CN110310830A - 层叠陶瓷电子部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供例如由于高电压或高电流产生短路现象之后，即使向该电容器流通电流也能够维持绝缘性的层叠陶瓷电容器等的层叠陶瓷电子部件。层叠陶瓷电子部件具有电介质层(10)和内部电极层(12)交替层叠而形成的元件主体(4)。电介质层(10)含有以(Ba1‑a‑bSraCab)m(Ti1‑c‑dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物作为主成分，相对于主成分100摩尔，电介质层(10)含有2.5摩尔以上的第一副成分，第一副成分含有硼氧化物及/或锂氧化物，内部电极层(12)含有铜及/或银作为主成分。

Description

层叠陶瓷电子部件
技术领域
本发明涉及例如层叠陶瓷电容器等的层叠陶瓷电子部件。
背景技术
例如也如下述的专利文献1所示，已知电介质层主要由钛酸钡构成，且内部电极层主要由镍构成的层叠陶瓷电容器。这种层叠陶瓷电容器可用于各种用途。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-053589号公报
发明内容
但是，本发明人发现了，特别是内部电极层主要由镍构成的层叠陶瓷电容器中，例如由于高电压或机械应力产生短路现象之后，当向该电容器流通电流时，电容器可能发热并将安装基板加热。
本发明是鉴于这种实际状况而作出的，其目的在于，提供一种例如由于高电压或机械应力产生短路现象之后，即使向该电容器流通电流，也能够维持绝缘性的层叠陶瓷电容器等的层叠陶瓷电子部件。
为了达成所述目的，本发明的层叠陶瓷电子部件其特征在于，具有电介质层和极性相互不同的内部电极层交替层叠而形成的元件主体，所述电介质层含有以(Ba1-a- bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物作为主成分，满足0.94＜m＜1.1、0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1及0≤d≤1，相对于100摩尔的所述主成分，所述电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分，所述第一副成分含有硼氧化物及/或锂氧化物，所述内部电极层含有铜及/或银作为主成分。
本发明的层叠陶瓷电子部件中，电介质层含有预定的主成分和第一副成分，内部电极层含有铜或银作为主成分。
通过满足这种条件，本发明的层叠陶瓷电子部件中，例如由于高电压或机械应力产生短路现象之后，通过向该电子部件流通电流，能够使绝缘性恢复(自我修复特性)。因此，即使向产生了短路现象的电子部件再次流通电流，也确保绝缘性，因此，发热的可能性较少。
此外，通过向产生了短路现象的电子部件再次流通电流而恢复绝缘性的原因认为是下面所示。即，认为在满足所述的条件的情况下，通过向产生了内部电极层的短路的部分再次流通电流，而内部电极熔融飞散，绝缘性恢复。
另外，通过电介质层中含有第一副成分，可进行电介质层的低温烧结，容易制作将铜作为内部电极的层叠陶瓷电子部件。
优选所述电介质层含有第二副成分，所述第二副成分含有Mn及/或Cr的氧化物。通过这样构成，能够提高层叠陶瓷电子部件的CR积。
优选所述电介质层含有第三副成分，所述第三副成分为稀土元素R的氧化物，所述R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少1种。通过这样构成，能够增加高温负荷寿命(HALT)。
优选所述电介质层含有第四副成分，所述第四副成分为Mg的氧化物。通过这样构成，能够进一步增加高温负荷寿命。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的层叠陶瓷电容器的示意剖面图。
图2是将图1所示的层叠陶瓷电容器中的内部电极层和电介质层的层叠结构的放大截面照片进行了模式化的示意图。
符号说明
2 层叠陶瓷电容器
4 元件主体
6 第一端子电极
8 第二端子电极
10，100 电介质层
10a 电介质粒子
12，120 内部电极层
12a 电极存在区域
12b 电极不存在区域
20 空隙
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
层叠陶瓷电容器的整体结构
首先，作为本发明的层叠陶瓷电子部件的一个实施方式，对层叠陶瓷电容器的整体结构进行说明。
如图1所示，本实施方式的层叠陶瓷电容器2具有元件主体4、第一端子电极6和第二端子电极8。元件主体4具有电介质层10和内部电极层12，在电介质层10之间交替层叠有内部电极层12。
