电介质陶瓷组合物和电子部件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电介质陶瓷组合物、以及具有由该电介质陶瓷组合物构成的电介质层 的陶瓷电子部件。
【背景技术】
[0002] 作为陶瓷电子部件一个例子的层叠陶瓷电容器作为小型、具有高性能且高可靠性 的电子部件而被广泛利用。特别是多数被利用于电气设备和电子设备。近年来，伴随着电 气设备和电子设备小型化且高性能化，相对于层叠电容器进一步小型化、高性能化和可靠 性提高的要求不断提高。作为应对这样的要求的层叠陶瓷电容器，已提出了专利文献1和 专利文献2所记载的层叠陶瓷电容器。
[0003] 然而，近年来，层叠陶瓷电容器的进一步小型化、大电容化的要求不断提高而电介 质层的薄层化、多层化变得必需。
[0004] 因此，在薄层化、多层化的情况下也可以获得足够的可靠性和良好的温度特性的 电介质陶瓷组合物的要求变高。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开平10-223471号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开开2011-201761号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的技术问题
[0010] 本发明有鉴于这样的实际情况而完成，其目的在于提供即使比以往对电介质层更 薄层化且电介质层所涉及的电场强度变得更高的情况下、或者即使增加电介质层的情况下 也满足良好的温度特性和足够的可靠性的电介质陶瓷组合物和电子部件。
[0011] 解决技术问题的手段
[0012] 为了达到上述目的，本发明所涉及的电介质陶瓷组合物是具备具有由通式ABO 3(A 是选自Ba、Ca和Sr当中的至少一种，B是选自Ti和Zr当中的至少一种）表示的妈钛矿型 结晶结构的主成分、以及至少含有稀土化合物的添加物的电介质陶瓷组合物，至少具备具 有核壳结构的电介质颗粒和偏析颗粒，在所述偏析颗粒中所述稀土化合物的浓度为所述具 有核壳结构的电介质颗粒的壳部的所述稀土化合物平均浓度的2倍以上，所述偏析颗粒所 占的面积为0. 1~I. 1%，在令所述偏析颗粒的最大粒径为:Tbmax、所述偏析颗粒的最小粒径 为rbmin、具有所述核壳结构的电介质颗粒的平均粒径为匕的情况下，r bmM/ra< 2.〇〇和r bmin/ ra> 0. 25,不存在实质上含有Mg的所述偏析颗粒。
[0013] 本发明所涉及的电介质陶瓷组合物，优选地，具有所述核壳结构的电介质颗粒的 平均粒径匕为0. 16~0. 26 y m。
[0014] 本发明所涉及的电介质陶瓷组合物，优选地，相对于所述主成分100摩尔，含有如 下成分作为所述稀土化合物：以Ra2O3换算含有0. 6摩尔以上且I. 4摩尔以下的Ra的氧化 物（Ra为选自Dy、Gd和Tb当中的至少一种）；以Rb2O3换算含有0. 2摩尔以上且0. 7摩尔 以下的Rb的氧化物（Rb为选自Ho和Y当中的至少一种）；以及以Rc2O3换算含有0. 2摩尔 以上且0. 7摩尔以下的Rc的氧化物（Re为选自Yb和Lu当中的至少一种）。
[0015] 本发明所涉及的电介质陶瓷组合物，优选地，以Mg换算含有0. 6摩尔以上且1. 6 摩尔以下的Mg的氧化物作为所述添加物。
[0016] 本发明所涉及的电介质陶瓷组合物，优选地，以Si换算含有0. 6摩尔以上且不到 1. 2摩尔的包含Si的化合物作为所述添加物。
[0017] 另外，本发明所涉及的陶瓷电子部件具有由上述电介质陶瓷组合物构成的电介质 层和电极层。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的层叠陶瓷电容器的截面图。
[0019] 图2是图1所示的电介质层2的主要部分放大截面图。
[0020] 图3A是试样序号3所涉及的电介质陶瓷组合物的切断面的概略图。
[0021] 图3B是试样序号16所涉及的电介质陶瓷组合物的切断面的概略图。
[0022] 图3C是试样序号21所涉及的电介质陶瓷组合物的切断面的概略图。
[0023] 符号的说明：
[0024] 1…层叠陶瓷电容器
[0025] 2…电介质层
[0026] 3…内部电极层
[0027] 4…外部电极
[0028] 10…电容器元件主体
