DE10121503A1

DE10121503A1 - Dielektrische Keramik und elektronisches Bauteil mit einer solchen

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Publication number: DE10121503A1
Application number: DE10121503A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Sato; Yoshihiro Terada; Yoshinori Fujikawa
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2002-01-10
Also published as: US6548437B2; TW507225B; KR20020001504A; CN1181499C; KR100440347B1; US20020013213A1; JP3361091B2; CN1330371A; JP2002080275A

Abstract

Es werden dielektrische Keramiken und elektronische Bauteile mit verbesserter IW-Lebensdauer, d. h. verbesserter Isolationswiderstand-Lebensdauer bei hohen Temperaturen, angegeben. Eine dielektrische Schicht in einem Kondensator besteht aus einer dielektrischen Keramik, die BaTiO¶3¶ als Hauptkomponente enthält, einer ersten Hilfskomponente, die mindestens eines der Elemente Mg, Ca, Ba, Sr und Cr enthält, einer zweiten Hilfskomponente, die SiO¶2¶ enthält, einer dritten Hilfskomponente, die mindestens eines der Elemente V, Mo und W enthält, und einer vierten Hilfskomponente, die mindestens eines der Elemente Er, Tm, Yb, Y, Dy und Ho enthält. Der zahlenmäßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen beträgt in dieser dielektrischen Keramik 10% oder weniger, und der mittlere Kristallteichendurchmesser beträgt vorzugsweise 0,1 mum und nicht mehr als 0,7 mum. Dadurch ist die IW-Lebensdauer verbessert. Vorzugsweise werden als Ausgangsmaterial BaTiO¶3¶-Pulver verwendet, die durch einen Oxalatprozess oder ein Festphasenverfahren synthetisiert wurden und ein Ba/Ti-Verhältnis von mehr als 1 und weniger als 1,007 aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft dielektrische Keramiken, die Barium titanat als Hauptkomponente enthalten, und ein elektroni sches Bauteil mit einer dielektrischen Schicht aus einer solchen dielektrischen Keramik.

In den letzten Jahren wurden elektronische Geräte wegen im mer ausgeklügelterer ICs (Integrated Circuits), LSIs (Large Scale Integrated Circuits) usw. immer kleiner. Einhergehend mit der Verkleinerung werden auch Kondensatoren, die elek tronische Bauteile sind, immer kleiner, wobei insbesondere mehrschichtige Kondensatoren von Vorteil sind, so dass die Nachfrage nach diesen stark zunimmt. Z. B. sind bei einem bekannten mehrschichtigen Kondensator dielektrische Schich ten verschachtelt mit Innenelektroden und Anschlusselektro den vorhanden. Ein mehrschichtiger Kondensator benötigt ei nen flachen Temperaturkoeffizienten der Kapazität in einem großen Temperaturbereich zwischen -55°C und 125°C oder gar 150°C, wobei sich der Isolierwiderstand (IR), der sich aus der Benutzung des Kondensators bei hoher Temperatur ergibt, nicht verschlechtert.

Die Eigenschaften eines mehrschichtigen Kondensators hängen stark von den Eigenschaften der die dielektrische Schicht aufbauenden dielektrischen Keramik ab. Z. B. sind Bariumti tanat als Hauptkomponente enthaltende dielektrische Kerami ken als solche mit hoher Dielektrizitätskonstante bekannt, jedoch wurden in jüngerer Zeit auch dielektrische Keramiken entwickelt, deren Temperaturkoeffizient der Kapazität da durch abgeflacht wurde, dass zu Bariumtitanat verschiedene Hilfskomponenten zugesetzt wurden. Als solche dielektrische Keramiken sind z. B. solche mit ungleichmäßiger Struktur an gegeben, bei denen Zusatzstoffe teilweise in Kristallteil chen aus Bariumtitanat eindiffundiert sind (siehe Key Engi neering Materials, Vols. 157-158 (1999), S. 17-24). Eben falls wurden dielektrische Keramiken mit doppelter Teilchen struktur, die allgemein als Kern-Schale-Struktur bezeichnet wird, angegeben, bei denen am Außenumfang von Kristallteil chen aus Bariumtitanat ein Diffusionsbereich von Zusatzstof fen ausgebildet ist (siehe Key Engineering Materials, Vols. 157-158 (1999), S. 9-16).

Zu Verfahren zum Synthetisieren von die dielektrische Kera mik aufbauenden Bariumtitanatpulvern gehören z. B. ein Fest phasenverfahren, ein Oxalatprozess, ein Verfahren gemeinsa mer Ausfällung, ein Alkoxidprozess, Hydrothermalsynthese usw. Jedoch wurde in jüngerer Zeit versucht, Pulver von Ba riumtitanat mit kleinerem Teilchendurchmesser auszubilden, um mehrschichtige Kondensatoren immer flacher zu machen und sie für kleinere Größe und höhere Kapazität mit noch mehr Schichten zu versehen. Daher wurden durch Hydrothermalsyn these synthetisierte Bariumtitanatpulver verwendet, da da durch Pulver mit kleinem Durchmesser erhalten werden können. Jedoch wurde berichtet, dass dann, wenn Bariumtitanatpulver durch Hydrothermalsynthese synthetisiert werden, das Ein dringen von Wasserstoffionen (H⁺) während der Synthese zu Leerstellen betreffend Barium (Ba) oder Titan (Ti) führt (siehe Journal of the Korean Physical Society, Vol. 32, Feb. 1998, S. 5260-264 sowie Journal of the European Ceramic Society 9 (1992), S. 41-46). Ferner geben diese Literatur stellen an, dass die Verwendung von durch Hydrothermalsyn these synthetisierten Bariumtitanatpulvern zu einer Wande rung von Defekten während einer Wärmebehandlung und während des Sinterns führt, wodurch Leerstellen erzeugt werden, die einen Einfluss auf die Kristallisierbarkeit und die dielek trischen Eigenschaften des Bariumtitanats in dielektrischen Keramiken ausüben. Durch Ausführen von Versuchen haben die Erfinder das Ergebnis erhalten, dass dann, wenn durch Hydro thermalsynthese synthetisierte Bariumtitanatpulver verwendet werden, der Isolationswiderstand bei Belastung unter hoher Temperatur schnell abnahm, d. h. die sogenannte IW-Lebens dauer kurz war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dielektrische Keramik mit verbesserter IW-Lebensdauer sowie ein elektron isches Bauteil unter Verwendung einer solchen dielektrischen Keramik zu schaffen.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich der dielektrischen Keramik durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6. Das erfindungsgemäße elek tronische Bauteil gemäß Anspruch 8 zeichnet sich dadurch aus, dass es eine erfindungsgemäße dielektrische Keramik enthält.

Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Er findung werden aus der folgenden, anhand von Figuren veran schaulichten Beschreibung vollständiger erkennbar werden.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines mehrschich tigen Kondensators unter Verwendung einer dielektrischen Ke ramik gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Elektronenbeugungs-Photographie von Aus gangsmaterialpulvern aus Bariumtitanat, das gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung durch einen Oxalatprozess synthetisiert wurde;

Fig. 3 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur des in Fig. 2 dargestellten Ausgangsmaterialpulvers von Bariumtita nat (Maßstab: 14 mm = 20 nm);

Fig. 4 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 3 zeigt (Maßstab: 18,5 mm = 5 nm);

Fig. 5 zeigt zum Vergleich eine Elektronenbeugungs-Photogra phie von Ausgangsmaterialpulvern aus Bariumtitanat, das durch Hydrothermalsynthese synthetisiert wurde;

Fig. 6 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur der in Fig. 5 dargestellten Ausgangsmaterialpulver aus Bariumtita nat (Maßstab: 13,5 mm = 20 nm);

Fig. 7 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 6 zeigt (Maßstab: 18,5 mm = 5 nm);

Fig. 8 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur einer dielektrischen Keramik gemäß einem Beispiel 1 der Erfindung (Maßstab: 7 mm = 200 m);

Fig. 9 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 8 zeigt (Maßstab: 9 mm = 100 nm);

Fig. 10 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur einer dielektrischen Keramik gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 (Maßstab: 7 mm = 200 nm);

Fig. 11 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 10 zeigt (Maßstab: 8 mm = 100 nm);

Fig. 12 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur einer dielektrischen Keramik gemäß einem Beispiel 3 der Erfindung (Maßstab: 7 mm = 200 nm);

Fig. 13 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 12 zeigt (Maßstab: 8 mm = 100 nm);

Fig. 14 zeigt eine TEM-Photographie der Feinstruktur einer dielektrischen Keramik gemäß einem Vergleichsbeispiel 3 und (Maßstab: 8 mm = 500 nm)

Fig. 15 zeigt eine TEM-Photographie, die vergrößert einen Teil der Fig. 14 zeigt (Maßstab: 8 mm = 100 nm).

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.

Aufbau der dielektrischen Keramik

Wie es in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist, enthält eine dielektrische Keramik gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung Bariumtitanat als Hauptkomponente und vorzugs weise ferner eine erste bis vierte Hilfskomponente.

