CN112992538B - 电介质组合物及电子部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对于高温多湿的环境下的裂纹的产生能够发挥较高的抑制效果的电介质组合物。所述电介质组合物包含主相和Ca‑Zr‑Si‑O偏析相，其中，主相包含以ABO3表示的主成分，A为选自钙及锶中的至少任意一种，B为选自锆、钛、铪及锰中的至少任意一种，Ca‑Zr‑Si‑O偏析相中至少包含钙、锆及硅，将Ca‑Zr‑Si‑O偏析相中所包含的钙、锶、硅及锆的合计设为1摩尔份时，Ca‑Zr‑Si‑O偏析相中包含0.12～0.50摩尔份的锆。

Description

电介质组合物及电子部件
技术领域
本发明涉及一种电介质组合物、及具备由该电介质组合物构成的电介质层的电子部件。
背景技术
在装入电子设备的电子电路或电源电路中搭载多个利用电介质表现的介电特性的层叠陶瓷电容器那样的电子部件。专利文献1中公开有一种电介质组合物，其具有以CaTiO3及CaZrO3为主成分的主结晶相、和以Ca及Si为主成分的二次相。
但是，上述的电介质组合物中明确了对于高温多湿的环境下的裂纹的产生的抑制效果不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-265261号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于这样的实际状况而研发的，其目的在于提供一种对于高温多湿的环境下的裂纹的产生能够发挥较高的抑制效果的电介质组合物和具备由该电介质组合物构成的电介质层的电子部件。
用于解决技术问题的方案
为了达成上述目的，本发明所涉及的电介质组合物是包含主相和Ca-Zr-Si-O偏析相的电介质组合物，其中，
所述主相包含以ABO3表示的主成分，
所述A为选自钙及锶中的至少任意一种，
所述B为选自锆、钛、铪及锰中的至少任意一种，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相中至少包含钙、锆及硅，
将所述Ca-Zr-Si-O偏析相中所包含的钙、锶、硅及锆的合计设为1摩尔份时，所述Ca-Zr-Si-O偏析相中包含0.12～0.50摩尔份的锆。
本发明所涉及的电介质组合物中，优选在所述Ca-Zr-Si-O偏析相中，包含0.16～0.77摩尔份的钙，包含0.00～0.30摩尔份的锶，并且包含0.08～0.45摩尔份的硅。
本发明所涉及的电介质组合物中，所述Ca-Zr-Si-O偏析相的晶系优选为单斜晶系。
本发明所涉及的电介质组合物中，所述Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径优选为0.05～2μm。
本发明所涉及的电介质组合物中，优选以(所述Ca-Zr-Si-O偏析相的面积/所述主相的面积)×100[％]的式子表示的所述Ca-Zr-Si-O偏析相的面积比率为0.5～20％。
本发明的电子部件具备包含本发明所涉及的电介质组合物的电介质层。
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剖视图。
图2是构成图1所示的电介质层的电介质组合物的截面的示意图。
符号的说明：
1…层叠陶瓷电容器
10…元件主体
2…电介质层
14…主相
16…Ca-Zr-Si-O偏析相
3…内部电极层
4…外部电极
具体实施方式
＜1.层叠陶瓷电容器＞
作为本实施方式的电子部件的一例的层叠陶瓷电容器1示于图1中。层叠陶瓷电容器1具有电介质层2和内部电极层3交替地层叠的结构的元件主体10。在该元件主体10的两端部形成有分别与交替地配置于元件主体10的内部的内部电极层3导通的一对外部电极4。元件主体10的形状没有特别限制，但通常制成长方体状。另外，元件主体10的尺寸也没有特别限制，只要根据用途设为适当的尺寸即可。
1.1电介质层
电介质层2由后述的本实施方式的电介质组合物构成。电介质层2的每一层的厚度(层间厚度)没有特别限定，能够根据期望的特性、用途等任意地设定。通常，层间厚度优选为30μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为10μm以下。
