DE112007001335T5 - Dielektrische Keramik, Keramikelektronikelement und Vielschicht-Keramikkondensator - Google Patents

Dielektrische Keramik, Keramikelektronikelement und Vielschicht-Keramikkondensator Download PDF

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Abstract

Dielektrische Keramik mit:
einer durch die allgemeine Formel:
{Ba1-x-yCaxSny)m(Ti1-zZrz)O3} wiedergegebenen Perowskitverbindung als Hauptbestandteil;
dadurch gekennzeichnet, dass x, y, z und m 0,025 ≤ x ≤ 0,20 0,02 ≤ y ≤ 0,20 0 ≤ z ≤ 0,05 und 0,99 ≤ m ≤ 1,1erfüllen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine dielektrische Keramik, ein Keramikelektronikelement und einen Vielschicht-Keramikkondensator und betrifft insbesondere eine dielektrische Keramik, die in geeigneter Weise in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur verwendet wird, ein Keramikelektronikelement, das die dielektrische Keramik verwendet, und einen Vielschicht-Keramikkondensator.
  • Technischer Hintergrund
  • In den vergangen Jahren wurden verschiedene Keramikelektronikelemente, wie zum Beispiel ein Vielschicht-Keramikkondensator, in großem Umfang an verschiedenen elektronischen Vorrichtungen angebracht, wie zum Beispiel eine elektronische Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge.
  • Als für diese Art von Keramikelektronikelement verwendetes elektronisches Material ist ein dielektrisches Keramikmaterial, das vorrangig aus Bariumtitanat (BaTiO3) besteht, bekannt, und es wurden diesbezüglich aktiv Forschung und Entwicklung betrieben.
  • In Patentschrift 1 wurde beispielsweise eine dielektrische Keramikzusammensetzung vorgeschlagen, die BaO, TiO2, SnO2, Bi2O3, MgO und SiO2 in einem vorbestimmten Zusammensetzungsbereich als wesentlichen Hauptbestandteil und mindestens eines von La2O3, Sm2O3, und Nd2O3 in einem vorbestimmten Bereich als einen selektiven wesentlichen Bestandteil umfasst.
  • In dieser Patentschrift 1 wird durch Steuern der Zusammensetzung der wesentlichen Hauptbestandteile und der selektiven wesentlichen Bestandteile in einem vorbestimmten Bereich eine dielektrische Keramikzusammensetzung erhalten, die eine relative Dielektrizitätskonstante εr von 1.000 oder mehr und einen dielektrischen Verlust tan δ von 10% oder weniger aufweist und die in geeigneter Weise für eine so genannte Verzögerungsleitung verwendet wird.
  • Darüber hinaus wird in Patentschrift 2 eine dielektrische Keramikzusammensetzung vorgeschlagen, die vorrangig aus einer Perowskitverbindung besteht, welche durch eine Zusammensetzungsformel (Ba1-xSnx)mTiO3 wiedergegeben wird, wobei 0,01 ≤ x ≤ 0,3 und 0,9 ≤ m ≤ 1,1 gelten und wobei eine Ba-Stelle, die durch (Ba1-xSnx) wiedergegeben wird, im Wesentlichen kein Sr umfasst.
  • In dieser Patentschrift 2 wird Ba von BaTiO3 zum Teil durch Sn in einem vorbestimmten Molbereich ersetzt, und das Molverhältnis der Ba-Stelle zu der Ti-Stelle wird in einem vorbestimmten Molbereich gesteuert, so dass eine bleifreie dielektrische Keramikzusammensetzung erhalten wird, welche eine Curie-Temperatur Tc von 130°C oder mehr, eine remanente Polarisation von etwa 20 μC/cm2 oder mehr und eine hohe relative Dielektrizitätskonstante εr von 700 oder mehr aufweist.
  • Im Allgemeinen glaubt man, dass, da Sn in der Form eines vierwertigen Kations seinen stabilen Zustand beibehält, in einer BaTiO3-basierten Verbindung Sn normalerweise in der Ti-Stelle festgelöst wird. Darüber hinaus wurde in der Nichtpatent-Schrift 1 offenbart, dass, auch wenn die Curie-Temperatur Tc von BaTiO3 120°C beträgt, wenn Ti zum Teil durch Sn ersetzt wird, die Curie-Temperatur Tc deutlich von 120°C auf Raumtemperatur oder darunter verringert wird.
    • Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 3040962
    • Patentschrift 2: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2005/075377 Druckschrift
    • Nichtpatent-Schrift 1: K. Okazaki, „Ceramic Engineering for Dielectrics", dritte Ausgabe, Gakken-sha Publishing Co., Ltd., Juni 1983, Seiten 281 bis 283.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Gemäß der in Patentschrift 1 offenbarten dielektrischen Keramikzusammensetzung, entsteht, da die Curie-Temperatur Tc niedrig ist, beispielsweise –20 bis +15°C, und die relative Dielektrizitätskonstante εr schnell verringert wird, wenn die Temperatur ansteigt, ein Problem, da es schwierig ist, diese dielektrische Keramikzusammensetzung in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur praktisch zu verwenden. Da ein Vielschicht-Keramikkondensator in den letzen Jahren in großem Umfang in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet wurde, wird insbesondere gefordert, dass man diesen auch in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur von etwa 150°C verwenden kann.
  • Im Übrigen glaubt man, dass der Grund dafür, dass die in Patentschrift 1 offenbarte dielektrische Keramikverbindung wie vorstehend beschrieben eine niedrige Curie-Temperatur von –20 bis +15°C aufweist, ist, dass unter Berücksichtigung der Beschreibung in der Nichtpatent-Schrift 1 Sn in der Ti-Stelle festgelöst wird.
  • Andererseits wird gemäß der in Patentschrift 2 offenbarten dielektrischen Keramikzusammensetzung eine hohe Curie-Temperatur Tc von 130°C oder mehr erreicht, da Sn in der Ba-Stelle festgelöst wird.
  • In der Patentschrift 2 ist jedoch, da ein Sauerstoffpartialdruck beim Brennen extrem niedrig ist, beispielsweise 10–12 bis 10–16 MPa, der Freiheitsgrad der Brennbedingungen eingeschränkt, und somit besteht das Problem, dass Eigenschaften eines Keramikelektronikelements schwer angepasst werden können. Darüber hinaus können beispielsweise aufgrund der Veränderung der Brenntemperatur die Isoliereigenschaften einer dielektrischen Keramik in einigen Fallen verschlechtert werden. Wenn diese dielektrische Keramikzusammensetzung für einen Vielschicht-Keramikkondensator verwendet wird, ist ferner aufgrund des Verringerns der Dicke von Innenelektroden ein leitendes Material sphärisch, wenn Keramikschichten und Leiterbilder, die zu den Innenelektroden ausgebildet werden sollen, gemeinsam gebrannt werden, und dadurch kann es in einigen Fällen nachteiligerweise zu einem so genannten Elektrodenbruch kommen.
  • D. h. auch wenn vierwertiges Sn im Allgemeinen einen stabilen Zustand beibehält, muss vierwertiges Sn zu zweiwertigem Sn geformt werden, um Sn in der Ba-Stelle festzulösen. Somit wird in Patentschrift 2 eine Brennbehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, in der der Sauerstoffpartialdruck extrem auf 10–12 bis 10–16 MPa verringert wird. Andererseits ist jedoch, da der Sauerstoffpartialdruck beim Brennen wie vorstehend beschrieben sehr niedrig ist, der Freiheitsgrad der Brennbedingungen eingeschränkt, die Isoliereigenschaften der dielektrischen Keramik werden beispielsweise durch die Änderung der Brenntemperatur verschlechtert und in einigen Fällen kann es ferner nachteiligerweise zu einem so genannten Elektrodenbruch der Innenelektrode kommen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Lage entwickelt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine dielektrische Keramik, die stabil in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur verwendet werden kann, ohne dass dielektrische Eigenschaften verschlechtert werden, deren Eigenschaften ohne Weiteres angepasst werden können, und die selbst dann keinen Elektrodenbruch erzeugt, wenn eine Keramikschicht und ein Leiterbild gemeinsam gebrannt werden; ein keramisches Elektronikelement, das diese dielektrische Keramik verwendet, und einen Vielschicht-Keramikkondensator an die Hand zu geben.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Bei einer BaTiO3-basierten Verbindung kann bei Festlösen von Sn in der Ba-Stelle die Curie-Temperatur Tc angehoben werden. Will man jedoch Sn in der B-Stelle durch Reduzieren von stabilem vierwertigen Sn zu zweiwertigem Sn festlösen, treten wie vorstehend beschrieben verschiedene Problem auf, wenn der Sauerstoffpartialdruck beim Brennen extrem auf 10–12 bis 10–16 verringert wird.