Tabelle 1

Hauptkomponente	BaTiO₃
erste Hilfskomponente	mindestens eines der Elemente Mg, Ca, Ba, Sr und Cr
zweite Hilfskomponente	(Ba, Ca, Sr, Mg, Li B)_xSiO_2+x
dritte Hilfskomponente	mindestens eines der Elemente V, Mo und W
vierte Hilfskomponente	mindestens eines der Elemente Er, Tm, Yb, Y, Dy und Ho

Das die Hauptkomponente bildende Bariumtitanat verfügt über Perovskitstruktur, und es weist die stöchiometrische Zusam mensetzung BaTiO₃ auf, wobei jedoch eine Abweichung hiervon vorliegen kann. Als Bariumtitanat wird in dieser Anmeldung auch solches Bariumtitanat verstanden, bei dem ein Teil des Bariums durch ein anderes Element, wie Strontium, Calcium oder Magnesium, ersetzt ist, wobei der Anteil dieses Ele ments im Bereich von bis zu 2 Atom% liegt, und es gehört solches Bariumtitanat dazu, bei dem Titan durch ein anderes Element, wie Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf) oder Zinn (Sn) er setzt ist, wobei der Anteil dieses Elements im Bereich von bis zu 2 Atom% oder weniger liegt.

Die Hilfskomponente wird dazu verwendet, den Temperaturkoef fizienten der Kapazität abzuflachen, und dazu gehört mindes tens ein Element in der aus Magnesium, Calcium, Barium, Strontium und Chrom bestehenden Gruppe. Das Verhältnis der zur ersten Hilfskomponente gehörenden Elemente kann frei ge wählt werden.

Die zweite Hilfskomponente ist ein Sinterhilfsstoff, und sie besteht hauptsächlich aus Siliciumoxid, wobei sie ferner mindestens ein Oxid eines Elements aus der aus Barium, Cal cium, Strontium, Magnesium, Lithium und Bor bestehenden Gruppe enthalten kann. Diese zweite Hilfskomponente ist häu fig glasförmig. Ein bevorzugter Wert von x in (Ba, Ca, Sr, Mg, Li B)_xSiO_2+x geht von 0,7 bis 1, 2, einschließlich, wobei ein bevorzugterer Wert von 0,9 bis 1, 1, einschließlich, ist. Wenn x zu klein ist, d. h., wenn zu viel SiO₂ vorhanden ist, reagiert SiO₂ mit dem die Hauptkomponente bildenden Barium titanat, wodurch sich die dielektrischen Eigenschaften ver schlechtern. Wenn x zu groß ist, steigt der Schmelzpunkt an, wodurch die Sintereigenschaften beeinträchtigt sind. Das Verhältnis von Barium, Calcium, Strontium und Magnesium in nerhalb der zweiten Hilfskomponente kann frei gewählt wer den.

Die dritte Hilfskomponente wird dazu verwendet, den Tempera turkoeffizienten der Kapazität bei der Curietemperatur oder darüber abzuflachen und die IW-Lebensdauer zu verlängern, und zu ihr gehört mindestens ein Element aus der aus Vanadi um, Molybdän und Wolfram bestehenden Gruppe. Das Verhältnis der Elemente in dieser dritten Hilfskomponente kann frei gewählt werden.

Die vierte Hilfskomponente enthält mindestens ein Element aus der aus Erbium, Thulium, Ytterbium, Yttrium, Dysprosium und Holmium bestehenden Gruppe. Erbium, Thulium und Ytterbi um werden dazu verwendet, die Curietemperatur anzuheben und den Temperaturkoeffizienten der Kapazität abzuflachen, und Yttrium, Dysprosium und Holmium werden dazu verwendet, den Isolationswiderstand und die IW-Lebensdauer zu verbessern. D. h., dass die vierte Hilfskomponente zweckabhängig ausge wählt wird. Obwohl das Verhältnis der Elemente in der vier ten Hilfskomponente frei gewählt werden kann, sind insbeson dere Ytterbium, Yttrium, Dysprosium und Holmium bevorzugt, da sie eine gute Wirkung erzielen können und billig sind.

Die erste, dritte und vierte Hilfskomponente existieren, in einigen Fällen, einzeln oder in gewisser Anzahl als Oxide, jedoch werden diese Hilfskomponenten, in anderen Fällen, eindiffundiert, so dass sie in einem Teil der Kristallteil chen aus Bariumtitanat vorliegen. Für das Oxid besteht keine Beschränkung auf das Oxid mit stöchiometrischer Zusammenset zung, sondern es kann eine Abweichung hiervon vorliegen.

Die Anteile der ersten bis vierten Hilfskomponente in Bezug auf 100 Mol Bariumtitanat als Hauptkomponente sind die fol genden. Vorzugsweise befindet sich der Anteil der ersten Hilfskomponente im Bereich von 0,1 bis 3 Mol, der Anteil der zweiten Hilfskomponente im Bereich von 2 bis 10 Mol, der An teil der dritten Hilfskomponente im Bereich von 0,01 bis 0,5 Mol und der Anteil der vierten Hilfskomponente im Be reich von 0,5 bis 13 Mol, oder bevorzugter befindet sich der Anteil der ersten Hilfskomponente im Bereich von 0,5 bis 2,5 Mol, der Anteil der zweiten Hilfskomponente im Bereich von 2,0 bis 5,0 Mol, der Anteil der dritten Hilfskomponente im Bereich von 0,1 bis 0,4 Mol und der Anteil der vierten Hilfskomponente im Bereich von 2,0 bis 10 Mol. Bevorzugter betragen insbesondere die Anteile von Thulium und Ytterbium 7 Mol oder weniger auf 100 Mol Bariumtitanat als Hauptkompo nente. Übrigens entsprechen die Molzahlen der ersten und zweiten Hilfskomponente Werten hinsichtlich der Oxide MgO, CaO, BaO, SrO, Cr₂O₃, V₂O₅, MoO₃, WO₃, und die Molzahl der vierten Hilfskomponente entspricht einem Wert, der auf die Seltenerdatome bezogen ist.

Der Grund ist der folgende. Ein zu geringer Anteil der ers ten Hilfskomponente erlaubt es nicht, den Effekt des Abfla chens des Temperaturkoeffizienten der Kapazität vollständig zu erzielen, während ein zu hoher Anteil derselben zu einer Beeinträchtigung der Sintereigenschaften führt. Darüber hin aus führt ein zu niedriger Anteil der zweiten Hilfskomponen te zu einer Beeinträchtigung der Sintereigenschaften und da mit einer Beeinträchtigung des Temperaturkoeffizienten der Kapazität und des Isolierwiderstands, und ein zu hoher An teil derselben führt zu unzureichender IW-Lebensdauer, wobei zusätzlich eine starke Abnahme der Dielektrizitätskonstante hervorgerufen wird.

Ferner führt ein zu geringer Anteil der dritten Hilfskompo nente dazu, dass die Effekte des Abflachens des Temperatur koeffizienten der Kapazität des Verbesserns der IW-Lebens dauer nicht vollständig erzielt werden können, und ein zu hoher Anteil derselben bewirkt eine beträchtliche Abnahme des Isolierwiderstands. Außerdem führt ein zu niedriger An teil der vierten Hilfskomponente dazu, dass die Effekte der Erhöhung der Curietemperatur und des Abflachens des Tempera turkoeffizienten der Kapazität sowie der Effekt einer Ver besserung des Isolierwiderstands und der IW-Lebensdauer nicht vollständig erzielt werden können, während bei einem zu hohen Anteil derselben die Tendenz einer Beeinträchtigung der Sintereigenschaften besteht.

Vorzugsweise enthält die dielektrische Keramik bei Bedarf auch Mangan als fünfte Hilfskomponente, wie es in der Tabel le 2 angegeben ist. Diese fünfte Hilfskomponente wird dazu verwendet, den Sintervorgang zu beschleunigen und den Isola tionswiderstand und die IW-Lebensdauer zu verbessern. Vor zugsweise befindet sich der Anteil der fünften Hilfskompo nente im Bereich von 0,01 bis 0,5 Mol hinsichtlich des Oxids MnO auf 100 Mol Bariumtitanat als Hauptkomponente. Ein zu niedriger Anteil der fünften Hauptkomponente führt dazu, dass ihre Wirkungen nicht vollständig erzielt werden können, während ein zu hoher Anteil derselben einen nachteiligen Einfluss auf den Temperaturkoeffizienten der Kapazität hat.

Tabelle 2

fünfte Hilfskomponente	Mn
sechste Hilfskomponente	Ca und Zr
siebte Hilfskomponente	Al

Vorzugsweise enthält die dielektrische Keramik ferner nach Bedarf Calcium und Zirkonium als sechste Hilfskomponente, wie es in der Tabelle 2 angegeben ist. Die sechste Hilfskom ponente wird dazu verwendet, die Curietemperatur anzuheben und den Temperaturkoeffizienten der Kapazität abzuflachen. Vorzugsweise befindet sich das Verhältnis von Calcium zu Zirkonium (Ca/Zr) im Bereich von 0,5 bis 1,5, bevorzugter im Bereich von 0,8 bis 1,5 oder noch bevorzugter im Bereich von 0,9 bis 1,1. Zu wenig Calcium erlaubt es nicht, den Effekt der Verbesserung der Temperaturcharakteristik vollständig zu erzielen, während zu viel Calcium die IW-Lebensdauer ver kürzt. Vorzugsweise befindet sich der Anteil der sechsten Hilfskomponente im Bereich von 0,5 bis 5 Mol hinsichtlich der Oxide CaZrO₃ oder CaO und ZrO₂ in Bezug auf 100 Mol Ba riumtitanat als Hauptkomponente. Ein zu geringer Anteil der sechsten Hilfskomponente verhindert das vollständige Erzie len der gewünschten Effekte, während ein zu hoher Anteil derselben zu einer Verkürzung der IW-Lebensdauer führt.

