO CSJ eo <9 Yi〇3 YzOa Y2〇3 Y2〇3 Y晶 Y2〇3 1 Y2〇3 Y2〇3 1 \Wj\ Y2〇3 Y2〇3 Y2〇3 丨 γ203 Y2〇3 Y2〇3 Y2〇3 e·? >- Yz〇3 Y2〇3 Y2〇3 ^ go Ol DyzO: 卜 ο* 卜 卜 o 卜 CD 卜 <Z> c> 卜 c> 卜 <=> c— c> 卜 G> 卜 c> 卜 c> c> LO C3 <M 卜 o 卜 <=> 卜 <=> 卜 o c— C5 Γ- 0 卜 o 卜 卜 ο 卜 o t— 〇' , 雜No. W II-l 1 u II-2 丨 t 1 Π-3 1 II-4 W I1-5 I 1 1 Π-6 I | | II-7 I II-8 II-9 11-10 11-11 II-12 II11-131 Π-14 II-15 I 111-16 11-17 11-18 11-19 11-20 11-21 11-22 11-23 11-24 木 ΙΙ-2Ε 5 in96
由表5的結果得知,介雷暂思 社曰物W 為由βΤ結晶粒子與BCT 子構成’且介電質層中含有飢與結’ bt结晶粒子 3 = Mg與稀土族元素較多於町結晶粒子的試料, ’、剛完成正燒成後,絕緣電阻仍為107ω以上,介電當 數將達4 0 0 0以上,達到古入φ多 違到间)丨電係數化。此外,高溫負荷 °式驗』100小時後的絕緣電阻亦為1χ106Ω以上,顯示出 高絕緣性,靜電電容的溫度變化率在i + 範圍内,靜電f容的溫度變⑽亦^ 為」5.6% 相對於此,未添加抓的試料,經正燒成後的 "電常數小於4000,且介電質層為非屬於由BT結晶粒子 與BCT結晶粒子構成的試料(試料N〇」卜託、"-Μ〉、及 未添加V2〇5的試料No. h_5 ,經正燒成後的絕緣電阻將無 法測定。 [實施例III] 首先,原料粉末係準備Βτ粉末、BCT粉末 (BawCausTiOO、MgO、γ2〇3、腻〇3及 V2〇5,並將該等各 種粉末依表6所示比例進行混合。此情況,Mg〇、γ2〇3、Μη(:〇3 及V2〇5的添加量,係相對於Βτ粉末與Βα粉末合計量ι〇〇 莫耳份之下的量。該等原料粉末係使用純度99. 9%。另外, BT粉末與BCT粉末的平均粒徑係除了試料Ν〇· ΠΙ14之 外,其餘均設為1 〇〇nm。另外,微粒ΒΤ粉末係將平均粒 徑50nm物依表1所示比例添加。另外,於試料Ν〇 ηι_14, BCT私末係使用平均粒徑〇 24 e m,ΒΤ粉末係使用平均粒 徑 0 · 2 /z m。 96145836 44 1377586 再者,BT粉末的Ba/Tl比係設為1〇〇ι,B -Ή比係設為U〇3。燒結助劑係使用⑽仙触鲁
Ca〇:^、Li2(M()(莫耳%)組成的玻璃粉末。麵粉末的添 力^係相對於BT粉末與BCT粉末_ f量份,添加i質 董份。 其次’將該等源料粉末使用直徑5随的氧化錯磨球,添 加作為溶劑的f苯與醇线合溶縣施行濕式混合。 浐、:田ί經濕式混合的粉末中,添加聚乙烯縮丁醛樹 :麻甲本與醇的混合溶劑,同樣地使用直徑5咖的氧化 二=仃濕式混合而調製得陶究漿料並藉刮漿刀法製 仔厚度3 y m之陶瓷胚片。 其次,在該陶变胚片的上面複數形成以W為主成分的 體:Ϊ内部電極圖案。在内部電極圖案形成時所使用的導 ^ 係❹含有平均粒㈣.3㈣的N i粉末,且相對 中1叔幻0G質量份,添加作為共通材料的於陶竟胚片 中所使用之BT粉末3〇質量份。 :=將已印刷内部電極圖案的陶瓷胚片積層_片, 積^2〇v面/別將未印刷内部電極圖案的陶竟胚片各 L片,使用壓合機,依溫度6(TC、壓力1(rPa、時 曰〇为鐘的條件施行—次㈣,並—為既定尺寸。 =得的電容器本體成型體係依in:/h升溫速度在 速产盍^则㈢施行脫黏結劑處理’從⑽代起的升溫 T t Z 〇C/h升溫速度’在氫-氮中,於1150〜1200°c 匕仃2小時燒成。此情況,於試料N。·⑴-卜^係設為 96145836 45 1377586 U 5 0 C,於 No. I π -14 係設為 η 4 〇。〇。 再者,試料係接著依30(rc/h降溫速度冷卻幻 3:=’依1〇_施行4小時的再氧化處理,並依 号本體的:連度施行冷卻’而製得電容器本體。該電容 =體的大小係0.95遣偏4W,介電質層厚度係 電:1件=燒成的電子零件本體施行滾筒研磨後,再對 本體一端部施行含有Cu粉末與玻璃的外部 糊貧塗佈’並於8啊下施行燒附,便形成 後,#用雪站、*地他 Μ紙外4電極。然