电介质层10和内部电极层12交替层叠的部分是内装区域(电容区域)。元件主体4在该层叠方向的两端面具有外装区域。外装区域由比构成内装区域的电介质层10厚的电介质层构成。
交替层叠的一内部电极层12与形成于元件主体4的X轴方向第一端部的外侧的第一端子电极6的内侧进行电连接。另外，交替层叠的另一内部电极层12与形成于元件主体4的X轴方向第二端部的外侧的第二端子电极8的内侧进行电连接。
构成电容区域的电介质层10及构成外装区域的电介质层的材质可以相同，也可以不同。
本实施方式的电介质层10含有以(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物作为主成分。
“含有以(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物作为主成分”是指，电介质层10中以(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物的含有比例为90重量％以上。
上述m表示A位点与B位点的元素比率，为0.94＜m＜1.1，上述a表示Sr的元素比率，为0≤a≤1，上述b表示Ca的元素比率，为0≤b≤1，上述c表示Zr的元素比率，为0≤c≤1，上述d表示Hf的元素比率，为0≤d≤1。通过这样构成，层叠陶瓷电容器2在短路后容易恢复绝缘性。
相对于主成分100摩尔，电介质层10含有2.5摩尔以上的第一副成分，且第一副成分含有硼氧化物及/或锂氧化物。通过这样构成，层叠陶瓷电容器2短路之后容易恢复绝缘性。作为硼氧化物，示例B2O3，作为锂氧化物，示例Li2O。
从上述的观点来看，优选相对于主成分100摩尔，电介质层10含有2.5～20摩尔的第一副成分，更优选含有2.5～10摩尔。另外，作为第一副成分，优选含有B2O3。
电介质层10优选含有第二副成分。第二副成分含有Mn及/或Cr的氧化物。通过这样构成，能够提高层叠陶瓷电容器2的CR积。
从上述的观点来看，优选相对于主成分100摩尔，电介质层10含有0.1～2摩尔的第二副成分，更优选含有0.2～1摩尔。另外，作为第二副成分，优选含有MnO。
电介质层10优选含有第三副成分。第三副成分为稀土元素R的氧化物。R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少1种。通过这样构成，能够提高层叠陶瓷电容器2的高温负荷寿命。
从上述的观点来看，优选相对于主成分100摩尔，电介质层10含有0.05～3摩尔的第三副成分，更优选含有0.1～2摩尔。
电介质层10优选含有第四副成分。第四副成分为Mg的氧化物。通过这样构成，能够提高层叠陶瓷电容器2的高温负荷寿命。
从上述的观点来看，优选相对于主成分100摩尔，电介质层10含有0.1～3摩尔的第四副成分，更优选含有0.2～2摩尔。
作为也可以包含于电介质层10的其它的副成分，例如示例下述的副成分。示例选自SiO2、CaO、ZrO2、BaO及SrO中的至少1种，或选自V2O5、MoO3及WO3中的至少1种等。相对于钛酸钡100摩尔，这些其它的副成分也可以在例如0～10摩尔，优选为0～5摩尔的范围内含有。
内部电极层12含有铜(Cu)及/或银(Ag)作为主成分。“含有铜(Cu)及/或银(Ag)作为主成分”是指，也可以将含有这些金属的合金作为主成分含有。另外，“含有铜(Cu)及/或银(Ag)作为主成分”是指，内部电极层12中，铜、银、或它们的合金的含有比例为80重量％以上。内部电极层12中也可以含有铜或银或它们的合金以外的元素。
此外，作为含有铜(Cu)及/或银(Ag)的合金没有特别限定，示例Ag-Pd合金等。
端子电极6及8的材质也没有特别限定，通常能够使用Ni、Pd、Ag、Au、Cu、Pt、Rh、Ru、Ir等的至少1种，或它们的合金。通常使用Cu、Cu合金、Ni或Ni合金等、及Ag、Pd、Ag-Pd合金、Ag-Pd-Cu合金等。另外，端子电极6及8也可以分别由多层电极构成。
例如端子电极6及8可以分别从与元件主体4相接的内侧起包含铜膏烧付电极膜、镀镍膜、镀锡膜的三层结构，也可以包含以铜膏烧接电极膜和银为主成分的烧接电极膜的双层结构。或，端子电极6及8也可以分别包含树脂和由金属粒子构成的树脂电极膜。
层叠陶瓷电容器2的形状及尺寸只要根据目的及用途适当决定即可。在层叠陶瓷电容器2为长方体形状的情况下，通常X轴方向尺寸为0.4～5.7mm，但本实施方式中，优选为1～3.2mm。
层叠陶瓷电容器2的高度尺寸(Z轴方向尺寸)根据电介质层10及内部电极层12的层叠数等而变化，但一般为0.2～3.2mm，但本实施方式中，优选为0.5～2.5mm。另外，层叠陶瓷电容器2的Y轴方向尺寸一般为0.2～5.0mm，但本实施方式中，优选为0.5～2.5mm。
此外，图1中为了图示的容易化，将端子电极6及8的厚度描绘得比实际厚，但实际上分别为10～50μm程度，与X轴方向尺寸相比非常薄。另外，附图中，X轴、Y轴及Z轴相互垂直，Z轴与电介质层10及内部电极层12的层叠方向一致，X轴与端子电极6及8的面对面的方向一致。