Die dielektrische Keramik kann ferner nach Bedarf Aluminium (Al) als siebte Hilfskomponente enthalten, da Aluminium die Sintereigenschaften, den Isolationswiderstand und die IW- Lebensdauer verbessern kann, während es nur geringen Ein fluss auf den Temperaturkoeffizienten der Kapazität hat. Da jedoch ein zu hoher Anteil an Aluminium zu einer Beeinträch tigung der Sintereigenschaften und damit einer Verringerung des Isolationswiderstands führt, beträgt der Anteil von Alu minium vorzugsweise 1 Mol oder weniger bezogen auf Al₂O₃ auf 100 Mol Bariumtitanat als Hauptkomponente, bevorzugter 1 Mol% oder weniger der gesamten dielektrischen Keramik.

Die fünfte bis siebte Hilfskomponente liegen in einigen Fäl len einzeln oder als mehrere als Oxid vor, ähnlich wie die erste, dritte und vierte Hilfskomponente, wobei jedoch die fünfte bis siebte Hilfskomponente in anderen Fällen in Kris tallteilchen von Bariumtitanat eindiffundiert sind oder in einem Teil derselben existieren. Für das Oxid besteht keine Beschränkung auf stöchiometrische Zusammensetzung, sondern es können Abweichungen hiervon vorliegen.

Die Curietemperatur der dielektrischen Keramik kann durch Auswählen der Zusammensetzung geändert werden, jedoch be trägt die Curietemperatur vorzugsweise 120°C oder mehr, be vorzugter 123°C oder mehr, um den Temperaturkoeffizienten der Kapazität bis 150°C abzuflachen. Die Curietemperatur wird z. B. durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) oder dergleichen gemessen.

In diesen dielektrischen Keramiken beträgt der zahlenmäßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen 10% oder weni ger, wodurch die IW-Lebensdauer verbessert ist und der Tem peraturkoeffizient der Kapazität bei hoher Temperatur fla cher ist. Die Leerstellen weisen z. B. Polyederform entlang einem Kristallgitter auf, wobei sie durch ein Transmissions elektronenmikroskop (TEM) oder dergleichen beobachtbar sind. In einer Mikroskopphotographie sehen die Leerstellen im We sentlichen quadratisch, im Wesentlichen rechteckig, im We sentlichen sechseckig oder dergleichen aus. Die Leerstellen verschwinden selbst dann nicht, wenn die Beugungsbedingungen (d. h. die Kippung eines Elektronenstrahls zu einer Probe) geändert werden, und man erkennt ein Gittermuster an der Grenze zwischen Leerstellen, wenn Leerstellen in einem Bild mit hoher Auflösung betrachtet werden. Die Länge zumindest einer Seite einer Leerstelle beträgt von ungefähr 5 nm bis ungefähr 50 nm, einschließlich.

Vorzugsweise beträgt der mittlere Kristallteilchendurchmes ser der dielektrischen Keramik mehr als 0,1 µm, jedoch nicht mehr als 0,7 µm. Wenn dieser Durchmesser 0,7 µm oder weniger entspricht, kann die IW-Lebensdauer weiter verbessert wer den, und es tritt bei einem Gleichmagnetfeld eine geringe zeitliche Änderung der Kapazität auf. Wenn der mittlere Kristallteilchendurchmesser 0,1 µm oder weniger entspricht, ist der Temperaturkoeffizient der Kapazität beeinträchtigt. Z. B. wird der mittlere Kristallteilchendurchmesser dadurch ermittelt, dass eine Bildverarbeitung an einer durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommenen Photographie ausgeführt wird. Übrigens sorgt ein kleiner mittlerer Kris tallteilchendurchmesser für die Tendenz einer Beeinträchti gung des Temperaturkoeffizienten der Kapazität, jedoch ist beim Ausführungsbeispiel der Temperaturkoeffizient der Kapa zität durch das Zusetzen der Hilfskomponenten selbst dann verbessert, wenn der mittlere Kristallteilchendurchmesser klein ist.

Verfahren zum Herstellen dielektrischer Keramiken

Dielektrische Keramiken mit dem vorstehend angegebenen Auf bau können z. B. auf die folgende Weise hergestellt werden. Als Erstes werden Bariumtitanatpulver als Ausgangsmaterial der Hauptkomponente hergestellt. Vorzugsweise werden Barium titanatpulver verwendet, die durch einen Oxalatprozess oder ein Festphasenverfahren synthetisiert wurden. Dielektrische Keramiken mit weniger Leerstellen können auf die obige Weise erhalten werden, da durch diese Verfahren gesinterte Barium titanatpulver weniger Leerstellen aufweisen. Insbesondere sind durch einen Oxalatprozess synthetisierte Bariumtitanat pulver bevorzugt, da der Teilchendurchmesser verringert wer den kann und die IW-Lebensdauer verlängert werden kann, wo bei jedoch die Kristallisationsfähigkeit etwas beeinträch tigt ist. Bei Bariumtitanatpulvern, die durch ein Festpha senverfahren synthetisiert werden, bestehen Schwierigkeiten hinsichtlich einer Verringerung des Teilchendurchmessers auf weniger als ungefähr 0,3 µm, jedoch sind solche Pulver mit Vorteil bei verschiedenen Anwendungen einsetzbar, da diese Pulver hervorragende Kristallisationsfähigkeit zeigen.

Ein Oxalatprozess ist ein Verfahren zum Erhalten von Barium titanat durch thermisches Zersetzen eines Doppelsalzes nach dem Erzeugen eines solchen, Barium, Titanat usw. enthalten den Doppelsalzes dadurch, dass eine Barium, Titanat usw. enthaltende wässrige Lösung mit Oxalsäure reagieren kann. Z. B. wird ein Barium und Titan enthaltendes Doppelsalz ge mäß der folgenden chemischen Gleichung (1) erzeugt:

BaCl₂ + TiOCl₂ + (COOH)₂ → BaTiO (C₂O₄)₂.4H₂O (1)

Das Festphasenverfahren ist ein solches zum Erhalten von Ba riumtitanat durch Mischen von Bariumcarbonat, Titanoxid usw. mit anschließendem Brennen des sich ergebenden Gemischs bei einer Temperatur von 1000°C oder höher, wobei die Reaktion gemäß der folgenden Gleichung (2) abläuft:

BaCO₃ + TiO₂ = BaTiO₃ + CO₂ (2)

Vorzugsweise werden Bariumtitanatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser nicht unter 0,1 µm und mit weniger als 0,7 µm verwendet, da dann der mittlere Kristallteilchen durchmesser der dielektrischen Keramik im oben genannten Be reich liegen kann und verbesserte IW-Lebensdauer erzielt wird, während der Temperaturkoeffizient der Kapazität erhal ten bleibt. Der mittlere Teilchendurchmesser wird z. B. durch ein BET(Brunauer-Emmett-Teller)-Verfahren oder durch ein Laserbeugungsverfahren ermittelt.

Vorzugsweise werden Bariumtitanatpulver mit einem Verhältnis von Barium zu Titan (Ba/Ti) von mehr als 1 und weniger als 1,007 verwendet. Ein Verhältnis Ba/Ti von über 1 ermöglicht eine Verringerung des mittleren Teilchendurchmessers der Bariumtitanatpulver bis in den oben genannten Bereich unter Verbesserung der Widerstandverringerung, und ein Verhältnis Ba/Ti von 1,007 oder mehr führt zu einer Beeinträchtigung des Kristallisationsvermögens durch Ausfällen einer anderen Phase.

Als Ausgangsmaterialien für die oben genannte erste, dritte und vierte Hilfskomponente sowie, nach Bedarf, der fünften bis siebten Hilfskomponente werden Oxidpulver oder Misch oxidpulver, die diese Hilfskomponenten enthalten, herge stellt. Hinsichtlich dieser Hilfskomponenten kann Oxid durch Carbonat, Nitrat, Hydroxid oder eine metallorganische Ver bindung oder dergleichen ersetzt werden, wobei diese Verbin dungen zu einem Oxid gebrannt werden. Als Ausgangsmaterial für die zweite Hilfskomponente, nämlich (Ba, Ca, Sr, Mg, Li B)_xSiO_2+x, wird Siliciumoxidpulver und, bei Bedarf, Barium oxidpulver, Calciumoxidpulver, Strontiumoxidpulver, Magne siumoxidpulver, Lithiumoxidpulver und Boroxidpulver bereit gestellt. Der mittlere Teilchendurchmesser der Ausgangsmate rialpulver der Hilfskomponenten beträgt z. B. ungefähr 0,1 bis 3,0 µm.

Als Nächstes werden die Ausgangsmaterialpulver in solcher Weise gemischt, dass das Verhältnis der Hilfskomponenten zur Hauptkomponente im oben genannten Bereich liegt, woraufhin eine organische oder wässrige Bindemittellösung zugesetzt und mit den gemischten Ausgangsmaterialpulvern verknetet wird, wodurch eine dielektrische Paste hergestellt wird. Die organische Bindemittellösung ist eine solche, die durch Auf lösen eines Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel erhalten wurde. Für das Bindemittel besteht keine spezielle Beschränkung, sondern es kann aus verschiedenen Typen ausge wählt werden, so dass z. B. Ethylcellulose und Polyvinylbu tyral verwendbar sind. Für das organische Lösungsmittel be steht ebenfalls keine spezielle Beschränkung, sondern es wird abhängig vom Formungsverfahren ausgewählt. Z. B. werden Terpineol, Butylcarbitol, Aceton, Toluol oder dergleichen für eine Formgebung unter Verwendung eines Druckverfahrens, eines Folienverfahrens oder dergleichen ausgewählt und ver wendet. Die wässrige Bindemittellösung ist eine solche, die durch Auflösen eines wasserlöslichen Bindemittels, eines Dispersionsmittels und dergleichen in Wasser erhalten wird. Für das wasserlösliche Bindemittel besteht keine spezielle Beschränkung, sondern es kann z. B. aus Polyvinylalkohol, Cellulose, wasserlöslichem Acrylharz, einer Emulsion usw. ausgewählt werden.