Ni與鍍sn,製得積層Mm 依序知仃錢 電積層陶竟電容器,施行以下的評估。靜 广、、頻率UkHz、測定電壓iVrms的測定條 :'、·緣電阻係針對在經燒成後的電容器本體成 之試料、經再氧化處理後形成了外部電極之試料: 的相同條件施行評 向/皿負荷試驗係依如同實施例 估。該等試料數量均設為3〇個。 ’構成介電質層㈣型結晶粒子與…型 平均粒徑’係依照如同實施例Π相同的方法 濃度亦依照與實施例π相同的方法施 、、^粒子中的Mg與稀土族元素含有量,亦依 UI相同的方法施行分析。結果如表6所示。1知 96145836 46 1377586
〔9硌〕 再氧化後 1 g CJ3 CO ο g <=> <=> g CT> OO a? CO CO 05 CO ◦ σ> CO g σ> CO ◦ σ3 CO g CO g m CO oa 03 CO g 05 CO μ $r七铖 取s备 <smc 2 g) g 賴刼岩 純:#海 1.00E+05 1.00Ε+07 1.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 4.00E+06 7.00E+06 8.00E+06 1.00E+07 2. 00E+07 5.00E+06 鮮》妙 索_ Czh <=) ίη ci LO czi 05 寸 C3 0.471 0.472 0.472 0.469 〇 OO ◦· <=? 0.455 0· 472 0.471 Si。。 鮮> CNi闵 餘嗓1 ·· Ml® G l.E+10 2.Ε+10 5. E+09 5. E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+08 l.E+08 l.E+09 1. E+09 1. E+09 l.E+09 l.E+09 1. E+09 纖細灸 輕*城 泰知1 Ο Ο LO <=> Oi 寸 c> |0.471 0.4721 0.472 0.469 C=> OO <=> <=> 0.455 0.472 0.471 Sip 辦cva闵 备鐵·. 喊辆> 郜 ^ 4 i α 無法測定 l.E+10 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+08 l.E+08 l.E+09 l.E+09 l.E+09 l.E+09 CJ3 〇 l.E+09 # f h aS為巧 货屮$ 欲 LT3 <ji CO OO CO OO CO CO LO CO LO CO CO LO 03 CO 05 CO m CO 0¾ CO BT結晶粒子 fS Β OJ ρ_Η c> l>- <=> H OJ <=? CO OJ c=> LO CNI C) CO <=> LO CO <=> CO CO CD c^a C5 CD CvJ 〇 c5 <=> <x> CO <=> CO cz> CM CM a 添力Π物的結晶粒子 之中央部相對於表 面側的含有量比 ί=« I c=> 05 CO o' 寸 CD 夺 c> CO c=> CO 寸 <=> 〇· 寸 <=) 呀 C=5 o 寸 o* o CO C=5 g ο 1 oo czi LO OO C=> CO oo o oo C3 OO OO CD <y> oo 