[0029] a…具有核壳结构的电介质颗粒
[0030] al…核部
[0031] a2…壳部
[0032] b…偏析颗粒
[0033] c…其他电介质颗粒
【具体实施方式】
[0034] 以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
[0035] (层叠陶瓷电容器）
[0036] 如图1所示，作为层叠陶瓷电子部件的一个例子的层叠电容器1具有交替层叠有 电介质层2与内部电极层3的结构的电容器元件主体10。内部电极层3以各个端面交替露 出于电容器元件主体10的相对方向的两端部的表面的方式层叠。一对外部电极4形成在 电容器元件主体10的两端部，并连接于交替配置的内部电极层3的露出端面，而构成电容 器电路。
[0037] 对于电容器元件主体10的形状没有特别限制，如图1所示通常做成长方体。另外， 对于其尺寸也没有特别限制。
[0038] (电介质层）
[0039] 电介质层2由本实施方式所涉及的电介质陶瓷组合物构成。本实施方式所涉及 的电介质陶瓷组合物具有由通式ABO 3 (A是选自Ba、Ca和Sr当中的至少一种，B是选自Ti 和Zr当中的至少一种）表示的化合物作为主成分。另外，电介质陶瓷组合物具有主成分为 ABOj^电介质颗粒。
[0040] 作为由通式八803表示的化合物的具体例子可以列举由（(Ba ^CaxSry) 0) U(TipzZrz)vO3表示的化合物。另外，u、v、x、y、z均为任意的范围，优选为以下的范围。
[0041] 在上述式中，X优选为0 < X < 0. 1，更优选为0 < X < 0. 05。通过令X为所述范 围，从而能够将由本发明所涉及的电介质陶瓷组合物构成的电介质层的温度特性或相对介 电常数控制在优选的范围。如果X过大，则有电介质层的相对介电常数过低的倾向。另外， 在本实施方式中可以未必包含Ca。即，X可以为0。
[0042] 在上述式中，y优选为0 < y < 0. 1，更优选为0 < y < 0. 05。通过令y为所述范 围，从而能够提高由本发明所涉及的电介质陶瓷组合物构成的电介质层的相对介电常数。 如果y过大，则有电介质层的温度特性恶化的倾向。另外，在本实施方式中可以未必包含 Sr。即，y可以为0。
[0043] 在上述式中，z优选为0 < z < 0. 3,更优选为0 < z < 0. 15。通过令z为所述范 围，从而能够提高由本发明所涉及的电介质陶瓷组合物构成的电介质层的相对介电常数。 如果z过大，则有电介质层的温度特性恶化的倾向。另外，在本实施方式中可以未必包含 Zr。即，z可以为0。
[0044] 另外，本实施方式所涉及的电介质陶瓷组合物的主成分优选为钛酸钡。即，优选为 X = Y = Z = O0
[0045] 另外，电介质陶瓷组合物（烧成后）中所包含的Ba与Ti之比优选为Ba/Ti = 1. 004~1. 015,更优选为1. 007~1. 012。通过令Ba/Ti为上述范围，从而有相对介电常 数、可靠性、温度特性变得良好的倾向。
[0046] 本实施方式所涉及的电介质陶瓷组合物除了上述主成分之外还至少含有稀土化 合物作为添加物。作为前述稀土化合物优选含有Ra的氧化物、Rb的氧化物和Rc的氧化物 全部氧化物。在此，Ra是选自Dy、Gd和Tb当中的至少一种。Rb是选自Ho和Y当中的至少 一种。Rc是选自Yb和Lu当中的至少一种。
[0047]如果令Ra氧化物相对于作为主成分使用的ABO3IOO摩尔的含量为a，则a以 Ra2O3换算优选为0. 6摩尔以上且1. 4摩尔以下，更优选为0. 7摩尔以上且1. 2摩尔以下。 通过令a为上述范围，从而有相对介电常数、温度特性和高温负荷寿命变得良好的倾向。 另外，作为Ra氧化物，特别优选使用Dy。
[0048] 如果令Rb氧化物相对于作为主成分使用的ABO3IOO摩尔的含量为0，则0以 Rb 2O3换算优选为0. 2摩尔以上且0. 7摩尔以下，更优选为0. 2摩尔以上且0. 6摩尔以下。 通过令e为上述范围，从而有相对介电常数、温度特性和高温负荷寿命变得良好的倾向。 另外，特别优选包含Ho作为Rb。
[0049] 如果令Rc氧化物相对于作为主成分使用的ABO3IOO摩尔的含量为Y，则Y以 Rc 2O3换算优选为0. 2摩尔以上且0. 7摩尔以下，更优选为0. 2摩尔以上且0. 5摩尔以下。 通过令Y为上述