Für den Anteil der Bindemittellösung in der dielektrischen Paste besteht keine spezielle Beschränkung, sondern dieser Anteil wird im Wesentlichen so eingestellt, dass er ungefähr 1 bis 5 Gew.-% beträgt, wobei der Anteil des Lösungsmittels ungefähr 10 bis 50 Gew.-% beträgt. Bei Bedarf kann der di elektrischen Paste ein Dispersionsmittel oder ein Weichma cher zugesetzt werden. Vorzugsweise beträgt der Anteil die ser Zusatzstoffe insgesamt 10 Gew.-% oder weniger.

Anschließend wird die dielektrische Paste geformt, auf z. B. 180 bis 400°C erwärmt und so einem Prozess zum Entfernen des Bindemittels unterzogen und danach bei z. B. 1100 bis 1400°C gebrannt. So wird eine dielektrische Keramik erhalten.

Die vorstehend beschriebenen dielektrischen Keramiken werden vorzugsweise als Material zum Herstellen z. B. eines mehr schichtigen Kondensators verwendet.

Aufbau eines mehrschichtigen Kondensators

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines mehrschichtigen Kondensators, bei dem es sich um ein elektronisches Bauteil unter Verwen dung einer dielektrischen Keramik gemäß dem Ausführungsbei spiel handelt, im Schnitt. Dieser mehrschichtige Kondensator verfügt über ein Kondensatorelement 10 mit einer Anzahl di elektrischer Schichten 11, die mit einer Anzahl von Innen elektroden 12 verschachtelt sind. Z. B. erstrecken sich die Innenelektroden 12 abwechselnd in entgegengesetzten Richtun gen, und in den Richtungen, in denen sich die Innenelektro den 12 erstrecken, ist ein Paar Anschlusselektroden 21 und 22 vorhanden, die elektrisch mit den Innenelektroden 12 ver bunden sind. Bei Bedarf sind an den Außenseiten der An schlusselektroden 21 Plattierungsschichten 23 bzw. 24 vor handen. Obwohl für die Form des Kondensatorelements 10 keine speziellen Beschränkungen bestehen, weist es im Allgemeinen Quaderform auf. Für die Abmessungen des Kondensatorelements 10 bestehen ebenfalls keine speziellen Beschränkungen, son dern diese können abhängig von der Anwendung bemessen sein. Im Allgemeinen betragen die Abmessungen ungefähr (0,6 mm bis 5,6 mm) × (0,3 mm bis 5,0 mm) × (0,3 mm bis 1,9 mm).

Die dielektrischen Schichten 11 enthalten die dielektrische Keramik gemäß dem Ausführungsbeispiel mit niedrigem Anteil von Leerstellen. So ist die IW-Lebensdauer dieses mehr schichtigen Kondensators verbessert, und der Temperaturkoef fizient der Kapazität bei hoher Temperatur ist abgeflacht.

Die Dicke einer dielektrischen Schicht 11 beträgt im Allge meinen ungefähr 2 bis 40 µm, vorzugsweise 30 µm oder weni ger. Die Anzahl der dielektrischen Schichten 11 beträgt im Allgemeinen ungefähr 2 bis 300.

Die Innenelektroden 12 enthalten ein leitendes Material. Für dieses besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch sind z. B. Nickel (Ni), Kupfer (Cu) oder eine Legierung von Ni ckel und Kupfer bevorzugt. Besonders bevorzugt ist es, Ni ckel oder eine Nickellegierung als leitendes Material zu verwenden, da das Material der dielektrischen Schichten 11 beim Ausführungsbeispiel verringerten Widerstand aufweist und für das leitende Material auch ein billiges unedles Me tall verwendet werden kann. Vorzugsweise wird als Nickelle gierung eine solche mit mindestens einem der Elemente Man gan, Chrom, Kobalt (Co), Aluminium usw. verwendet, wobei vorzugsweise der Nickelanteil in der Legierung 95 Gew.-% oder mehr beträgt. Die Innenelektroden können zusätzlich ver schiedene Arten von Spurenkomponenten, wie Phosphor (P), enthalten, wobei der Anteil derselben ungefähr 0,1 Gew.-% oder weniger beträgt. Obwohl die Dicke einer Innenelektrode 12 abhängig vom Anwendungsfall geeignet bestimmt wird, be trägt sie vorzugsweise z. B. ungefähr 0,5 bis 5 µm, bevor zugter ungefähr 0,5 bis 2,5 µm.

Die Anschlusselektroden 21 und 22 werden z. B. durch Brennen einer Anschlusselektrodenpaste hergestellt. Die Anschluss elektrodentaste enthält z. B. ein leitendes Material, Glas fritte und eine Bindemittellösung. Das leitende Material enthält mindestens eines der Elemente Silber (Ag), Gold (Au), Kupfer, Nickel, Palladium (Pd) und Platin (Pt). Die Dicke jeder der Anschlusselektroden 21 und 22 wird abhängig vom Anwendungsfall geeignet bestimmt; sie beträgt im Allge meinen ungefähr 10 bis 50 µm. Die plattierten Schichten 23 und 24 verfügen z. B. über einschichtigen Aufbau aus Nickel oder Zinn oder einen Stapelaufbau aus Nickel und Zinn.

Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Kondensa tors

Der mehrschichtige Kondensator mit dem vorstehend beschrie benen Aufbau kann z. B. auf die folgende Weise hergestellt werden. Als Erstes wird eine dielektrische Paste auf die im Abschnitt "Verfahren zum Herstellen dielektrischer Kerami ken" beschriebene Weise hergestellt. Dann werden das oben genannte leitende Material zum Aufbauen der Innenelektroden 12 oder verschiedene Arten von Oxiden, eine metallorganische Verbindung, ein Resinat oder dergleichen, wie zum oben ge nannten leitenden Material zu brennen, mit derselben Binde mittellösung wie der bei der dielektrischen Paste verknetet, wodurch die Innenelektrodenpaste hergestellt wird. Der An teil der Bindemittellösung in der Innenelektrodenpaste wird wie im Fall der dielektrischen Paste eingestellt. Bei Bedarf kann zur Innenelektrodenpaste ein Zusatzstoff, wie ein Dis persionsmittel, ein Weichmacher, ein dielektrisches Material oder ein Isoliermaterial, zugesetzt werden. Vorzugsweise be trägt der Anteil des Zusatzstoffs insgesamt 10 Gew.-% oder weniger.

Anschließend wird ein Grünchip als Vorläufer des Kondensa torelements 10 z. B. durch ein Druckverfahren oder ein Fo lienverfahren unter Verwendung der dielektrischen Paste und der Innenelektrodenpaste hergestellt. Ein Druckverfahren zum Herstellen des Grünchips wird z. B. auf die folgende Weise ausgeführt: die dielektrische Paste und die Innenelektroden paste werden abwechselnd auf ein Substrat aus Polyethylen terephthalat (nachfolgend als PET-Substrat bezeichnet) oder dergleichen aufgedruckt, die Pasten werden durch Thermokom pression mit dem Substrat verbunden, und danach werden sie zu vorbestimmter Form zerschnitten und vom Substrat abgezo gen, wodurch der Grünchip erhalten wird. Alternativ wird ein Folienverfahren zum Herstellen eines Grünchips auf die fol gende Weise ausgeführt: eine Schicht aus einer dielektri schen Paste (eine Grünfolie) wird unter Verwendung der di elektrischen Paste hergestellt, auf die Schicht der dielek trischen Paste wird eine Schicht der Innenelektrodenpaste aufgedruckt, danach werden die Pastenschichten aufeinander laminiert und durch Kontaktbonden verbunden, woraufhin die Pastenschichten in vorgegebene Form zerschnitten werden, wo durch ein Grünchip erhalten wird.

Nach dem Herstellen des Grünchips erfolgt ein Prozess zum Entfernen des Bindemittels. Dafür können übliche Bedingungen verwendet werden. Wenn z. B. für die Innenelektroden 12 ein unedles Metall wie Nickel oder eine Nickellegierung verwen det wird, ist es bevorzugt, dass die Bedingungen für den Prozess zum Entfernen des Bindemittels auf die folgende Wei se eingestellt werden:

- Temperaturanstiegsrate: 5 bis 300°C/Std., insbesondere 10 bis 100°C/Std.,
- Haltetemperatur: 180 bis 400°C, insbesondere 200 bis 300°C;
- Haltezeit: 0,5 bis 24 Std., insbesondere 50 bis 20 Std.; und
- Atmosphäre: Luft.

Nach dem Prozess zum Entfernen des Bindemittels erfolgt ein Brennen zum Erzeugen des Kondensatorselements 10. Die Atmo sphäre während des Brennens kann abhängig vom Material der Innenelektroden 12 geeignet gewählt werden, jedoch ist eine reduzierende Atmosphäre bevorzugt, wenn für die Innenelek troden 12 ein unedles Metall wie Nickel oder eine Nickelle gierung verwendet wird. Vorzugsweise wird als Atmosphärengas ein solches erhalten, das durch Befeuchten eines Mischgases von Stickstoff und Wasserstoff erhalten wird, wobei der Vo lumenprozentsatz 1 bis 10 Vol.% beträgt. Vorzugsweise be trägt der Sauerstoffpartialdruck 1 × 10^-3 bis 1 × 10^-7 Pa. Ein Sauerstoffpartialdruck unter diesem Bereich kann bewir ken, dass die Innenelektroden 12 in anormaler Weise gebrannt werden und dadurch zerstört werden, während bei einem Sauer stoffpartialdruck über diesem Bereich die Tendenz besteht, dass die Innenelektroden 12 oxidieren.