此外，本实施方式中，电介质组合物通过具有后述的Ca-Zr-Si-O偏析相16，由此，即使减薄电介质层2的厚度，也可以抑制高温多湿的环境下的裂纹产生。因此，本实施方式中，能够将电介质层2减薄至2μm。
电介质层2的层叠数没有特别限定，但本实施方式中，例如优选为20以上。
1.2内部电极层
本实施方式中，内部电极层3以各端部交替地露出于元件主体10的相对的两个端面的表面的方式层叠。
作为内部电极层3所含有的导电材料，没有特别限定。作为用作导电材料的贵金属，例如可以举出Pd、Pt、Ag-Pd合金等。作为用作导电材料的贱金属，例如可以举出Ni、Ni系合金、Cu、Cu系合金等。此外，Ni、Ni系合金、Cu或Cu系合金中，也可以包含0.1质量％的程度以下的P及/或S等的各种微量成分。另外，内部电极层3也可以使用市售的电极用膏形成。内部电极层3的厚度只要根据用途等适当决定即可。
1.3外部电极
外部电极4中所含有的导电材料没有特别限定。例如只要使用Ni、Cu、Sn、Ag、Pd、Pt、Au或这些的合金、导电性树脂等公知的导电材料即可。外部电极4的厚度只要根据用途等适当决定即可。
＜2.电介质组合物＞
如图2所示，本实施方式的构成电介质层2的电介质组合物在主相14之间包含Ca-Zr-Si-O偏析相16。
2.1主相
本实施方式的主相14包含以ABO3表示的主成分。此外，主相14的主成分是相对于主相100质量份占据80～100质量份的成分，优选为占据90～100质量份的成分。
以(A的摩尔比/B的摩尔比)表示的A与B的摩尔比可以为1，也可以不是1。A与B的摩尔比优选为0.9～1.2。
A包含选自钙(Ca)及锶(Sr)中的至少任意一种。本实施方式中，A优选为钙(Ca)。
另外，在将作为A所包含的钙(Ca)及锶(Sr)的合计设为1摩尔份的情况下，A中也可以包含0～0.5摩尔份的锶(Sr)。
B包含选自锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)及锰(Mn)中的至少任意一种。本实施方式中，B优选为锆(Zr)。
另外，在将作为B所包含的锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)及锰(Mn)的合计设为1摩尔份的情况下，B中优选包含0～0.2摩尔份的钛(Ti)，更优选包含0～0.1摩尔份的钛(Ti)。
在将作为B所包含的锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)及锰(Mn)的合计设为1摩尔份的情况下，B中优选包含0～0.05摩尔份的铪(Hf)，更优选包含0～0.02摩尔份的铪(Hf)。
在将作为B所包含的锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)及锰(Mn)的合计设为1摩尔份的情况下，B中优选包含0～0.05摩尔份的锰(Mn)，更优选包含0～0.03摩尔份的锰(Mn)。
本实施方式中，主相14根据需要，也可以含有铝(Al)、硅(Si)、钒(V)及稀土元素(RE)等的元素。
2.2Ca-Zr-Si-O偏析相
如图2所示，本实施方式的构成电介质层2的电介质组合物在上述的主相14之间包含Ca-Zr-Si-O偏析相16。Ca-Zr-Si-O偏析相16中至少包含钙(Ca)、锆(Zr)及硅(Si)。由此，本实施方式的电介质组合物能够对于高温多湿的环境下的裂纹的产生发挥较高的抑制效果。
将Ca-Zr-Si-O偏析相16中包含的钙(Ca)、锶(Sr)、硅(Si)及锆(Zr)的合计设为1摩尔份时，Ca-Zr-Si-O偏析相16中优选包含0.16～0.77摩尔份的钙(Ca)，更优选包含0.22～0.53摩尔份的钙(Ca)。
将Ca-Zr-Si-O偏析相16中包含的钙(Ca)、锶(Sr)、硅(Si)及锆(Zr)的合计设为1摩尔份时，Ca-Zr-Si-O偏析相16中优选包含0.00～0.30摩尔份的锶(Sr)，更优选包含0～0.15摩尔份的锶(Sr)。