  • Somit wurde durch intensive Forschungsarbeit, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgenommen wurde, herausgefunden, dass, wenn Ca in der Zusammensetzung enthalten ist, dieses Ca die feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle fördert. Als Ergebnis fand man heraus, dass ohne Durchführen einer Brennbehandlung bei einem sehr niedrigen Sauerstoffpartialdruck von 10–12 bis 10–16 MPa eine dielektrische Keramik mit einer hohen Curie-Temperatur Tc erhalten werden kann. Darüber hinaus glaubt man, dass zum gleichmäßigen Reduzieren von vierwertigem Sn zu zweiwertigem Sn eine Wärmebehandlung, die nicht nur Brennen, sondern auch Kalzinieren umfasst, vorzugsweise einem vorbestimmten niedrigen Sauerstoffpartialdruckbereich durchgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Erkenntnisse und sieht eine dielektrische Keramik vor, welche eine Perowskitverbindung umfasst, die durch die allgemeine Formel {(Ba1-x-yCaxSny)mTi1-zZrzO3} als Hauptbestandteile wiedergeben wird, und in dieser Formel erfüllen das x, y, z, und m 0,02 ≤ x ≤ 0,20, 0,02 ≤ y ≤ 0,20, 0 ≤ z ≤ 0,05 und 0,99 ≤ m ≤ 1,1.
  • Zudem hat die dielektrische Keramik der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Curie-Temperatur von 130°C oder mehr.
  • Ferner kann in der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung mindestens ein Bestandteil von Mn und V in 0,02 bis 2 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten sein.
  • Zudem kann die dielektrische Keramik der vorliegenden Erfindung Si in 0,02 bis 5 Molteilen bezüglich 100 Molteilen der Hauptbestandteil umfassen.
  • Zudem umfasst in einem Keramikelektronikelement der vorliegenden Erfindung ein aus der vorstehenden dielektrischen Keramik gebildeter keramischer Grundkörper einen Leiter.
  • Ferner hat ein Vielschicht-Keramikkondensator der vorliegenden Erfindung einen keramischen Grundkörper mit keramischen Schichten und Innenelektroden, die abwechselnd aneinander laminiert sind, und Außenelektroden, die an zwei Endabschnitten des keramischen Grundkörpers vorgesehen sind und die mit den Innenelektroden verbunden sind, und in dem vorstehenden Vielschicht-Keramikkondensator werden die Keramikschichten aus der vorstehend beschriebenen dielektrischen Keramik gebildet.
  • Da Ca die feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle fördert, ohne eine Wärmebehandlung bei einer extrem niedrigen Sauerstoffpartialatmosphäre durchzuführen, kann gemäß der dielektrischen Keramik der vorstehenden Erfindung eine dielektrische Keramik mit einer hohen Curie-Temperatur erhalten werden. Ferner kann somit eine dielektrische Keramik erhalten werden, die stabile dielektrische Eigenschaften sogar in einer Atmosphäre mit hohen Temperaturen aufweist, deren Eigenschaften ohne Weiteres angepasst werden können, da der Freiheitsgrad der Brennbedingungen vergrößert wird, und die eine Verschlechterung der Isoliereigenschaften verhindern kann.
  • Zudem kann, da die Curie-Temperatur bei 130°C oder darüber liegt, eine dielektrische Keramik erhalten werden, die auf geeignete Weise verwendet wird, beispielsweise für Kraftfahrzeuganwendungen, bei denen stabile Eigenschaften in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur von etwa 150°C erforderlich sind.
  • Zudem können Sintereigenschaften verbessert werden, da mindestens eines von Mn und V in 0,02 bis 2 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten ist oder Si in 0,02 bis 5 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten ist.
  • Da der aus der vorstehenden dielektrischen Keramik gebildete Grundkörper einen Leiter umfasst, kann zudem gemäß dem Keramikelektronikelement der vorliegenden Erfindung ein Keramikelektronikelement verwirklicht werden, das stabil in einer Atmosphäre mit hohen Temperaturen verwendet werden kann, das durch Anpassen von Brennbedingungen seine dielektrischen Eigenschaften ohne Weiteres ändern kann und das eine Verschlechterung der Isoliereigenschaften beispielsweise aufgrund einer Änderung der Brenntemperatur verhindern kann.