〇· CT) C=5 CD C=> <>3 CJ3 ◦· oa 05 C> oa 05 c=> (ΝΪ 0¾ C> 0¾ oo o CD C5 BCT結晶粒子 平均粒徑 1_ Β 过 a iO o in o LO <=> LO Τ-Ή <=) LO c=> LO <r> un CD CO C3 CO <=> CO o CO C=) in r—H 〇 LO OO CIS 添力α物的結晶粒子 之中央部相對於表 面側的含有量比 >- I CO C=5 〇o CO <z> CO CZ5 oo CO C5 CT> CO c> 05 CO c=5 05 CO C3 03 CO c=> OO CO C=> oo CO C=) oo CO <=5 OO CO c> CO cz> 穿 c=? 1 g <=> o C) o <=> c> 1 < c=> <=> T-H <C> 1—H 1 CD CO C3 CO C=5 CO c=> CO <=) Ϊ-Η ¢=5 另 o 微粒BT 粉末的 添力口量 1_ φ! 〇 o C3 o o o <=5 f-H <=> 〇 in IO CD C=) to CM > η ^ o s o <=5 LO o Oi C) CO C=i <=> LO C3 LTD CZ) LO CZ5 LO ◦· LO o CO c=> (Nl <=> Ο 艺 η ^ oa <z> <NI C=5 CO <=> CO C3 <=> C^3 CD CO 〇> C<l o* CNI <=> CNI C=5 03 c=5 oa C=5 03 C=5 03 CD CO CM X名 卜 <=> 卜 C=) 卜 c=> c— c> 卜 <=> 卜 C> 卜 c> 卜 <3> 卜 CD 卜 C=5 卜 c=> 卜 C=> 卜 〇· 卜 C=> η ^ 卜 ο 卜 cS 卜 <〇 卜 c> 卜 ο 〇- C3 卜 C=) 卜 CD 卜 <=> 卜 CZ> 卜 <=5 卜 C3 卜 <=> 卜 CZ5 赠Να Μ m-ι 1 ΙΙΠΙ-31 丨丨m-4| 丨丨则丨 丨丨⑴_6| 丨丨HI-7 11ΠΙ-8 W III-9I | |iii-io Hni-ii 1 1ΠΙ-12 ϋΙΠ-13 | |III-14 Δ对 9ε--96 1377586 2表6的結果得知,介電質層為由BT結晶粒子與抓 =粒子構成’且BT結晶粒子中所含之仏與稀土族元素 ^夕於BCT結晶粒子,BT結晶粒子與Βα結晶粒子的變 =係數為權以下之試料,其高溫負荷試驗經刚小時後 的絕緣電阻仍為1x1〇7q以上,且 ^ 且即使正燒成後,絕緣電 、仍為10 Ω以上’再氧化處理後的介電t數亦達難 Μ上。
相對於此,未添加微粒介電質粉末的試料,變動係數值 為4,高溫負荷試驗經i 0〇小時後的絕緣電阻為4χΐ 〇6 Ω 的較低值。此外,未添加㈣的試料Ν〇· ΠΜ,變動係數 值為57% ’正燒成後的絕緣電阻並無法測定。 【圖式簡單說明】 圖1中’⑷係本發明積層陶究電容器一例的 圖,(b)係介電質層的結晶粒子與晶界相的放大示意圖。 圖2中,(a)係構成本發明積層陶瓷電容器的介電 中,相關構成第1結晶群之結晶粒子中之鎂與⑯的濃度二 佈圖,(b)係構成本發明積層陶瓷電容器的介電質芦中刀 相關構成第2結晶群之結晶粒子中之鎖盥 :, 圖。 缺/、釔的》辰度分佈 圖3(a)至(c-2)為本發明積層陶瓷電容器 步驟圖。 展忐—例的 【主要元件符號說明】 1 電容器本體 3 外部電極 96145836 48 1377586 5 介電質層 7 内部電極層 9 結晶粒子 9a 第1結晶群之結晶粒子 9b 第2結晶群之結晶粒子 11 晶界相 21 陶瓷胚片 23 内部電極圖案 • 25 陶瓷圖案 29 積層體
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Claims (1)