Vorzugsweise beträgt die Haltetemperatur während des Bren nens 1100 bis 1400°C, bevorzugter 1200 bis 1360°C oder noch bevorzugter 1200 bis 1320°C. Eine Haltetemperatur unter die sem Bereich führt zu unzureichender Verdichtung, und eine Haltetemperatur über diesem Bereich bewirkt eine Unterbre chung der Innenelektroden 12 oder eine Diffusion von Be standteilen der Innenelektroden 12, wodurch der Temperatur koeffizient der Kapazität beeinträchtigt wird.

Vorzugsweise sind andere Bedingungen für das Brennen z. B. die folgenden:

- Temperaturanstiegsrate: 50 bis 500°C/Std., insbesondere 200 bis 300°C/Std.;
- Haltezeit: 0,5 bis 8 Std., insbesondere 1 bis 3 Std.; und
- Abkühlrate: 50 bis 500°C/Std., insbesondere 200 bis 300°C/Std.

Wenn in reduzierender Atmosphäre gebrannt wird, ist es be vorzugt, nach dem Brennen ein Tempern auszuführen. Das Tem pern ist ein Prozess zum Reoxidieren der dielektrischen Schichten 11, wobei es dieses Tempern ermöglicht, die IW- Lebensdauer merklich zu verlängern und dadurch die Zuverläs sigkeit zu verbessern. Vorzugsweise wird während des Tem perns befeuchteter Stickstoff als Atmosphärengas verwendet, wobei der Sauerstoffpartialdruck vorzugsweise 0,1 Pa oder mehr, insbesondere 1 bis 10 Pa, beträgt. Ein Sauerstoffpar tialdruck unter diesem Bereich führt zu Schwierigkeiten beim Reoxidieren der dielektrischen Schichten 11, und ein Sauer stoffpartialdruck über diesem Bereich führt zu Oxidation der Innenelektroden 12. Vorzugsweise beträgt die Haltetemperatur beim Tempern 1100°C oder weniger, insbesondere 500 bis 1100°C. Eine Haltetemperatur unter diesem Bereich führt zu unzureichender Oxidation der dielektrischen Schichten 11 und damit einer Verringerung des Isolationswiderstands und einer Verringerung der IW-Lebensdauer. Dagegen bewirkt eine Halte temperatur über diesem Bereich nicht nur eine Oxidation der Innenelektroden 12 und so eine Verringerung der Kapazität, sondern auch eine Reaktion der Innenelektroden 12 mit den dielektrischen Schichten 11, wodurch der Temperaturkoeffi zient der Kapazität beeinträchtigt wird und der Isolations widerstand und die IW-Lebensdauer abnehmen.

Vorzugsweise sind andere Bedingungen zum Tempern z. B. die folgenden:

- Haltezeit: 0 bis 20 Std., insbesondere 6 bis 10 Std.; und
- Abkühlrate: 50 bis 500°C/Std., insbesondere 100 bis 300°C/Std.

Das Tempern kann nur einen Schritt der Temperaturerhöhung und einen solchen der Temperaturabsenkung umfassen, so dass die Haltezeit null ist. In diesem Fall entspricht die Halte temperatur der Maximaltemperatur. Zum Anfeuchten des Atmo sphärengases bei den obigen Schritten des Entfernens des Bindemittels, des Brennens und des Temperns kann z. B. eine Befeuchtungseinrichtung verwendet werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Wassertemperatur ungefähr 0 bis 75°C beträgt.

Die Schritte des Entfernens des Bindemittels, des Brennens und des Temperns können aufeinanderfolgend oder voneinander unabhängig ausgeführt werden. Vorzugsweise werden sie auf die folgende Weise aufeinanderfolgend ausgeführt: nach dem Prozess des Entfernens des Bindemittels wird das Brennen oh ne Abkühlung durch Ändern der Atmosphäre und Erhöhen der Temperatur bis auf die Haltetemperatur zum Brennen ausge führt, und folgend auf das Brennen wird das Tempern nach dem Abkühlen bis auf die Haltetemperatur beim Brennen unter Än derung der Atmosphäre ausgeführt. Bei unabhängiger Ausfüh rung dieser Schritte wird vorzugsweise wie folgt vorgegan gen: im Schritt des Brennens wird die Temperatur bis auf die Haltetemperatur für den Prozess zum Entfernen des Bindemit tels unter einer Atmosphäre von Stickstoff oder befeuchtetem Stickstoff erhöht, danach wird die Atmosphäre auf eine sol che zum Brennen geändert, und die Temperatur wird weiter er höht; es ist bevorzugt, dass nach dem Abkühlen bis auf die Haltetemperatur zum Tempern die Atmosphäre erneut auf eine solche von Stickstoff oder befeuchtetem Stickstoff geändert wird und die Abkühlung fortgesetzt wird. Beim Tempern kann die Atmosphäre nach der Temperaturerhöhung bis auf die Hal tetemperatur in Stickstoffatmosphäre geändert werden, oder es können alle Temperungsschritte in einer Atmosphäre von befeuchtetem Stickstoff erfolgen.

Nach dem Herstellen des Kondensatorelements 10 wird dieses an den Stirnflächen durch z. B. Trommelpolieren, Sandstrah len oder dergleichen poliert, die auf dieselbe Weise wie die Innenelektrodenpaste hergestellte Anschlusselektrodenpaste wird aufgedruckt oder auf andere Weise übertragen und dann auf das Kondensatorelement 10 aufgebrannt, wodurch die An schlusselektroden 21 und 22 hergestellt sind. Vorzugsweise erfolgt das Brennen in einer Atmosphäre aus z. B. einem Mischgas von befeuchtetem Stickstoff und Wasserstoff, die Brenntemperatur beträgt 600 bis 800°C und die Haltezeit be trägt ungefähr 10 Minuten bis 1 Std. Nach dem Herstellen der Anschlusselektroden 21 und 22 werden die Plattierungsschich ten 23 und 24 auf diesen nach Bedarf hergestellt. So wird der in Fig. 1 dargestellte mehrschichtige Kondensator erhal ten.

Dieser mehrschichtige Kondensator wird durch Löten oder der gleichen mit einer gedruckten Leiterplatten oder dergleichen verbunden, und er wird bei verschiedenen Arten elektroni scher Einrichtungen verwendet.

Wie oben beschrieben, kann beim Ausführungsbeispiel der zah lenmäßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen auf 10% oder weniger verringert werden, wodurch die IW-Lebens dauer verbessert werden kann und darüber hinaus der Tempera turkoeffizient der Kapazität bei hoher Temperatur abgeflacht werden kann. Daher kann die IW-Lebensdauer eines mehr schichtigen Kondensators verbessert werden, wenn ein solcher unter Verwendung einer solchen dielektrischen Keramik herge stellt wird, wodurch seine Zuverlässigkeit bei hoher Tempe ratur verbessert werden kann und er mit dünneren Schichten hergestellt werden kann, wodurch seine Größe verringert und/ oder seine Kapazität erhöht werden kann. Darüber hinaus kann ein solcher mehrschichtiger Kondensator, da der Temperatur koeffizient der Kapazität bei hoher Temperatur abgeflacht ist, z. B. der X7R-Charakteristik gemäß den EIA(Electronic Industries Association)-Standards genügen, gemäß denen die Änderungsrate der Kapazität im Bereich von -55 bis 125°C in nerhalb von ±15% bezogen auf den Wert bei einer Bezugstem peratur von 25°C liegt, oder der X8R-Charakteristik gemäß den EIA-Standards, gemäß denen die Änderungsrate der Kapazi tät im Bereich von -55 bis 150°C innerhalb von ±15% bezogen auf den Wert bei einer Bezugstemperatur von 25°C liegt. Dem gemäß kann der mehrschichtige Kondensator bei hoher Tempera tur verwendet werden.

Wenn der mittlere Kristallteilchendurchmesser der dielektri schen Keramik insbesondere mehr als 0,1 µm und nicht mehr als 0,7 µm beträgt, ist es möglich, die IW-Lebensdauer wei ter zu verbessern, während der Temperaturkoeffizient der Kapazität aufrechterhalten bleibt.

Darüber hinaus kann dann, wenn durch einen Oxalatprozess oder ein Festphasenverfahren synthetisierte Bariumtitanat pulver als Ausgangsmaterial verwendet werden, der zahlenmä ßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen leicht ge senkt werden. Daher kann die IW-Lebensdauer leicht verbes sert werden, und darüber hinaus kann der Temperaturkoeffi zient der Kapazität bei hoher Temperatur leicht abgeflacht werden.

Ferner kann sich der mittlere Kristallteilchendurchmesser der dielektrischen Keramiken leicht im Bereich von nicht we niger als 0,1 µm und weniger als 0,7 µm befinden, wenn Ba riumtitanatpulver mit einem derartigen mittleren Teilchen durchmesser als Ausgangsmaterial verwendet werden. Daher kann die IW-Lebensdauer weiter auf einfache Weise verbessert werden.

Außerdem ist es möglich, wenn Bariumtitanatpulver mit einem Verhältnis von Barium zu Titan (Ba/Ti) von mehr als 1 und weniger als 1,007 als Ausgangsmaterial verwendet werden, auf einfache Weise den mittleren Teilchendurchmesser so zu ver ringern, dass er im oben genannten Bereich liegt, und auch die Widerstandsverringerung zu verbessern, während die Kris tallisationsfähigkeit der Bariumtitanatpulver erhalten bleibt.

Beispiele

Nun werden spezielle Beispiele der Erfindung unter Bezugnah me auf Fig. 1 beschrieben.