将Ca-Zr-Si-O偏析相16中包含的钙(Ca)、锶(Sr)、硅(Si)及锆(Zr)的合计设为1摩尔份时，Ca-Zr-Si-O偏析相16中优选包含0.12～0.50摩尔份的锆(Zr)，更优选包含0.17～0.45摩尔份的锆(Zr)。
将Ca-Zr-Si-O偏析相16中包含的钙(Ca)、锶(Sr)、硅(Si)及锆(Zr)的合计设为1摩尔份时，Ca-Zr-Si-O偏析相16中优选包含0.08～0.45摩尔份的硅(Si)，更优选包含0.11～0.40摩尔份的硅(Si)。
此外，Ca-Zr-Si-O偏析相16也可以含有上述的元素以外的元素，例如也可以含有锰(Mn)、钛(Ti)、铪(Hf)、镁(Mg)等的元素。
作为构成Ca-Zr-Si-O偏析相16的具体的化合物，优选为(Ca,Sr)3ZrSi2O9。此外，也可以不包含锶(Sr)。
本实施方式中，作为判断构成电介质层2的电介质组合物是否具有Ca-Zr-Si-O偏析相16的方法，没有特别限定，以下例示具体的方法。
首先，使用扫描透射型电子显微镜(STEM)拍摄电介质组合物的截面，得到明场(BF)图像。拍摄的视场的宽度没有特别限定，例如为1～10μm见方的程度的宽度。将该明场图象中具有与主相14不同的对比度的区域认定为异相。是否具有不同的对比度，即是否具有异相的判断也可以通过目视进行，也可以通过进行图像处理的软件等进行判断。
然后，对于上述的异相，通过EDS分析测定钙(Ca)、锆(Zr)及硅(Si)的各量。
在钙(Ca)、锆(Zr)及硅(Si)存在于异相的相同的位置，且异相中包含的锆(Zr)的含量包含于上述的范围的情况下，判断该异相是Ca-Zr-Si-O偏析相16。
除此以外，也可以通过映射图像判断Ca-Zr-Si-O偏析相16的有无。具体而言，比较钙(Ca)的映射图像、锆(Zr)的映射图像、硅(Si)的映射图像，特定在相同的位置存在有钙(Ca)、锆(Zr)及硅(Si)之处。然后，在特定之处中包含的锆(Zr)的含量包含于上述的范围的情况下，判断该异相是Ca-Zr-Si-O偏析相16。
本实施方式中，Ca-Zr-Si-O偏析相16的圆当量直径优选为0.05～2μm，更优选为0.1～1μm。此外，圆当量直径表示具有与该形状的面积相同的面积的圆的直径。
本实施方式中，将Ca-Zr-Si-O偏析相16的面积比率以“(Ca-Zr-Si-O偏析相的面积/主相的面积)×100[％]”的式子表示。
本实施方式中，Ca-Zr-Si-O偏析相16的面积比率优选为0.5～20％，更优选为1～10％。
本实施方式中，Ca-Zr-Si-O偏析相16的晶系优选为单斜晶系。
本实施方式中，电介质组合物也可以包含Ca-Zr-O系偏析相。Ca-Zr-O系偏析相为Ca稳定化氧化锆。另外，Ca-Zr-O系偏析相的晶系为立方晶系。
如上所述，本实施方式的电介质组合物的主相14包含以ABO3表示的主成分，A为选自钙(Ca)及锶(Sr)中的至少任意一种，B为选自锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)及锰(Mn)中的至少任意一种。以下，将本实施方式的主相14的组成体系表示为(Ca,Sr)ZrO3。
与将主相14的组成体系设为BaTiO3的情况相比，当将主相14的组成体系设为(Ca,Sr)ZrO3时，施加电压时的电容的变化较小，改变温度时的电容的变化较小，即使流通高频电流，介电损耗也较少，因此，具有抑制发热的优点。因此，将主相14的组成体系设为(Ca,Sr)ZrO3的电介质组合物例如也能够适当用于谐振电路。
本发明人发现，通过将主相14的组成体系设为(Ca,Sr)ZrO3的电介质组合物具有Ca-Zr-Si-O偏析相16，从而即使减薄电介质层2的厚度，也抑制高温多湿的环境下的电容器的电阻恶化。其原因还未确定，但认为是由于，通过电介质组合物中产生的轻微的裂纹到达Ca-Zr-Si-O偏析相16，该轻微的裂纹的发展停止，抑制了使电容器的电阻降低的程度的较大的裂纹产生。
因此，本实施方式中，能够将电介质层2的厚度减薄至上述的厚度。
＜3.层叠陶瓷电容器的制造方法＞
接着，以下对图1所示的层叠陶瓷电容器1的制造方法的一例进行说明。
本实施方式中，准备作为构成上述的电介质组合物的主相14的主成分的ABO3颗粒的煅烧粉末、第一添加剂的煅烧粉末、第二添加剂的煅烧粉末。