各电介质层10的厚度一般为数μm～数十μm，但本实施方式中，优选为0.5～20μm。另外，内部电极层12的厚度优选为0.7～3μm。
如图2所示，本实施方式中，在拍摄图1所示的层叠陶瓷电容器2的截面照片(与Z轴平行的截面)的情况下，例如在(10～50μm)×(10～50)μm的拍摄范围内，在内部电极层12的横截面中表示以下的特征。即，各内部电极层12由在横截面中不是在X轴及Y轴的平面上完全连续而是隔着多个电极不存在区域12b而断续地出现的电极存在区域12a构成。电极存在区域12a中，构成内部电极层12的导电性粒子在X轴及Y轴的平面方向上连续。
即，本实施方式中，在沿着与内部电极层12大致垂直方向切断元件主体4并观察切截面的情况下，内部电极层12中，在沿着长边方向(X轴方向或Y轴方向或它们中间的方向)的预定长度X0的范围内，电极存在区域12a和电极不存在区域12b交替配置，电极不存在区域12b以两个以上存在。
电极不存在区域12b是在切截面中沿着内部电极层12的长边方向断续地出现且不存在导电性粒子的区域。通过这样构成，在层叠陶瓷电容器2短路之后容易恢复绝缘性，并且初始静电电容(短路前的静电电容)也能够增大。
从上述的观点来看，本实施方式中，优选内部电极层12中，电极不存在区域12b以2～5个的范围存在于沿着长边方向的预定长度X0的范围内。
电极不存在区域12b具有由构成电介质层10的电介质粒子连接相邻的电介质层彼此的区域和既不存在电介质粒子也不存在导电性粒子的空隙(空隙)20存在的区域。此外，空隙20也存在于电介质层10。另外，在内部电极层12的内部也内包有电介质粒子10a。
电极不存在区域12b在各内部电极层12中，不是在X轴方向或Y轴方向或其之间的平面方向上连续地形成，而是在内部电极层12的平面(X-Y轴平面)上岛状地表示。因此，各内部电极层12的电极存在区域12a在任一横截面(切截面)上连接，如果整体性地观察，则如图1所示，在X轴方向及Y轴方向上连续。电极不存在区域12b的X轴方向宽度或Y轴方向宽度(或X轴与Y轴的中间方向的宽度)为内部电极层12的厚度的1～10倍程度。
此外，通过向产生了短路现象的层叠陶瓷电容器2再次流通电流而恢复绝缘性的原因认为是下面所示。即，认为在满足上述的条件的情况下，通过向产生了内部电极层12的短路的部分再次流通电流，内部电极熔融飞散，绝缘性恢复。
作为产生短路现象的高电压，没有特别限定，但为该层叠陶瓷电容器2中的额定电压(10～630V)的2.5倍以上的电压。
另外，本实施方式中，与图1所示的内部电极层12的层叠方向(Z轴方向)的中央部相比，沿着层叠方向的最外层中的内部电极层12的长边方向(X轴方向或Y轴方向或它们中间的方向)且在预定长度X0的范围内的电极不存在区域12b的数较大。例如在将层叠方向的中央部中的电极不存在区域的数作为Ec，且将层叠方向的最外层中的电极不存在区域的数作为Ee的情况下，Ec/Ee优选比1小，进一步优选为0.2～0.8。
层叠方向的最外层中，与层叠方向的中央部相比，容易产生内部电极层12彼此的短路。因此，通过增大层叠方向的最外层中的内部电极层12的电极不存在区域的数，在层叠方向的最外层中的内部电极层12之间产生短路的情况下，能够容易产生这样的绝缘恢复。位于层叠方向的中央部的内部电极层12中，通过使电极不存在区域的数较小，能够增大初始静电电容。
另外，本实施方式中，如图2所示，在内部电极层12的电极存在区域12a中包含以钛酸钡为主成分的电介质粒子10a。通过这样构成，绝缘性容易在短路后恢复。另外，本实施方式中，在内部电极层12的电极不存在区域12b中包含空隙20。通过这样构成，绝缘性容易在短路后恢复。另外，本实施方式中，电介质层10中也包含空隙20。
空隙20的大小没有特别限定，但优选为0.2～3μm的截面积换算直径。此外，截面积换算直径是测定截面中的空隙20的截面积且换算成具有该截面积的圆的直径所得的尺寸。
本实施方式中，与内部电极层12的层叠方向的中央部相比，层叠方向的最外层中的内部电极层12中所包含的空隙20的面积比率较大。例如在将空隙20相对于层叠方向的中央部中的内部电极层12的面积的面积比率作为Vc，且将空隙20相对于层叠方向的最外层中的内部电极层12的面积的面积比率作为Ve的情况下，Vc/Ve优选比1小，进一步优选为0.2～0.8。通过这样构成，绝缘性容易在短路后恢复。作为其原因，认为当层叠方向的最外层中的内部电极层12中所包含的空隙的面积比率较大时，热难以排放至元件主体4之外。
本实施方式中，在与内部电极层12大致垂直地切断元件主体4并观察切截面的情况下，表示外装区域中包含的空隙20的面积比例的外装空隙率RSe比表示电容区域中包含的空隙20的面积比例的电容空隙率RSc大。RSe/RSc比1大，优选为1.1～2。当RSe/RSc过小时，本实施方式的作用效果较小，过大时，可能不能由外装区域充分实现电容区域的保护。