  • Da die Keramikschichten aus der vorstehenden dielektrischen Keramik gebildet werden, kann zudem gemäß dem Vielschicht-Keramikkondensator der vorliegenden Erfindung Brennen in einer Brennatmosphäre bei einem Sauerstoffpartialdruck von etwa 10–10 bis 10–12 durchgeführt werden, so dass neben den vorstehend beschriebenen Wirkungen selbst bei geringerer Dicke der Innenelektroden Defekte, wie beispielsweise Elektrodenbruch, welche bewirkt werden, wenn die Innenelektroden sphärisch sind, unterdrückt werden können. Somit kann ein Vielschicht-Keramikkondensator verwirklicht werden, der stabil in einer Atmosphäre mit hohen Temperaturen verwendet werden kann und der in geeigneter Weise für Kraftfahrzeuganwendungen und dergleichen verwendet werden kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Ausführungsform eines Vielschicht-Keramikkondensators als Keramikelektronikelementen unter Verwendung einer dielektrischen Keramik gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Beste Arten zum Ausführen der Erfindung
  • Als Nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
  • Eine dielektrische Keramik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Perowskitverbindung als Hauptbestandteil, welche durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: (Ba1-x-yCaxSny)m(Ti1-zZrz)O3 (A)wobei x, y, z und m die folgenden Gleichungen (1) bis (4) erfüllen. 0,02 ≤ x ≤ 0,20 (1) 0,02 ≤ y ≤ 0,20 (2) 0 ≤ z ≤ 0,05 (3) und 0,99 ≤ m ≤ 1,1 (4).
  • D. h. bei der dielektrischen Keramik dieser Ausführungsform ist der Hauptbestandteil aus einer BaTiO3-basierten Verbindung mit einer Perowskitstruktur gebildet und Ba der Ba-Stelle ist zum Teil durch Sn und Ca in einem vorbestimmten Molbereich ersetzt.
  • Wenn Sn in der Form eines zweiwertigen Kations in der Ba-Stelle wie vorstehend beschrieben festgelöst ist, kann die Curie-Temperatur auf eine hohe Temperatur von 130°C oder darüber erhöht werden, und dadurch kann eine dielektrische Keramik erhalten werden, die in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur bei etwa 150°C stabil verwendet werden kann.
  • Wenn Ba zum Teil durch Ca ersetzt wird, obwohl die Brennatmosphäre nicht auf einen extrem niedrigen Sauerstoffpartialdruck (wie beispielsweise 1,0 × 10–12 bis 1,0 × 10–16 MPa) festgelegt wird, kann ferner eine gewünschte dielektrische Keramik erhalten werden.
  • Nachstehend werden die Gründe, aus denen die vorstehenden x, y, z und m in den durch die Gleichungen (1) bis (4) wiedergegebenen Bereichen festgelegt werden, näher beschrieben.
  • (1) x
  • Wenn Ca in der BaTiO3-Verbindung enthalten ist, wie vorstehend beschrieben, kann eine feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle gefördert werden. Beispielsweise kann durch Brennen bei einem niedrigen Sauerstoffpartialdruck von etwa 1,0 × 10–12 bis 1,0 × 10–16 MPa Sn in der Ba-Stelle festgelöst werden.
  • Wenn das Molverhältnis x von Ca in der Ba-Stelle jedoch weniger als 0,02 beträgt, ist der Molgehalt von Ca übermäßig klein und dadurch kann eine feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle nicht ausreichend gefördert werden. Wenn das Molverhältnis x andererseits mehr als 0,20 beträgt, ist dies nicht bevorzugt, da die Sintereigenschaften in einigen Fällen verschlechtert werden können.
  • Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform Zusammensetzungsbestandteile so angepasst, dass das Molverhältnis x 0,02 ≤ x ≤ 0,20 erfüllt.
  • (2) y
  • Obwohl die Curie-Temperatur Tc von BaTiO3 120°C beträgt (Nichtpatent-Schrift 1), kann die Curie-Temperatur Tc auf 130°C oder darüber angehoben werden, wenn Sn in der Ba-Stelle festgelöst wird.
  • Wenn das Molverhältnis y von Sn in der Ba-Stelle jedoch weniger als 0,02 beträgt, kann, da der Molgehalt von Ca übermäßig klein ist, aber eine Wirkung des Anhebens der Curie-Temperatur Tc nicht erwartet werden. Wenn das Molverhältnis y andererseits mehr als 0,20 beträgt, obwohl die Curie-Temperatur Tc erhöht ist, pflegt die relative Dielektrizitätskonstante εr zu sinken und der dielektrische Verlust tan δ steigt ebenfalls.
  • Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform die Zusammensetzungsbestandteile so angepasst, dass das Molverhältnis y 0,02≤ y ≤ 0,20 erfüllt.
  • (3) y
  • In der dielektrischen Keramik dieser Ausführungsform kann bei Bedarf Ti zum Teil durch Zr ersetzt werden.
  • Wenn das Molverhältnis z von Zr in der Ti-Stelle jedoch mehr als 0,05 beträgt, sinkt die Curie-Temperatur Tc deutlich und eine dielektrische Keramik, die stabil in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur verwendet werden kann, kann nicht erhalten werden.
  • Dementsprechend werden in dieser Ausführungsform die Zusammensetzungsbestandteile so angepasst, dass das Molverhältnis z 0 ≤ z ≤ 0,05 erfüllt.
  • (4) y
  • Obwohl das Molverhältnis m der Ba-Stelle zu der Ti-Stelle in einer stöchiometrischen Zusammensetzung 1,00 beträgt, wird bei Bedarf die stöchiometrische Zusammensetzung vorzugsweise verschoben.
  • Wenn das Molverhältnis m jedoch auf weniger als 0,99 oder über 1,1 von der stöchiometrischen Zusammensetzung verschoben wird, können die Sintereigenschaften in einigen Fällen verschlechtert werden.
  • Dementsprechend werden bei dieser Ausführungsform die Zusammensetzungsbestandteil so angepasst, dass das Molverhältnis m 0,99 ≤ m ≤ 1,1 erfüllt.
  • Was die Form des in der dielektrischen Keramik vorliegenden Ca betrifft, wird Ca in der Ba-Stelle wie vorstehend beschrieben festgelöst; da Ca jedoch einen Anstieg und einen Abfall der Curie-Temperatur Tc kaum beeinflusst, kann Ca, so lange andere verschiedene Eigenschaften nicht negativ beeinflusst werden, in Kristallgrenzen oder an einem Kristalldreifachpunkt vorhanden sein oder es kann auch in der Ti-Stelle festgelöst sein.
  • Zudem wird zum Verbessern von Sintereigenschaften mindestens eines von Mn und V vorzugsweise zu dem Hauptbestandteil zugegeben. In diesem Fall werden zum Erhalten einer Wirkung der Verbesserung der Sintereigenschaften vorzugsweise 0,02 Molteile oder mehr zu 100 Molteilen des Hauptbestandteils zugegeben. Wenn jedoch mehr als 2 Molteile zu 100 Molteilen des Hauptbestandteils zugegeben werden, pflegen sich die dielektrischen Eigenschaften zu verschlechtern. Wenn also mindestens eines von Mn und V zugegeben wird, wird der Gehalt desselben vorzugsweise in dem Bereich von 0,02 bis 2 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils festgelegt.
  • Zudem ist es aus dem gleichen Grund wie vorstehend beschrieben vorzuziehen, dass 0,02 bis 5 Molteile von Si bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Curie-Punkt vorzugsweise 130°C oder mehr. Da in der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung Sn als Hauptbestandteile enthalten ist, wird bei Bestätigen, dass die Curie-Temperatur 130°C oder mehr beträgt, das Vorhandensein von Sn in der Ba-Stelle indirekt nachgewiesen. Wie in der Nichtpatent-Schrift 1 offenbart ist, ist der Grund dafür, dass bei Vorhandensein von Sn in der Ti-Stelle die Curie-Temperatur deutlich von 120°C gesenkt wird.
  • Da die Ba-Stelle der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung zum Teil durch Sn ersetzt wird, kann zudem eine hohe Curie-Temperatur auf vorteilhafte Weise erhalten werden; eine große Menge eines Bestandteils, der die Curie-Temperatur senkt, ist aber vorzugsweise nicht enthalten. In dem Fall, in dem beispielsweise ein Bestandteil, der die Curie-Temperatur senkt, zugegeben wird, wird die Menge von Sn, das zum Teil die Ba-Stelle ersetzt, vorzugsweise erhöht.