Beispiele 1 und 2

Als Beispiele 1 und 2 wurden durch einen Oxalatprozess syn thetisierte Bariumtitanatpulver zunächst als Ausgangsmate rial der Hauptkomponente hergestellt. Wenn die Bariumtita natpulver einem Röntgenstrahl-Fluoreszenzverfahren unterzo gen wurden, um den Wert Ba/Ti zu messen, betrug der Messwert 1,004. Darüber hinaus wurden die Bariumtitanatpulver einer Elektronenbeugung unterzogen, um die Kristallisationsfähig keit derselben zu analysieren, und die Feinstruktur der Pul ver wurde durch ein TEM betrachtet. Die Ergebnisse der Ana lyse und der Betrachtung sind in den Fig. 2 bis 4 darge stellt. Fig. 2 zeigt eine Elektronenbeugungs-Photographie, Fig. 3 zeigt eine TEM-Photographie und Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Teil der Fig. 3. Aus Fig. 2 ist es erkennbar, dass die Bariumtitanatpulver kristallin sind, jedoch nicht einkristallin. Aus den Fig. 3 und 4 ist es ebenfalls erkenn bar, dass die Bariumtitanatpulver kristallin sind, da ein Gitter erkennbar ist, das jedoch Unregelmäßigkeiten zeigt. Ferner ist es aus den Fig. 3 und 4 erkennbar, dass die Ba riumtitanatpulver wenige Leerstellen enthalten, da keine Ab schattungen vorhanden sind, die die Existenz von Leerstellen anzeigen würden.

Als Nächstes wurden als Ausgangsmaterialien für die erste sowie zweite bis fünfte Hilfskomponente Pulver aus Magnesi umcarbonat (MgCO₃), (Ba_0,6Ca_0,4)SiO₃-Glas, Vanadiumoxid (V₂O₅), Yttriumoxid (Y₂O₃) und Mangancarbonat (MnCO₃) herge stellt. Die Pulver aus (Ba_0,6Ca_0,4)SiO₃-Glas wurden auf die folgende Weise hergestellt: Bariumcarbonat (BaCO₃), Calcium carbonat (CaCO₃) und Silicondioxid (SiO₂) wurden für 16 Stunden in einer Kugelmühle nass gemischt und dann getrock net, woraufhin das sich ergebende Gemisch bei 1150°C an Luft gebrannt wurde und anschließend das Gemisch erneut mit einer Kugelmühle für 100 Stunden nass gemahlen wurde.

Anschließend wurden die Pulver der Ausgangsmaterialien der Hilfskomponente zu den Bariumtitanatpulvern hinzugefügt, wo bei eine Einstellung auf einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1 µm bei einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,4 µm erfolgte, und die Pulver wurden durch eine Kugelmühle für 16 Stunden nass gemischt und dann getrocknet, wodurch Aus gangsmaterial-Mischpulver erhalten waren. In diesem Fall wurde die Menge im Gemisch der Ausgangsmaterialpulver so eingestellt, dass der Anteil der Hilfskomponenten bezogen auf 100 Mol Bariumtitanatpulver den in der Tabelle 3 angege benen Werten entsprach. In der Tabelle 3 entsprechen der An teil von Magnesium in der ersten Hilfskomponente, der Anteil von Vanadium in der dritten Hilfskomponente und der Anteil von Mangan in der fünften Hilfskomponente den auf die Oxide bezogenen Werten, und der Anteil von Yttrium in der vierten Hilfskomponente entspricht dem auf Yttriumatome bezogenen Wert. Das Beispiel 1 ist mit dem Beispiel 2 mit der Ausnahme der Menge an Vanadiumoxid, das das Ausgangsmaterial der dritten Hilfskomponente ist, im Gemisch der Ausgangsmate rialpulver identisch. Der mittlere Teilchendurchmesser der Bariumtitanatpulver wurde durch das BET-Verfahren gemessen.

Tabelle 3

Nach dem Herstellen des Gemischs der Ausgangsmaterialpulver wurden 4,8 Gewichtsteile Acrylharz, 40 Gewichtsteile Methy lenchlorid, 20 Gewichtsteile Ethylacetat, 6 Gewichtsteile Lösungsbenzin und 4 Gewichtsteile Aceton zu 100 Gewichtstei len des Gemischs der Ausgangsmaterialpulver hinzugefügt, wo rauf ein Vermischen in einer Kugelmühle erfolgte, wodurch eine dielektrische Paste hergestellt wurde.

Eine organische Bindemittellösung wurde durch Auslösen von 8 Gewichtsteilen Ethylcellulose in 92 Gewichtsteilen Butyl carbitol hergestellt. Von dieser wurden 40 Gewichtsteile so wie 10 Gewichtsteile Butylcarbitol zu 100 Gewichtsteilen von Nickelteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 bis 0,8 µm hinzugefügt, und es erfolgte ein Kneten durch eine Dreiwalzenmühle, wodurch die Innenelektrodenpaste her gestellt wurde.

Ferner wurden 35 Gewichtsteile der eben genannten organi schen Bindemittellösung sowie 7 Gewichtsteile Butylcarbitol zu 100 Gewichtsteilen Kupferteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm hinzugefügt, und es erfolgte ein Kneten durch eine Dreiwalzenmühle, wodurch eine An schlusselektrodenpaste hergestellt wurde.

Nachdem die dielektrische Paste, die Innenelektrodenpaste und die Anschlusselektrodenpaste hergestellt waren, wurden auf einem PET-Filmsubstrat unter Verwendung der dielektri schen Paste Grünfolien mit einer Dicke von 7 µm und 15 µm hergestellt, auf die die Innenelektrodenpaste aufgedruckt wurde. Dann wurden fünf Grünfolien mit aufgedruckter Innen elektrodenpaste mit Grünfolien verlaminiert, auf die keine Innenelektrodenpaste aufgedruckt war, die Grünfolien wurden durch Kontaktbonden verbunden, und sie wurden auf vorbe stimmte Größe zerschnitten, um einen Grünchip zu erhalten. Die Grünfolie von 15 µm Dicke wurde als äußere Grünfolie verwendet, während die Grünfolie von 7 µm Dicke als innere Grünfolie verwendet wurde.

Anschließend wurde der Grünchip einem Prozess zum Entfernen des Bindemittels, einem Brennen und einem Tempern unter den folgenden Bedingungen unterzogen, um ein Kondensatorelement 10 herzustellen.

Bedingungen für den Prozess zum Entfernen des Bindemittels

Temperaturanstiegsrate: 15°C/Std.;
Haltetemperatur: 280°C;
Haltezeit: 8 Std. und
Atmosphäre: Luft.

Brennbedingungen

Temperaturanstiegsrate: 200°C/Std.;
Haltetemperatur: 1260°C;
Haltezeit: 2 Std.;
Abkühlrate: 300°C/Std. und
Atmosphäre: Mischgas von befeuchtetem N₂

und H₂

bei ei nem Sauerstoffpartialdruck von 1 × 10^-4

Pa

Temperungsbedingungen

Haltetemperatur: 900°C;
Haltezeit: 9 Std.;
Abkühlrate: 300°C/Std. und
Atmosphäre: befeuchteter Stickstoff bei einem Sauer stoffpartialdruck von 1 Pa

Zum Befeuchten des Atmosphärengases zum Brennen und Tempern wurde eine Befeuchtungseinrichtung mit einer Wassertempera tur von 35°C verwendet.

Nach dem Herstellen des Kondensatorelements 10 wurde eine Stirnfläche durch Sandstrahlen poliert, die Anschlusselek trodenpaste wurde auf die Stirnfläche aufgebracht, und die Paste wurde für 10 Minuten in einer Atmosphäre eines Misch gases von Stickstoff und Wasserstoff bei 800°C gebrannt, wo durch die Anschlusselektroden 21 und 22 hergestellt wurden. So wurden die mehrschichtigen Kondensatoren der Beispiele 1 und 2 mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau erhalten. Jeder der erhaltenen mehrschichtigen Kondensatoren wies Abmessun gen von 3,2 mm × 1,6 mm × 0,6 mm auf, wobei die Außen- und Innendicke einer dielektrischen Schicht 100 µm bzw. 4 µm entsprach und die Dicke jeder Innenelektrode 1,5 µm ent sprach.

Zusätzlich zu den mehrschichtigen Kondensatoren der Beispie le 1 und 2 wurden scheibenförmige Proben der Beispiele zum Messen der Eigenschaften der dielektrischen Keramik herge stellt. Die scheibenförmigen Proben wurden auf die folgende Weise erhalten. Der Prozess zum Entfernen des Bindemittels, das Brennen und das Tempern erfolgten unter Verwendung der oben genannten dielektrischen Paste unter denselben Bedin gungen wie denen zum Herstellen des mehrschichtigen Konden sators, und beide Oberflächen wurden mit InGa-Elektroden mit jeweils einem Durchmesser von 5 mm beschichtet.

Als Vergleichsbeispiele 1 und 2 zu den Beispielen 1 und 2 wurden mehrschichtige Kondensatoren und scheibenförmige Pro ben unter denselben Bedingungen wie für die Beispiele 1 und 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass durch Hydrothermalsyn these synthetisierte Bariumtitanatpulver verwendet wurden und die Brenntemperatur zum Herstellen des Kondensatorele ments 1280°C betrug. Zum Vergleich sind in der Tabelle 3 auch ein Verfahren zum Synthetisieren von Bariumtitanat aus dielektrischen Pasten gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 sowie der Gehalt an Hilfskomponenten bezogen auf 100 Mol Ba riumtitanat für diese Vergleichsbeispiele 1 und 2 angegeben.