此外，外装空隙率RSe通过观察外装区域中的任意的9个部位的截面(一个部位为50μm×50μm的截面视野)，并求得空隙20的各截面视野的面积比例，并作为它们的平均而求得。另外，电容空隙率RSc通过观察电容区域中的任意的9个部位的截面(一个部位为50μm×50μm的截面视野)，求得空隙20的各截面视野中的面积比例，并作为它们的平均而求得。电容区域中，空隙20在电介质层10及内部电极层12双方中出现，外装区域中，空隙20仅出现于电介质层。
特别是本实施方式中，优选位于距图1所示的元件主体4的外表面较近的部分的电介质层10中包含的硼的含量(Bs)比位于元件主体4的中心部分的电介质层10中包含的硼的含量(Bc)较少。通过这样构成，端子电极6及8与元件主体4的接合强度提高，及由于不容易发生外表面中包含的硼与空气中的水分反应而外表面的强度降低的不良情况等的原因，层叠陶瓷电容器2的挠曲强度或裂缝强度提高。此外，含有比率Bs/Bc优选为0.5～0.95，为了适当控制该含有比率Bs/Bc，只要控制元件主体4的脱粘合剂时间、烧成时间、退火时间等即可。有这些时间越长，含有比率Bs/Bc越小的倾向。
层叠陶瓷电容器的制造方法
接着，对作为本发明的一个实施方式的层叠陶瓷电容器2的制造方法进行说明。
首先，为了制造在烧成后成为构成图1所示的电介质层10的生坯片材，准备电介质层用膏。
电介质层用膏通常由将陶瓷粉末和有机载体混炼而得到的有机溶剂系膏或水系膏构成。
作为陶瓷粉末的原料，能够从成为构成上述的电介质层10的复合氧化物及成为氧化物的各种化合物、例如碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物、有机金属化合物等中适当选择，并混合使用。本实施方式中，陶瓷粉末的原料可以平均粒径优选为0.01～1μm程度的粉体的形式使用。此外，为了使生坯片材非常薄，优选使用比生坯片材厚度细的粉体。
有机载体是将粘合剂溶解于有机溶剂中而得到的。用于有机载体的粘合剂没有特别限定，只要从丙烯酸、乙基纤维素等的通常的各种粘合剂中适当选择即可。
另外，使用的有机溶剂也没有特别限定，只要根据印刷法及片材法等所利用的方法，从萜品醇、丁基卡必醇、醇、甲基乙基酮、丙酮、甲苯等的各种有机溶剂中适当选择即可。
电介质层用膏中，根据需要也可以含有从各种分散剂、增塑剂、电介质、副成分化合物、玻璃粉、绝缘体等中选择的添加物。
作为增塑剂，可示例：邻苯二甲酸二辛酯及邻苯二甲酸丁苄酯等的邻苯二甲酸酯、己二酸、磷酸酯、二醇类等。
接着，准备用于形成图1所示的内部电极层12的内部电极层用膏。内部电极层用膏通过将由上述的各种导电性金属或合金构成的导电材料和上述的有机载体混炼进行制备。也能够使用氧化物、有机金属化合物及树脂酸盐等代替导电材料。上述的氧化物、有机金属化合物或树脂酸盐在烧成后成为上述的导电材料。此外，内部电极层用膏中，根据需要也可以含有作为共材的陶瓷粉末(例如钛酸钡粉末)。共材在烧成过程实现抑制导电性粉末的烧结的作用。
使用上述调整的电介质层用膏及内部电极层用膏，如图1所示，将在烧成后成为电介质层10的生坯片材和在烧成后成为内部电极层12的内部电极图案层交替层叠，制造烧成后成为内装区域的内部层叠体。然后，在制造内部层叠体后或之前，使用电介质层用膏，形成在烧成后成为外装区域的电介质层的生坯片材。
具体而言，首先，通过刮刀法等在作为支撑体的载片(例如PET薄膜)上形成生坯片材。生坯片材在形成于载片上之后干燥。
接着，在上述形成的生坯片材的表面，使用内部电极层用膏，形成内部电极图案层，得到具有内部电极图案层的生坯片材。然后，将得到的具有内部电极图案层的生坯片材交替层叠，得到内部层叠体。此外，作为内部电极图案层的形成方法，没有特别限定，示例印刷法、转印法等。此外，也可以经由粘接层层叠具有内部电极图案层的生坯片材。
成为外装区域的电介质层的生坯片材(外侧生坯片材)与成为内装区域的生坯片材(内侧生坯片材)一样，形成于作为支撑体的载片上。外侧生坯片材在形成于载片上之后进行干燥。此外，外侧生坯片材的厚度比内侧生坯片材充分厚。
此外，也可以代替在外侧生坯片材上层叠内部层叠体，而在外侧生坯片材上直接将内侧生坯片材和内部电极图案层交替地层叠预定数。另外，也可以预先制作将多个内侧生坯片材和多个内部电极图案层交替层叠的层叠体单元，并将它们在外侧生坯片材上层叠预定数。
得到的生坯层叠体沿着例如切断线切断成预定的尺寸，作为生坯芯片。生坯芯片通过固化干燥除去增塑剂并固化。固化干燥后的生坯芯片与介质及研磨液一起投入滚筒容器内，通过水平离心滚筒机等进行滚筒研磨。滚筒研磨后的生坯芯片由水进行洗净并干燥。