  • Andererseits kann als Element, das die Curie-Temperatur von Bariumtitanat sowie von Sn erhöht, beispielsweise Pb oder Bi, genannt werden. Pb und B sind jedoch die Umwelt belastende Materiale und haben einen sehr schlechten Reduktionswiderstand, und somit sind die vorstehenden Elemente in einem Vielschicht-Keramikkondensator sehr schwer zu verwenden. Demensprechend wird in der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung bei Bestätigen, dass die Curie-Temperatur 135°C oder mehr beträgt, das Vorliegen von Sn in der Form eines zweiwertigen Kations in der Ba-Stelle im Wesentlichen nachgewiesen.
  • 1 ist eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform eines Vielschicht-Keramikkondensators unter Verwendung der vorstehend beschriebenen dielektrischen Keramik zeigt.
  • In dem vorstehenden Vielschicht-Keramikkondensator sind Innenelektroden 2a bis 2d in einem keramischen Grundkörper 1 eingebettet, Außenelektroden 3a und 3b sind an zwei Endflächen des keramischen Grundkörpers 1 ausgebildet und die ersten Beschichtungsschichten 4a und 4b und die zweiten Beschichtungsschichten 5a und 5b sind so ausgebildet, dass sie die Außenelektrode 3a bzw. 3b bedecken.
  • D. h. der keramische Grundkörper 1 ist so ausgebildet, dass die Innenelektroden 2a und 2d und die Keramikschichten 6a bis 6e, die aus der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung gebildet werden, abwechselnd aneinander laminiert und gebrannt werden, die Innenelektroden 2a und 2c elektrisch mit der Außenelektrode 3a verbunden sind und die Innenelektroden 2b und 2d elektrisch mit der Außenelektrode 3b verbunden sind. Zudem wird zwischen sich gegenüberliegenden Flächen der Innenelektroden 2a und 2c und der Innenelektroden 2b und 2d elektrostatische Kapazität gebildet.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstelle des vorstehenden Vielschicht-Keramikkondensators näher beschrieben.
  • Zunächst werden als Keramikrohmaterialien eine Ba-Verbindung, beispielsweise BaTiO3, eine Ti-Verbindung, beispielsweise TiO2, eine Ca-Verbindung, beispielsweise CaCO3, und eine Sn-Verbindung, beispielsweise SnO2, erzeugt, und zudem kann bei Bedarf auch eine Zr-Verbindung, beispielsweise ZrO2, erzeugt werden.
  • Als Nächstes werden die vorstehenden Keramikrohmaterialien so abgewogen, dass die vorstehende allgemeine Formel (A) die vorstehenden Gleichungen (1) bis (4) erfüllt.
  • Anschließend wird, nachdem die so abgewogenen Materialien in eine Kugelmühle mit reinem Wasser und Steinen, beispielsweise PSZ (teilweise stabilisiertes Zirkoniumoxid), gefüllt wurden und durch ein Nassverfahren ausreichend gemischt und pulverisiert wurden, eine Kalzinierungsbehandlung (Wärmehandlung) bei einer Temperatur von etwa 1.000°C oder mehr durchgeführt, so dass ein pulverförmiger Hauptbestandteil gebildet wird. Bei diesem Schritt wird, da vierwertiges Sn zu zweiwertigem Sn reduziert werden muss, als Kalzinierungsatmosphäre vorzugsweise eine reduzierende Atmosphäre, die ein N2-H2-Mischgas bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10 bis 1,0 × 10–12 MPa enthält, verwendet.
  • Nachdem eine Mn-Verbindung, beispielsweise MnO, eine V-Verbindung, beispielsweise V2O5, und eine Si-Verbindung, beispielsweise SiO2, als Zusatzbestandteilsmaterialien erzeugt wurden, werden diese Zusatzbestandteilsmaterialien und der vorstehende pulverförmige Hauptbestandteil anschließend in einer Kugelmühle gemischt, gefolgt von Verdampfungstrocknen, so dass ein pulverförmiges Keramikausgangsmaterial erhalten wird. In dieser Ausführungsform wird, da das Zugeben der Zusatzbestandteilmaterialien optional durchgeführt wird, der vorstehend beschriebene Schritt ausgelassen, wenn diese nicht zugegeben werden.
  • Als Nächstes wird das das pulverförmige keramische Ausgangsmaterial zusammen mit einem organischen Bindemittel und einem organischen Lösungsmittel in eine Kugelmühle gefüllt und durch ein Nassverfahren gemischt, so dass ein keramischer Schlicker gebildet wird. Anschließend wird dieser keramische Schlicker durch ein Schabmesserverfahren oder dergleichen verarbeitet, um keramische Grünfolien zu bilden.