Wenn das Anteilsverhältnis (Ba/Ti) von Barium zu Titan in den bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendeten Barium titanatpulvern auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 1 und 2 gemessen wurde, betrug der Messwert 1,005. Auf diesel be Weise wie bei den Beispielen 1 und 2 wurde die Kristalli sationsfähigkeit der Bariumtitanatpulver durch Elektronen beugung analysiert, und die Feinstruktur der Bariumtitanat pulver wurde durch ein TEM betrachtet. Die Ergebnisse der Analyse und der Betrachtung sind in den Fig. 5 bis 7 darge stellt. Fig. 5 zeigt eine Elektronenbeugungs-Photographie, Fig. 6 zeigt eine TEM-Photographie und Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Teil der Fig. 6. Aus Fig. 5 ist es erkennbar, dass das Bariumtitanatpulver einen perfekten Einkristall bildet. Aus den Fig. 6 und 7 ist es auch erkennbar, dass das Bariumtitanatpulver Leerstellen enthält, da die Schattierun gen das Vorliegen von solchen entlang einem Gitter andeuten.

An den mehrschichtigen Kondensatoren und den scheibenförmi gen Proben gemäß den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichs beispielen 1 und 2 wurden Auswertungen für die Feinstruktu ren und die Eigenschaften ausgeführt.

Zahlenmäßiger Anteil von Leerstellen

Eine Beobachtung wurde mittels eines TEM (JEM-2000FX von JA PAN ELECTRON OPTICS LABORATORY CO., LTD., (JEOL)) herge stellt, und es wurde der Anteil der Anzahl von Kristallteil chen mit Leerstellen zur Anzahl beobachteter Kristallteil chen (Anzahl der Teilchen mit Leerstellen/Anzahl der beob achteten Teilchen) als zahlenmäßiger Anteil von Leerstellen gemessen.

Mittlerer Kristallteilchendurchmesser

Durch ein REM (JSM-T300 von JAPAN ELECTRON OPTIC LABORATORY CO., LTD., (JEOL)) wurde eine Photographie bei der Vergröße rung 10000× aufgenommen, und der mittlere Kristallteilchen durchmesser wurde unter Verwendung eines Kreisdurchmesser verfahrens berechnet.

Relative Dielektrizitätskonstante (ε_r)

Die Kapazität und die dielektrischen Verluste (tanδ) der scheibenförmigen Proben wurden durch ein LCR-Messgerät bei 25°C bei 1 kHz und 1 V Effektivspannung gemessen, und die relative Dielektrizitätskonstante wurde aus der Kapazität, den Elektrodenabmessungen und der Probendicke berechnet.

Dielektrische Durchschlagsfestigkeit bei Gleichspannung

An die mehrschichtigen Kondensatoren wurde eine Gleichspan nung mit einer Spannungsanstiegsrate von 100 V/s angelegt, und die Spannung wurde als dielektrische Durchschlagsfestig keit für Gleichspannung gemessen, wenn ein Leckstrom von 100 mA erkannt wurde oder das Element zerstört wurde.

IW-Lebensdauer

An den mehrschichtigen Kondensatoren wurde bei 200°C bei an gelegtem elektrischem Gleichfeld von 15 V/µm ein beschleu nigter Test ausgeführt, und als Lebensdauer wurde die Zeit gemessen, die verstrich, bevor der Isolationswiderstand 1 MΩ oder weniger erreichte.

Temperaturkoeffizient der Kapazität

Die Kapazität der mehrschichtigen Kondensatoren wurde durch ein LCR-Messgerät (YHP4284A) bei -55°C, 125°C und 150°C bei einer Messspannung von 1 V gemessen, und die Änderungsrate der Kapazität wurde bei einer Bezugstemperatur von 25°C un tersucht.

Die Messergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben, und TEM- Photographien für das Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel 1 sind in den Fig. 8 bis 11 dargestellt. Fig. 8 zeigt eine TEM-Photographie des Beispiels 1, Fig. 9 zeigt einen vergrö ßerten Teil der Fig. 8, Fig. 10 zeigt eine TEM-Photographie des Vergleichsbeispiels 1 und Fig. 11 zeigt einen vergrößer ten Teil der Fig. 10. Die mittleren Kristallteilchendurch messer der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 betrugen ungefähr 0,5 µm.

Tabelle 4

Wie es aus den Fig. 8 bis 11 erkennbar ist, zeigten die Bei spiele einen niedrigen zahlenmäßigen Anteil von Leerstellen, wohingegen die Vergleichsbeispiele diesbezüglich einen gro ßen Wert zeigten. Genauer gesagt, betrug der zahlenmäßige Anteil von Leerstellen bei den Beispielen 10%, wohingegen dieser Wert bei den Vergleichsbeispielen über 50% lag. Wie es aus der Tabelle 4 erkennbar ist, konnte durch die Bei spiele, im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen, die IW- Lebensdauer stark verbessert werden, und es konnte auch bei Temperaturen über 125°C die Änderungsrate der Kapazität ge senkt werden. Die Beispiele genügen dabei den X7R-Eigen schaften gemäß den EIA-Standards. Ferner konnte mit den Bei spielen eine relative Dielektrizitätskonstante von über 1000, was hervorragende Werte sind, erzielt werden, und es konnte eine dielektrische Durchschlags-Gleichspannung mit Werten erzielt werden, die gleich gut oder besser als bei den Vergleichsbeispielen waren.

Anders gesagt, zeigte es sich, dass eine Verringerung des zahlenmäßigen Anteils von Leerstellen in einer dielektri schen Keramik eine starke Verbesserung der IW-Lebensdauer und eine Abflachung des Temperaturkoeffizienten der Kapazi tät bei hoher Temperatur erlaubt. Es ergab sich auch, dass es die Verwendung durch einen Oxalatprozess synthetisierten Bariumtitanatpulvern erlaubt, den zahlenmäßigen Anteil von Leerstellen in einer dielektrischen Keramik zu senken.

Beispiele 3 bis 6

Als Beispiele 3 bis 6 wurden mehrschichtige Kondensatoren und scheibenförmige Proben unter denselben Bedingungen wie für die Beispiele 1 und 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Brenntemperaturen zum Herstellen von Gemischen von Aus gangsmaterialpulvern für die dielektrische Paste und das Kondensatorelement 10 geändert wurden. Das Gemisch der Ba riumtitanatpulver für die dielektrische Paste wurde auf die selbe Weise wie bei den Beispielen 1 und 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass als Ausgangsmaterialien für die vierte und sechste Hilfskomponente Pulver von Ytterbiumoxid (Yb₂O₃) bzw. Calciumzirkonat (CaZrO₃) zugesetzt wurden und dass der Anteil im Gemisch der Ausgangsmaterialpulver so eingestellt wurde, dass der Anteil an Hilfskomponenten bezogen auf 100 Mol Bariumtitanatpulver den in der Tabelle 5 aufgeliste ten Werten entsprach. Der Anteil von Ytterbium in der vier ten Hilfskomponente entspricht dem auf Ytterbiumatome bezo genen Wert, der Anteil von Calcium und Zirkonium in der sechsten Hilfskomponente entspricht dem auf Oxide bezogenen Wert, und der Anteil der anderen Elemente entspricht den in der Tabelle 3 aufgelisteten Werten.

Tabelle 5

Die Calciumzirkonatpulver wurden auf die folgende Weise her gestellt: Calciumcarbonat (CaCO₃) und Zirkoniumoxid (ZrO₃) wurden mit einer Kugelmühle für 16 Stunden nass gemischt und dann getrocknet, woraufhin das sich ergebende Gemisch bei 1150°C in Luft gebrannt wurde und dann das Gemisch erneut für 24 Stunden mit einer Kugelmühle nass gemahlen wurde. Die Brenntemperatur zum Herstellen des Kondensatorelements 10 betrug bei den Beispielen 3 und 5 1340°C und bei den Bei spielen 4 und 6 1320°C. Die Beispiele 3 und 5 sind mit den Beispielen 4 und 6 mit der Ausnahme der Menge zugemischten Ytterbiumoxids als Ausgangsmaterial der vierten Hilfskompo nente sowie mit Ausnahme der Brenntemperatur identisch. Die Beispiele 3 und 4 sind mit den Beispielen 5 und 6 mit der Ausnahme der Menge an zugemischtem Calciumzirkonat als Aus gangsmaterial der sechsten Hilfskomponente identisch.

Als Vergleichsbeispiele 3 bis 6 zu den Beispielen 3 bis 6 wurden mehrschichtige Kondensatoren und scheibenförmige Pro ben unter denselben Bedingungen wie für die Beispiele 3 bis 6 mit der Ausnahme hergestellt, dass durch Hydrothermalsyn these synthetisierte Bariumtitanatpulver verwendet wurden. Zum Vergleich sind in der Tabelle 5 auch ein Verfahren zum Synthetisieren von Bariumtitanat aus dielektrischen Pasten der Vergleichsbeispiele 3 bis 6 und der Anteil der Hilfskom ponenten bezogen auf 100 Mol Bariumtitanat bei diesen Ver gleichsbeispielen 3 bis 6 dargestellt.

An den mehrschichtigen Kondensatoren und scheibenförmigen Proben der Beispiele 3 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 3 bis 6 wurden Auswertungen der Feinstruktur und der Eigen schaften auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 1 und 2 ausgeführt. Die Auswertungsergebnisse sind in der Tabelle 6 angegeben, und TEM-Photographien des Beispiels 3 und des Vergleichsbeispiels 3 sind in den Fig. 12 bis 15 gezeigt. Fig. 12 zeigt die TEM-Photographie des Beispiels 3, Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Teil der Fig. 12, Fig. 14 zeigt die TEM-Photographie des Vergleichsbeispiels 3 und Fig. 15 zeigt einen vergrößerten Teil der Fig. 14.