对于干燥后的生坯芯片，进行脱粘合剂工序、烧成工序、根据需要进行的退火工序，由此，得到图1所示的元件主体4。此外，在成为内部电极层12的内部电极图案层中含有铜的情况下，烧成时的温度条件优选以比铜的熔点1085℃低的温度，即900～1080℃进行。另外，在成为内部电极层12的内部电极图案层中含有银的情况下，烧成时的温度条件优选以比银的熔点962℃低的温度，即800～960℃进行。
对于这样得到的烧结体(元件主体4)，通过滚筒研磨等实施端面研磨，并烧接端子电极用膏而形成端子电极6及8。然后，根据需要，在端子电极6及8上进行镀敷等，由此，形成焊盘层。此外，端子电极用膏只要与上述的内部电极层用膏一样进行制备即可。
这样制造的层叠陶瓷电容器2通过焊接安装于印刷基板上等，并用于各种电子设备等。
此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。
例如，本发明的层叠陶瓷电子部件不限于层叠陶瓷电容器，可应用于其它的层叠型陶瓷电子部件。作为其它的层叠型陶瓷电子部件，示例为电介质层经由内部电极层叠的所有的电子部件，例如带通滤波器、层叠三端子滤波器、压电元件、PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、变阻器等。
实施例
以下，基于更详细的实施例说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
试样编号4
首先，作为主原料的原料粉末，准备粒径为0.05～1μm的(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c- dZrcHfd)O3(m＝1，a＝0，b＝0，c＝0，d＝0)粉末，接着准备B2O3作为第一副成分。此外，副成分预先进行预备粉碎，加工成比主原料的原料粉末的粒径小的0.02～0.5μm程度。
接着，将上述准备的各原料粉末相对于主原料100摩尔，称重2.5摩尔的B2O3粉末。将这些各粉末由球磨机进行湿式混合、干燥，得到电介质原料。
接着，将得到的电介质原料100重量份、丙烯酸树脂7重量份、作为增塑剂的邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)4重量份、作为溶剂的甲基乙基酮80重量份由球磨机混合并膏化，得到电介质层用膏。
另外，与上述不同，将Cu粒子56重量份、萜品醇40重量份乙基纤维素4重量份、苯并三唑1重量份由三辊混炼并膏化，制作内部电极层用膏。Cu粒子的平均粒径为1μm。
然后，使用上述制作的电介质层用膏，在PET薄膜上形成生坯片材。接着，使用用于形成外装区域的电介质膏，在PET薄膜上形成生坯片材。
将具有内部电极层的用于内装区域的生坯片材和用于外装区域的生坯片材层叠多个，进行加压粘接，由此，制成生坯层叠体，并将该生坯层叠体切断成预定尺寸，由此，得到生坯芯片。
接着，对于得到的生坯芯片，通过下述条件进行脱粘合剂处理、烧成及退火，得到烧结体。
脱粘合剂处理条件为：升温速度25℃/小时，保持温度：260℃，保持时间：8小时，氛围：空气中。
烧成条件为：升温速度200℃/小时，保持温度1000℃，保持时间为120分钟。降温速度为200℃/小时。此外，氛围气体为加湿的N2+H2混合气体，氧分压成为10-9MPa以下。
退火条件为：升温速度：200℃/小时，保持温度1000℃，保持时间：10小时，降温速度：200℃/小时，氛围气体：加湿的N2气体(氧分压：10-8MPa以下)。
此外，烧成及退火时的氛围气体的加湿中使用了润湿剂。
接着，将得到的烧结体进行滚筒研磨后，作为端子电极涂布Cu膏，在还原氛围中进行烧接处理，得到试样编号4的多个层叠陶瓷电容器试样(以下，有时简称为“电容器试样”)。电介质层的厚度为10μm。将试样编号4的电容器试样的主要部分示意放大剖面图在图2中表示。
试样编号1
除了代替Cu粒子56重量份而使用Ni粒子56重量份以外，与试样编号4一样地制作试样编号1的多个电容器试样。
试样编号2，3，15～17
除了相对于主原料100摩尔，作为副成分称重表1中记载的量的B2O3粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号2、3及15～17的多个电容器试样。
试样编号5
除了代替Cu粒子56重量份而使用Ag粒子56重量份以外，与试样编号4一样地制作试样编号5的多个电容器试样。
试样编号6～14
除了作为主原料的原料粉末，代替(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3(m＝1，a＝0，b＝0，c＝0，d＝0)粉末而准备成为表1中记载的组成的(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号6～14的多个电容器试样。