第一添加剂的煅烧粉末是在烧成后构成Ca-Zr-Si-O偏析相16的钙(Ca)、锶(Sr)、锆(Zr)及硅(Si)的煅烧粉末。
另外，第二添加剂是在烧成后成为Ca-Zr-O偏析相中包含的钙(Ca)及锆(Zr)的煅烧粉末。
作为上述的各元素的原料，没有特别限定，能够使用各元素的氧化物。另外，能够使用通过烧成能够得到各元素的氧化物的各种化合物。作为各种化合物，例如例示碳酸盐、草酸盐、硝酸盐、氢氧化物、有机金属化合物等。本实施方式中，上述的起始原料优选为粉末。
准备的起始原料中，按照规定的比例称量ABO3颗粒的原料后，利用球磨机等进行规定时间的湿式混合。干燥混合粉后，在大气中以700～1300℃的范围进行热处理，得到ABO3颗粒的煅烧粉末。另外，煅烧粉末也可以利用球磨机等进行规定时间的粉碎。
准备在烧成后构成Ca-Zr-Si-O偏析相16的钙(Ca)、锶(Sr)、锆(Zr)及硅(Si)的氧化物等的各种化合物等，进行热处理，得到第一添加剂的煅烧粉末。
通过改变第一添加剂的煅烧粉末的粉碎条件，能够改变Ca-Zr-Si-O偏析相16的圆当量直径。例如通过改变球磨机的粉碎时间，能够调整圆当量直径。
准备在烧成后构成Ca-Zr-O系偏析相的钙(Ca)及锆(Zr)的氧化物等的各种化合物等，进行热处理，得到第二添加剂的煅烧粉末。
接着，制备用于制作生坯芯片的膏。将得到的ABO3颗粒的煅烧粉末、第一添加剂的煅烧粉末、第二添加剂的煅烧粉末、粘合剂、溶剂混炼并涂料化，制备电介质层用膏。粘合剂及溶剂只要使用公知的粘合剂及溶剂即可。
电介质层用膏也可以根据需要包含增塑剂或分散剂等的添加物。
内部电极层用膏通过将上述的导电材料的原料、粘合剂、溶剂混炼而得到。粘合剂及溶剂只要使用公知的粘合剂及溶剂即可。内部电极层用膏也可以根据需要包含常用材料或增塑剂等的添加物。
外部电极用膏能够与内部电极层用膏同样地制备。
使用得到的各膏，形成生坯片材及内部电极图案，将它们层叠而得到生坯芯片。
相对于得到的生坯芯片，根据需要进行脱粘合剂处理。脱粘合剂处理条件例如将保持温度优选设为200～350℃。
脱粘合剂处理后，进行生坯芯片的烧成，得到元件主体10。本实施方式中，烧成时的气氛没有特别限定，可以在空气中，也可以在还原气氛下。本实施方式中，烧成时的保持温度没有特别限定，例如为1200～1350℃。
烧成后，对于得到的元件主体10，根据需要进行再氧化处理(退火)。就退火条件而言，例如优选将退火时的氧分压设为比烧成时的氧分压高的氧分压，且将保持温度设为1150℃以下。
如上所述得到的元件主体10的构成电介质层2的电介质组合物是上述的电介质组合物。对该元件主体10实施端面研磨，涂布外部电极用膏并烧接，形成外部电极4。然后，根据需要，在外部电极4的表面，通过镀敷等形成包覆层。
这样，制造本实施方式的层叠陶瓷电容器1。
[变形例]
上述的实施方式中，对本发明的电子部件为层叠陶瓷电容器的情况进行了说明，但本发明的电子部件不限定于层叠陶瓷电容器，只要是具有上述的电介质组合物的电子部件，则也可以是任意电子部件。
例如，也可以是在上述的电介质组合物上形成有一对电极的单板型的陶瓷电容器。
另外，电介质组合物中也可以不包含Ca-Zr-O系偏析相。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明丝毫不限定于上述的实施方式，也可以在本发明的范围内以各种方式改变。
实施例
以下，使用实施例及比较例更详细地说明本发明。但是，本发明不限定于以下的实施例。
＜实验1＞
试样编号1～26中，作为电介质组合物中包含的主相的起始原料，准备碳酸钙(CaCO3)、碳酸锶(SrCO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铪(HfO2)及碳酸锰(MnCO3)的粉末。以烧成后的主相的组成成为表1所记载的方式，称量准备的起始原料。
接着，将称取的各粉末使用作为分散介质的离子交换水并利用球磨机湿式混合16小时，将混合物干燥，得到混合原料粉末。然后，将得到的混合原料粉末在大气中以保持温度900℃、保持时间2小时的条件进行热处理，得到主相的主成分化合物的煅烧粉末。