  • Dann wird auf keramischen Grünfolien unter Verwendung einer leitenden Innenelektrodenpaste Siebdrucken durchgeführt, so dass Leiterbilder, von denen jedes ein vorbestimmtes Muster hat, auf Flächen der keramischen Grünfolien ausgebildet werden.
  • Zudem wird als leitendes Material, das in der leitenden Innenelektrodenpaste enthalten ist, zur Kostenverringerung vorzugsweise Ni, Cu, Ag oder eine Legierung derselben verwendet.
  • Nachdem die keramischen Grünfolien, auf denen die Leiterbilder ausgebildet sind, in eine vorbestimmte Richtung aneinander laminiert wurden, wird als Nächstes ein so ausgebildetes Laminat mit keramischen Grünfolien, die nicht mit den Leiterbildern versehen sind, sandwichartig gebildet und wird dann aneinander druckverbunden, und das so druckverbundene Laminat wird dann auf eine vorbestimmte Größe geschnitten, so dass ein keramisches Laminat gebildet wird. Anschließend wird eine Debinderbehandlung bei einer Temperatur von etwa 300 bis 500°C durchgeführt, und ferner wird eine Brennbehandlung (Wärmebehandlung) bei einer Temperatur von 1.000 bis 1.200°C etwa 2 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die ein H2-N2-H2O-Mischgas umfasst, wobei der Sauerstoffpartialdruck in dem Bereich von etwa 1,0 × 10–10 bis 1,0 × 10–12 MPa gehalten wird. Dadurch werden die Leiterbilder und die keramischen Grünfolien gemeinsam gebrannt und der keramische Grundkörper 1, in dem die Innenelektroden 2a und 2d und die Keramikschichten 6a bis 6e abwechselnd aneinander laminiert sind, wird erhalten.
  • Als Nächstes wird eine leitende Außenelektrodenpaste an die beiden Endflächen des keramischen Grundkörpers 1 aufgetragen, gefolgt von Durchführen einer Brennbehandlung, so dass die Außenelektroden 3a und 3b ausgebildet werden.
  • Zudem wird als die leitende Außenelektrodenpaste vorzugsweise eine Paste verwendet, bei der Glasfritte einem leitenden Material zugegeben wird. Zudem kann zur Kostensenkung Ni, Cu, Ag oder eine Legierung derselben als leitende Paste verwendet werden, und bei Bedarf kann beispielsweise auch Pd oder Ag-Pd verwendet werden.
  • Als Verfahren zum Ausbilden der Außenelektroden 3a und 3b nach dem Auftragen der leitenden Außenelektrodenpaste auf die beiden Endflächen des Keramiklaminats kann sie zudem durch eine Brennbehandlung zusammen mit dem Keramiklaminat verarbeitet werden.
  • Nachdem die ersten Beschichtungsschichten 4a und 4b, die beispielsweise aus Ni, Cu oder einer Ni-Cu-Legierung bestehen, auf den Oberflächen der Außenelektroden 3a und 3b durch Elektroplattieren ausgebildet sind, werden als Nächstes die zweiten Beschichtungsschichten 5a und 5b, die beispielsweise aus Lot oder Zinn bestehen, auf den ersten Beschichtungsschichten 4a und 4b durch Galvanisieren ausgebildet, um bessere Löteigenschaften zu erhalten, so dass ein Vielschicht-Keramikkondensator hergestellt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Auch wenn in der vorstehenden Ausführungsform zum Beispiel ein gewünschter pulverförmiger Hauptbestandteil durch Kalzinierungssynthese erhalten wird, nachdem das Molverhältnis m der Ba-Stelle zu der Ti-Stelle vorab so festgelegt wird, dass es kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die Kalzinierungsbehandlung durchgeführt wird, kann mindestens ein fehlender Bestandteil optional zugegeben werden, um einen gewünschten pulverförmigen Hauptbestandteil zu erzeugen. In diesem Fall wird der Bestandteil, der als fehlender Bestandteil zugegeben wird, vorrangig an der Ba-Stelle durch Brennen festgelöst, und somit kann ein gewünschter m-Wert auf zufriedenstellende Weise erhalten werden.