试样编号18
除了相对于主原料100摩尔，作为副成分称重2.5摩尔的Li2O代替2.5摩尔的B2O3粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号18的多个电容器试样。
试样编号21
除了进一步准备MnCO3作为第二副成分，且相对于主原料100摩尔称重0.2摩尔的MnCO3粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号21的多个电容器试样。此时添加的MnCO3在烧成后作为MnO含有于电介质层10中。
试样编号22
除了进一步准备Cr2O3作为第二副成分，且相对于主原料100摩尔称重0.2摩尔的Cr2O3粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号22的多个电容器试样。
试样编号23～34
除了进一步准备MnCO3作为第二副成分，且作为第三副成分准备表2中记载的R的氧化物，相对于主原料100摩尔称重0.2摩尔的MnCO3粉末，并称重表2中记载的量的R的氧化物粉末以外，与试样编号4一样地制作试样编号23～34的多个电容器试样。
试样编号35，36
除了进一步准备MnCO3作为第二副成分，且作为第三副成分准备Y2O3，作为第四副成分准备MgCO3，相对于主原料100摩尔称重0.2摩尔的MnCO3粉末，称重2摩尔的Y2O3粉末，并称重表2中记载的量的MgCO3以外，与试样编号4一样地制作试样编号35及36的多个电容器试样。此时添加的MgCO3在烧成后作为MgO含有于电介质层10中。
测定
对试样编号1～18及21～36中得到的电容器试样进行以下的测定。将结果在表1及表2中表示。
(绝缘恢复特性(自我修复特性)试验)
准备多个各实施例及比较例的电容器试样，对这些试样施加1000V，强制产生内部电极的短路，对于各实施例及比较例，分别准备10个成为10Ω以下的试样，向它们以2.5A进行通电，并调查恢复绝缘直到10kΩ以上的试样的个数。将结果在表1及表2中表示。表1及表2所示的绝缘恢复的项目中，数值的分母为试验的试样的个数，分子表示绝缘恢复的试样的个数。
(CR积)
对于电容器试样，在基准温度25℃下，由数字LCR表在频率1.0kHz、输入信号电平(测定电压)1.0Vrms的条件下测定静电电容C。另外，对于电容器试样，使用绝缘电阻计，测定在25℃下将25V的直流电压施加1分钟之后的绝缘电阻IR。CR积通过求得上述测定的静电电容C(单位为μF)和绝缘电阻IR(单位为MΩ)的积而算出。
(高温负荷寿命(HALT))
对于电容器试样，以180℃在10V/μm的电场下保持直流电压的施加状态，测定电容器试样的绝缘劣化时间，由此，评价高温负荷寿命。本实施例中，将从相对于电容器试样的电压施加开始到电容器试样的绝缘电阻下降1位数的时间作为寿命。另外，本实施例中，将通过对20个电容器试样进行上述的评价，并对其进行威布尔解析而算出的平均故障时间(MTTF)作为该电容器试样的平均寿命。
评价
根据表1能够确认到，与内部电极层不含有Cu或Ag作为主成分的情况(试样编号1)或电介质层含有低于2.5摩尔的第一副成分的情况(试样编号2，3)相比，在电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分且内部电极层含有Cu或Ag作为主成分的情况下(试样编号4～18)，自我修复特性良好。
根据表2能够确认到，在电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分，还含有第二副成分，且内部电极层含有Cu作为主成分的情况下(试样编号21，22)，CR积良好。
根据表2能够确认到，在电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分，还含有第二副成分及第三副成分，且内部电极层含有Cu作为主成分的情况下(试样编号23～34)，高温负荷寿命(HALT)更良好。
根据表2能够确认到，在电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分，还含有第二副成分、第三副成分及第四副成分，且内部电极层含有Cu作为主成分的情况下(试样编号35，36)，高温负荷寿命(HALT)进一步良好。
表1
表2

Claims (5)

1.一种层叠陶瓷电子部件，其特征在于，
具有电介质层和极性相互不同的内部电极层交替层叠而形成的元件主体，
所述电介质层含有以(Ba1-a-bSraCab)m(Ti1-c-dZrcHfd)O3表示的钙钛矿型化合物作为主成分，
满足0.94＜m＜1.1、0≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1及0≤d≤1，