另外，作为第一添加剂的原料，准备碳酸钙(CaCO3)、碳酸锶(SrCO3)、氧化锆(ZrO2)及氧化硅(SiO2)的粉末。以构成第一添加剂的各元素的摩尔比成为表1所记载的摩尔比，并且第一添加剂的添加量成为3质量份的方式，称量所准备的起始原料。
此外，第一添加剂的添加量是将主相的主成分设为100质量份时的第一添加剂的添加量。
对于碳酸钙(CaCO3)、碳酸锶(SrCO3)、氧化锆(ZrO2)及氧化硅(SiO2)的粉末，在大气中以保持温度900℃、保持时间2小时的条件进行热处理，得到第一添加剂的煅烧粉末。
将得到的主相的主成分化合物的煅烧粉末及第一添加剂的煅烧粉末使用作为分散介质的离子交换水并利用球磨机湿式粉碎16小时，并进行干燥，得到电介质原料。
将得到的电介质原料：100质量份、聚乙烯醇缩丁醛树脂：10质量份、作为增塑剂的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)：5质量份、作为溶剂的甲基乙基酮(MEK)：100质量份利用球磨机混合并膏体化，得到电介质层用膏。
另外，将Ni颗粒：44.6质量份、萜品醇：52质量份、乙基纤维素：3质量份、苯并三唑：0.4质量份利用三辊混炼并膏体化，制作内部电极层用膏。
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，在其上使用内部电极层用膏，以规定图案印刷内部电极层后，从PET薄膜剥离片材，制作具有内部电极层的生坯片材。
接着，将具有内部电极层的生坯片材层叠多张，并进行加压粘接，由此，制成生坯层叠体，通过将该生坯层叠体切断成规定尺寸，得到生坯芯片。
接着，对于得到的生坯芯片，以下述条件进行脱粘合剂处理、烧成及退火，得到元件主体。
脱粘合剂处理条件设为升温速度：25℃/小时、保持温度：260℃、温度保持时间：8小时、气氛：空气中。
烧成条件设为升温速度：200℃/小时、保持温度：1200℃，将保持时间设为2小时。降温速度设为200℃/小时。此外，气氛气体设为加湿后的N2+H2混合气体，氧分压设为10- 12MPa。
退火条件设为升温速度：200℃/小时、保持温度：1000℃、温度保持时间：2小时、降温速度：200℃/小时、气氛气体：加湿后的N2气体(氧分压：10-7MPa)。
此外，烧成及退火时的气氛气体的加湿中使用了润湿剂。
接着，对得到的电容器元件主体的表面进行滚筒研磨。然后，作为外部电极涂布Cu后，在氮气中进行烧接，得到图1所示的层叠陶瓷电容器的电容器试样。得到的电容器试样的尺寸为3.2mm×1.6mm×1.6mm，电介质层的厚度为2.5μm，内部电极层的厚度为1.1μm，被内部电极层夹持的内层电介质层的数量为200。
对于得到的电容器试样的电介质组合物(电介质层)的截面的10μm×10μm的视场，通过STEM认定异相，使用EDS测定钙(Ca)、锶(Sr)、锆(Zr)及硅(Si)的各量，并判断是否为Ca-Zr-Si-O偏析相。
此外，表1的各电容器试样中，钙(Ca)、锶(Sr)、锆(Zr)及硅(Si)的第一添加剂的摩尔比和Ca-Zr-Si-O偏析相的平均的摩尔比一致。
对于得到的电介质组合物(电介质层)中包含的Ca-Zr-Si-O偏析相，进行电子束衍射，并分析电子束衍射图形，由此，分析晶系。将结果在表1中表示。
第一PCBT试验如下进行。将电容器试样利用Sn-Ag-Cu焊料安装于FR4基板(玻璃环氧基板)，投入压力锅槽，实施在121℃、湿度95％的气氛下进行50V的电压施加100小时的加速耐湿负荷试验。对于各电容器试样，实施试验各500个。将各电容器试样的不良数在表1中表示。
[表1]
表1
Figure BDA0002829905770000121
※1：(A的摩尔比/B的摩尔比)＝1
※2：将主相的主成分设为100质量份时的第一添加剂的添加量为3质量份
根据表1能够确认，与不具有Ca-Zr-Si-O偏析相的情况(试样编号1、2及4～6)相比，具有Ca-Zr-Si-O偏析相的情况(试样编号3、7～26)下，第一PCBT试验的不良数较少，对于高温多湿的环境下的裂纹的产生发挥较高的抑制效果。
＜实验2＞