Tabelle 6

Aus den Fig. 12 bis 15 und der Tabelle 6 ist es erkennbar, dass mit den Beispielen 3 bis 6 dieselben Ergebnisse wie mit den Beispielen 1 und 2 erzielt werden können. Die Beispiele 3 his 6 erfüllen die X8R-Eigenschaften gemäß den EIA-Stan dards. Anders gesagt, zeigte es sich, dass selbst dann, wenn die Zusammensetzung der dielektrischen Keramiken geändert wird, dieselben Effekte durch eine Verringerung des zahlen mäßigen Anteils von Leerstellen erzielt werden können. Es zeigte sich auch, dass es die Verwendung von durch einen Oxalatprozess synthetisierten Bariumtitanatpulvern erleich tert, den zahlenmäßigen Anteil von Leerstellen in dielektri schen Keramiken zu senken.

Beispiele 7 und 8

Als Beispiele 7 und 8 wurden mehrschichtige Kondensatoren und scheibenförmige Proben unter denselben Bedingungen wie für das Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Zusammensetzungsverhältnis (Ba/Ti) und der mittlere Teil chendurchmesser der verwendeten Bariumtitanatpulver geändert wurden. Wie es in der Tabelle 7 dargestellt ist, wurden beim Beispiel 7 Bariumtitanatpulver mit einem Zusammensetzungs verhältnis (Ba/Ti) von 0,998 und einem mittleren Teilchen durchmesser von 0,7 µm verwendet, während beim Beispiel 8 Bariumtitanatpulver mit einem Zusammensetzungsverhältnis (Ba/Ti) von 1,006 und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,25 µm verwendet wurden. Das Zusammensetzungsverhältnis (Ba/Ti) und der mittlere Teilchendurchmesser der beim Bei spiel 1 und beim Vergleichsbeispiel 1 verwendeten Bariumti tanatpulver sind in der Tabelle 7 ebenfalls dargestellt.

Tabelle 7

An den mehrschichtigen Kondensatoren und den scheibenförmi gen Proben gemäß den Beispielen 7 und 8 wurden auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 Auswertungen hinsichtlich der Feinstruktur und der Eigenschaften vorgenommen. Die Auswer tungsergebnisse sind in der Tabelle 8 im Vergleich zu den Ergebnissen gemäß dem Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 1 dargestellt.

Tabelle 8

Wie es aus der Tabelle 8 erkennbar ist, ist die IW-Lebens dauer beim Beispiel 1 stärker verbessert als beim Beispiel 7, jedoch ist die Verbesserung beim Beispiel 8 noch besser als die beim Beispiel 1. Darüber hinaus war der mittlere Kristallteilchendurchmesser beim Beispiel 1 kleiner als beim Beispiel 7, während er beim Beispiel 8 noch kleiner war. An ders gesagt, zeigt es sich, dass ein mittlerer Kristallteil chendurchmesser von 0,7 µm oder weniger eine starke Verbes serung der IW-Lebensdauer erlaubt. Es zeigte sich auch, dass die Verwendung von Bariumtitanatpulvern mit einem Zusammen setzungsverhältnis (Ba/Ti) von mehr als 1 oder solchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 0,7 µm das Verrin gern des mittleren Kristallteilchendurchmessers der dielek trischen Keramik auf 0,7 µm oder weniger erleichtert, wo durch die IW-Lebensdauer noch stärker verbessert werden kann.

Obwohl es hier nicht im Einzelnen beschrieben ist, können dieselben Ergebnisse wie bei den oben genannten Beispielen auch dann verwendet werden, wenn für die erste bis siebte Hilfskomponente andere Materialien verwendet werden. Darüber hinaus können dieselben Wirkungen wie bei den obigen Bei spielen auch dann erzielt werden, wenn durch ein Festphasen verfahren synthetisierte Bariumtitanatpulver verwendet wer den.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen und Materialbei spielen erfolgte eine Beschreibung für eine dielektrische Keramik mit einer ersten bis vierten Hilfskomponente zusätz lich zu Bariumtitanat, das die Hauptkomponente bildet, und ferner bei Bedarf mit einer fünften bis siebten Hilfskompo nente, jedoch ist die Erfindung in weitem Umfang bei anderen dielektrischen Keramiken anwendbar, die diese Hilfskomponen ten nicht enthalten, solange sie Bariumtitanat enthalten.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen und Materialbei spielen erfolgte die Beschreibung für den Fall, dass die di elektrischen Keramiken in mehrschichtigen Kondensatoren ver wendet werden, jedoch kann die Erfindung bei anderen elek tronischen Bauteilen mit dielektrischen Schichten angewandt werden, z. B. bei einer mehrschichtigen keramischen Dros sel, einem mehrschichtigen keramischen Varistor oder einem LC- Filter, wobei dieselben Wirkungen erzielbar sind.

Wie oben beschrieben, beträgt bei einer erfindungsgemäßen dielektrischen Keramik der zahlenmäßige Anteil von Leerstel len 10% oder weniger, wodurch die IW-Lebensdauer verbessert werden kann und darüber hinaus der Temperaturkoeffizient der Kapazität bei hohen Temperaturen abgeflacht werden kann.

Bei einer dielektrischen Keramik gemäß einer Erscheinungs form der Erfindung beträgt der mittlere Kristallteilchen durchmesser mehr als 0,1 µm und nicht mehr als 0,7 µm, wo durch es möglich ist, die IW-Lebensdauer weiter zu verbes sern, während der Temperaturkoeffizient der Kapazität erhal ten bleibt.

Bei einer dielektrischen Keramik gemäß einer anderen Er scheinungsform der Erfindung werden Ausgangsmaterialpulver von Bariumtitanat, die durch einen Oxalatprozess oder einen Festphasenprozess synthetisiert wurden, verwendet, wodurch der zahlenmäßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen leicht verringert werden kann. Dadurch kann die IW-Lebens dauer leicht verbessert werden, und der Temperaturkoeffi zient der Kapazität kann bei hohen Temperaturen auf einfache Weise abgeflacht werden.

Bei einer dielektrischen Keramik gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung werden Ausgangsmaterialpulver von Bariumtitanat mit einem mittleren Teilchendurchmesser nicht unter 0,1 µm und unter 0,7 µm verwendet, wodurch sich der mittlere Kristallteilchendurchmesser der dielektrischen Keramik leicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befin den kann. Daher kann die IW-Lebensdauer auf einfache Weise noch weiter verbessert werden.

Bei einer dielektrischen Keramik gemäß einer weiteren Er scheinungsform der Erfindung werden Ausgangsmaterialpulver von Bariumtitanat mit einem Zusammensetzungsverhältnis (Ba/ Ti) von Barium zu Titanat von mehr als 1 und weniger als 1,007 verwendet, wodurch es möglich ist, auf einfache Weise den mittleren Teilchendurchmesser auf einen vorbestimmten Bereich zu verringern und die Widerstandsabsenkung zu ver bessern, während das Kristallisationsvermögen der Bariumti tanatpulver erhalten bleibt.

Bei einem erfindungsgemäßen elektronischen Bauteil ist eine dielektrische Schicht vorhanden, die die erfindungsgemäße dielektrische Keramik enthält, wodurch die IW-Lebensdauer und der Temperaturkoeffizient der Kapazität bei hohen Tempe raturen verbessert werden können, so dass die Zuverlässig keit bei hohen Temperaturen verbessert ist. Darüber hinaus kann das elektronische Bauteil dünner und/oder mit erhöhter Kapazität ausgebildet werden; es ist bei hohen Temperaturen einsetzbar.

Claims

1. Dielektrische Keramik mit Bariumtitanat als Hauptkompo nente, dadurch gekennzeichnet, dass der zahlenmäßige Anteil von Kristallteilchen mit Leerstellen 10% oder weniger be trägt.

2. Dielektrische Keramik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine erste Hilfskomponente, die mindestens eines der Ele mente Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Barium (Ba), Strontium (Sr) und Ohrom (Cr) enthält;
eine zweite Hilfskomponente, die Siliciumoxid enthält;
eine dritte Hilfskomponente, die mindestens eines der Ele mente Vanadium (V), Molybdän (Mo) und Wolfram (W) enthält; und
eine vierte Hilfskomponente, die mindestens eines der Ele mente Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Yttrium (Y), Disprosium (Dy) und Holmium (Ho) enthält.

3. Dielektrische Keramik nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Kristall teilchendurchmesser derselben mehr als 0,1 µm und nicht mehr als 0,7 µm beträgt.

4. Dielektrische Keramik nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hilfskomponente ferner ein Oxid mindestens eines der Elemente Barium, Cal cium, Strontium, Magnesium, Lithium (Li) und Bor (B) enthält und als Sinterhilfsstoff wirkt.

5. Dielektrische Keramik nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie unter Verwendung von Elektronenbeugungs-Photographien als Ausgangsmaterial hergestellt wird, die durch einen Oxalatprozess oder ein Festphasenverfahren synthetisiert wurden.

6. Dielektrische Keramik nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Bariumtitanatpulver einen mittleren Teil chendurchmesser nicht unter 0,1 µm und unter 0,7 µm aufwei sen.

7. Dielektrische Keramik nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Bariumtitanatpulver ein Zusammensetzungs verhältnis (Ba/Ti) von Barium zu Titan von mehr als 1 und weniger als 1,007 aufweisen.

8. Elektronisches Bauteil, das eine dielektrische Keramik enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Ke ramik eine solche gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ist.