相对于100摩尔的所述主成分，所述电介质层含有2.5摩尔以上的第一副成分，
所述第一副成分含有硼氧化物及/或锂氧化物，
所述内部电极层含有铜及/或银作为主成分。
2.根据权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件，其中，
所述电介质层含有第二副成分，
所述第二副成分含有Mn及/或Cr的氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的层叠陶瓷电子部件，其中，
所述电介质层含有第三副成分，
所述第三副成分为稀土元素R的氧化物，
所述R为选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少1种。
4.根据权利要求1或2所述的层叠陶瓷电子部件，其中，
所述电介质层含有第四副成分，
所述第四副成分为Mg的氧化物。
5.根据权利要求3所述的层叠陶瓷电子部件，其中，
所述电介质层含有第四副成分，
所述第四副成分为Mg的氧化物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115036133A (zh) * 2021-03-08 2022-09-09 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115036136A (zh) * 2021-03-08 2022-09-09 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115050576A (zh) * 2021-03-08 2022-09-13 Tdk株式会社 陶瓷电子部件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100376507C (zh) * 2004-08-30 2008-03-26 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物和电子部件
CN101377980A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 太阳诱电株式会社 层合陶瓷电容器
CN102149653A (zh) * 2008-09-24 2011-08-10 株式会社村田制作所 电介体陶瓷组合物及层叠陶瓷电容器
US20140002955A1 (en) * 2010-10-20 2014-01-02 Taiyo Yuden Co., Ltd. Laminated ceramic capacitor
CN103996537A (zh) * 2013-02-20 2014-08-20 三星电机株式会社 多层陶瓷电子元件及其制备方法
US20160172107A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric ceramic composition, dielectric material and multilayer ceramic capacitor including the same
JP2017119612A (ja) * 2015-12-29 2017-07-06 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体組成物及びこれを含む積層電子部品

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855266A (en) * 1987-01-13 1989-08-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company High K dielectric composition for use in multilayer ceramic capacitors having copper internal electrodes
KR920008104B1 (ko) * 1990-08-16 1992-09-22 한국과학기술연구원 적층 캐패시터용 세라믹 유전체 조성
TWI275582B (en) * 2004-08-30 2007-03-11 Tdk Corp Dielectric ceramic composition and electronic device
JP4483659B2 (ja) * 2005-04-04 2010-06-16 Ｔｄｋ株式会社 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法