试样编号31～35中，除了通过改变第一添加剂的煅烧粉末的利用球磨机的粉碎时间而调整圆当量直径以外，与实验1同样地进行，得到电容器试样。
试样编号31～35中，与实验1同样地进行，判断Ca-Zr-Si-O偏析相的存在。将结果在表2中表示。
试样编号3及31～35中，求得10处的Ca-Zr-Si-O偏析相的平均的圆当量直径。
试样编号31～35中，与实验1同样地进行，实施了第一PCBT试验。将结果在表2中表示。
第二PCBT试验如下进行。将电容器试样利用Sn-Ag-Cu焊料安装于FR4基板(玻璃环氧基板)，投入压力锅槽中，实施了在121℃、湿度95％的气氛下进行50V的电压施加500小时的加速耐湿负荷试验。对于各电容器试样，实施试验各100个。将各电容器试样的不良数在表2中表示。
[表2]
表2
Figure BDA0002829905770000141
※1：(A的摩尔比/B的摩尔比)＝1
※2：将主相的主成分设为100质量份时的第一添加剂的添加量为3质量份
根据表2能够确认，与Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为0.05μm的情况(试样编号31)及Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为2μm的情况(试样编号35)相比，在Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为0.1μm以上且1μm以下的情况下(试样编号32、33、3及34)，第二PCBT试验的不良数较少，对于高温多湿的环境下的裂纹的产生发挥更高的抑制效果。
＜实验3＞
试样编号41～44中，除了改变第一添加剂的添加量以外，与实验1同样地进行，得到电容器试样。
试样编号41～44中，与实验1同样地进行，并判断了Ca-Zr-Si-O偏析相的存在。
试样编号3及41～44中，求得10处的10μm见方的视场中的Ca-Zr-Si-O偏析相的平均的面积比率。
试样编号41～44中，与实验1同样地进行，实施了第一PCBT试验。将结果在表3中表示。
试样编号41～44中，与实验3同样地进行，实施了第二PCBT试验。将结果在表3中表示。
[表3]
表3
Figure BDA0002829905770000151
※1：(A的摩尔比/B的摩尔比)＝1
※3：将主相的主成分设为100质量份时的第一添加剂的添加量
根据表3能够确认，与Ca-Zr-Si-O偏析相的面积比率为0.50％的情况(试样编号41)及Ca-Zr-Si-O偏析相的面积比率为20％的情况(试样编号44)相比，在Ca-Zr-Si-O偏析相的面积比率大于0.50％且低于20％的情况(试样编号42、3及43)下，第二PCBT试验的不良数较少，对于高温多湿的环境下的裂纹的产生发挥更高的抑制效果。

Claims (9)

1.一种电介质组合物，其中，
所述电介质组合物包含主相和Ca-Zr-Si-O偏析相，
所述主相包含以ABO3表示的主成分，
所述A为选自钙及锶中的至少任意一种，
所述B为选自锆、钛、铪及锰中的至少任意一种，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相中至少包含钙、锆及硅，
将所述Ca-Zr-Si-O偏析相中所包含的钙、锶、硅及锆的合计设为1摩尔份时，所述Ca-Zr-Si-O偏析相中包含0.12～0.50摩尔份的锆，包含0.16～0.77摩尔份的钙，并且包含0.08～0.45摩尔份的硅。
2.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，
在所述Ca-Zr-Si-O偏析相中，包含0.00～0.30摩尔份的锶。
3.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相的晶系为单斜晶系。
4.根据权利要求2所述的电介质组合物，其中，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相的晶系为单斜晶系。
5.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为0.05～2μm。