  1. I377586 十、申請專利範圍·· 1. 一種積層陶瓷電容器,係將介電 錯積層形成,該介電質層係含有介電質^堯=極層交 究係以鈦酸鋇為主成分,且含有約、鎮、鈒及:"電質陶 自鋼、鈥、缺㈣之任何稀土族元素;i特與選擇 構成上述介電質陶瓷的結晶係含有第〗結曰盘 曰曰群’該第1結晶群係含有以上述 二2結 =跑在〇.⑽以下的結晶粒子;:二 含有以上述鈦酸鋇為主成分、且第2、、。曰曰群係 以上的結晶粒子; 摘♦度達0.4原子% 在構成上述帛丨結晶敎結晶粒子 =述稀土族元素之各濃度叫以及在構= 辛:曰二:晶粒子Μ央部所含上述鎖與上述稀土族元 2 = /的比(㈣1)’分別大於在構成上述第2 :曰曰群,結晶粒子之表層部所含上述鎂與上述稀土族元 血,各浪度(C3),與構成上述第2結晶群之結晶粒子之中 二c戶^含上述鎂與上述稀土族元素之各濃度(C4)的比 且,對上述介電質陶瓷表面施行研磨時的研磨面,係當 •將構成上述第i結晶群之結晶粒子所佔面積設為&,將構 .成上述第2結晶群之結晶粒子所佔面積設為b時,b/(a+b) 為 〇· 5〜〇. 8。 、2.如申請專利範圍第1項之積層陶瓷電容器,其中,上 述介電質陶瓷係更進一步含有锆。 96145836 50 1377586 3. 如申請專利範圍帛i項之積層陶兗電容器,其中 述锆的含有量,係相對於鋇的氧化物(Ba〇)、上述鈣 化物(CaO)及上述鈦的氧化物(Ti〇〇的合計量ι〇〇 份’依Zr〇2換算含有〇. 2〜1莫耳份。 、斗 4. 如申請專利範圍第1項之積層陶瓷電容器,1中,a 將構成上述第1結晶群與上述第2結晶群的結晶粒子平二 粒徑設為X,將上述結晶粒子的粒徑標準偏差設為。時, 交動係數(χ/(7)χ1〇〇(%)為4〇%以下。 其中,構 係大於構 其中,上 5. 如申請專利範圍第丨項之積層陶瓷電容器 成上述第1結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑 成上述第2結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑 6. 如申請專利範圍第1項之積層陶瓷電容二 述介電質Μ係相對於構成上述鈦酸鋇的鈦⑽上 述镁依_換算計含有0.5]莫耳、上述稀土族元素依 ^換^含有Q.5]莫耳、上述職MnQ換算計含有 0.1〜0.3莫耳、及上述釩依V2〇s換算計含有〇.丨〜〇 4莫耳. 且構成上述第i結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑,係大 於構成上述第2結晶群之結晶粒子的平均結晶粒徑。 7·如申請專利範圍第丨項之積層陶瓷電容哭, 述介電質肖:是係才目對於構成上述鈦酸鋇㈣1〇〇莫耳上 述鎮依MgO換算計含有0.5]莫耳、上述稀土族 依咖3換算計含有莫耳、上紐依_換算計含) 有0.1〜0.3莫耳、及上述釩依V2〇5換算計含有〇1莫 耳’且上述介電質陶瓷進一步含有锆,該鍅含有量係相對 96145836 51 1377586 於上述鋇的氧化物(BaO)、上述約的氧化物(CaO)及上述鈦 的氧化物(Ti〇2)的合計量100莫耳份,依Zr〇2換算計含有 〇. 2〜1莫耳份。 8.如申請專利範圍第1項之積層陶瓷電容器,其中,上 述介電質陶瓷係相對於構成上述鈦酸鋇的鈦1〇〇莫耳,上 述鎂依MgO換算計含有〇. 5〜1莫耳、上述稀土族元素(RE) 依REz〇3換算計含有0· 5〜丨莫耳、上述錳依Mn〇換算計含 有0· 1〜0. 3莫耳、及上述釩依〜〇5換算計含有〇•卜〇. 4莫 耳’且將構成上述第1結晶群與上述第2結晶群的結晶粒 子平句粒彳二又為X,將上述結晶粒子的粒徑標準偏差設為 α時,變動係數(χ/σ )xl〇〇(%)為4〇%以下。
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