TW200844072A (en) * 2006-11-29 2008-11-16 Kyocera Corp Dielectric ceramic and capacitor
WO2009001597A1 (ja) * 2007-06-26 2008-12-31 Kyocera Corporation 誘電体磁器およびコンデンサ
JP2010208905A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Murata Mfg Co Ltd 誘電体セラミックの製造方法と誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサの製造方法と積層セラミックコンデンサ
JP5668572B2 (ja) * 2011-03-29 2015-02-12 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物およびセラミック電子部品
KR20140030872A (ko) 2012-09-04 2014-03-12 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법
JP6370744B2 (ja) * 2015-06-24 2018-08-08 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
US11289272B2 (en) * 2018-03-27 2022-03-29 Tdk Corporation Multilayer ceramic electronic component
JP7069935B2 (ja) * 2018-03-27 2022-05-18 Tdk株式会社 積層セラミック電子部品
JP7040206B2 (ja) * 2018-03-27 2022-03-23 Tdk株式会社 積層セラミック電子部品

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100376507C (zh) * 2004-08-30 2008-03-26 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物和电子部件
CN101377980A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 太阳诱电株式会社 层合陶瓷电容器
CN102149653A (zh) * 2008-09-24 2011-08-10 株式会社村田制作所 电介体陶瓷组合物及层叠陶瓷电容器
US20140002955A1 (en) * 2010-10-20 2014-01-02 Taiyo Yuden Co., Ltd. Laminated ceramic capacitor
CN103996537A (zh) * 2013-02-20 2014-08-20 三星电机株式会社 多层陶瓷电子元件及其制备方法
US20160172107A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric ceramic composition, dielectric material and multilayer ceramic capacitor including the same
JP2017119612A (ja) * 2015-12-29 2017-07-06 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． 誘電体組成物及びこれを含む積層電子部品

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115036133A (zh) * 2021-03-08 2022-09-09 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115036136A (zh) * 2021-03-08 2022-09-09 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115050576A (zh) * 2021-03-08 2022-09-13 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115036136B (zh) * 2021-03-08 2023-06-27 Tdk株式会社 陶瓷电子部件
CN115036133B (zh) * 2021-03-08 2024-04-05 Tdk株式会社 陶瓷电子部件

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