6.根据权利要求2所述的电介质组合物，其中，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为0.05～2μm。
7.根据权利要求3所述的电介质组合物，其中，
所述Ca-Zr-Si-O偏析相的圆当量直径为0.05～2μm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电介质组合物，其中，
以(所述Ca-Zr-Si-O偏析相的面积/所述主相的面积)×100％的式子表示的所述Ca-Zr-Si-O偏析相的面积比率为0.5～20％。
9.一种电子部件，其中，
具备权利要求1～8中任一项所述的电介质组合物。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020155523A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP7276663B2 (ja) * 2019-12-27 2023-05-18 Tdk株式会社 誘電体組成物および電子部品
JP2023043674A (ja) * 2021-09-16 2023-03-29 Tdk株式会社 誘電体組成物および積層セラミック電子部品。

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103140904A (zh) * 2010-10-01 2013-06-05 太阳诱电株式会社 积层陶瓷电容器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002265261A (ja) 2001-03-07 2002-09-18 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミックコンデンサ
JP5017770B2 (ja) * 2004-06-28 2012-09-05 Ｔｄｋ株式会社 誘電体磁器組成物および電子部品
JP4483597B2 (ja) * 2005-01-20 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
TWI287811B (en) * 2005-02-04 2007-10-01 Murata Manufacturing Co Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same
JP4776439B2 (ja) * 2005-11-28 2011-09-21 京セラ株式会社 ジルコニア焼結体
JP5275918B2 (ja) * 2009-06-24 2013-08-28 Ｔｄｋ株式会社 積層型セラミック電子部品
JP5831079B2 (ja) * 2011-09-16 2015-12-09 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物および電子部品
JP6451406B2 (ja) 2014-03-04 2019-01-16 Tdk株式会社 誘電体組成物
CN106356191B (zh) * 2015-07-17 2019-05-31 株式会社村田制作所 层叠陶瓷电容器、浆料及钙钛矿型构造
JP7276659B2 (ja) * 2019-08-27 2023-05-18 Tdk株式会社 誘電体組成物および電子部品
JP7351205B2 (ja) * 2019-12-12 2023-09-27 Tdk株式会社 誘電体組成物および電子部品
JP7276663B2 (ja) * 2019-12-27 2023-05-18 Tdk株式会社 誘電体組成物および電子部品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103140904A (zh) * 2010-10-01 2013-06-05 太阳诱电株式会社 积层陶瓷电容器

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