  • Zudem wird in der vorstehenden Ausführungsform der Vielschicht-Keramikkondensator als ein Beispiel des Keramikelektronikelements beschrieben; es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auf andere Keramikelektronikelemente, beispielsweise einen Einschicht-Keramikkondensator, angewandt werden kann.
  • Als Nächstes werden Beispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Zunächst wurden als Keramikrohmaterialien BaCO3, TiO2, CaCO3 und SnO2 erzeugt. Als Nächstes wurden diese Materialien abgewogen, so dass Hauptbestandteile die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung aufwiesen. Danach wurden die so abgewogenen Materialien in eine Kugelmühle mit PSZ-Kugeln und reinem Wasser gefüllt und wurden durch ein Nassverfahren ausreichend gemischt und pulverisiert, gefolgt von Trocknen, so dass ein Mischpulver erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde, nachdem dieses Mischpulver durch eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 1.000°C 2 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre, die N2-H2-Mischgas enthielt, kalziniert wurde, wobei der Sauerstoffpartialdruck so gesteuert war, dass er 1,0 × 10–10,0 Mpa betrug, eine Trockenpulverisierung durchgeführt, so dass ein pulverförmiges Keramikausgangsmaterial mit einer Hauptzusammensetzung, die durch (Ba1-x-yCaxSny)mTiO3 wiedergegeben wird, ausgebildet wurde.
  • Als Nächstes wurde, nachdem ein poly(vinylbutyral)-basiertes Bindemittel und als Lösungsmittel dienendes Ethanol zu diesem pulverförmigen Ausgangsmaterial zugegeben wurden, Mischen und Pulverisieren durchgeführt, so dass ein keramischer Schlicker erhalten wurde. Der so erhaltene keramische Schlicker wurde dann mit einem Schabmesserverfahren verarbeitet, so dass keramische Grünfolien erhalten wurden.
  • Anschließen wurde eine vorrangig aus Ni bestehende leitende Paste durch Siebdrucken auf Oberflächen von keramischen Grünfolien aufgebracht, um Leiterbilder auszubilden. Als Nächstes wurden die keramischen Grünfolien, auf denen die Leiterbilder ausgebildet waren, in eine vorbestimmte Richtung aneinander laminiert wurden und durch keramische Grünfolien sandwichartig eingeschlossen, auf denen keine Leiterbilder ausgebildet waren, gefolgt von Druckverbinden, so dass ein Keramiklaminat gebildet wurde.
  • Als Nächstes wurde Erhitzen dieses Keramiklaminats in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 350°C durchgeführt, um das Bindemittel durch Verbrennen zu entfernen, und dann wurde eine Brennbehandlung (Wärmebehandlung) bei einer Temperatur von 1.200°C 2 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre, die ein H2-N2-H2O-Gas enthielt, durchgeführt, wobei der Sauerstoffpartialdruck wie in Tabelle 1 gezeigt gesteuert wurde, wodurch ein keramischer Grundkörper (keramisch gesinterter Körper) erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde eine vorrangig aus Cu bestehende und B-Li-Si-Ba-O-basierte Glasfritte enthaltende leitende Paste auf zwei Endflächen dieses keramischen Grundkörpers aufgetragen und wurde durch eine Brennbehandlung bei einer Temperatur von 600°C in einer Stickstoffatmosphäre verarbeitet, so dass Außenelektroden, die elektrisch mit den Innenelektroden verbunden waren, ausgebildet wurden.
  • Zudem wurde schließlich Galvanisieren durchgeführt, um eine Ni-Schicht und eine Sn-Schicht auf der Oberfläche einer jeden der Außenelektroden zu bilden, wodurch ein Vielschicht-Keramikkondensator der Proben Nr. 1 bis 6 gebildet wurde.
  • Die Außenabmessungen eines jeden der Vielschicht-Keramikkondensatoren waren 2,0 mm lang, 1,0 mm breit und 0,5 mm dick. Zudem betrug die Dicke der zwischen den Innelektroden befindlichen Keramikschicht 5 μm, die Dicke der Innenelektrode betrug 0,5 μm, die effektive Zahl von Schichten zum Erhalten elektrostatischer Kapazität war 5 und die Gegenelektrodenfläche pro Keramikschicht betrug 1,3 mm2.
  • Als Nächstes wurden die relative Dielektrizitätskonstante εr von 1.000, der dielektrische Verlust tan δ und die Curie-Temperatur Tc der Proben Nr. 1 bis 6 gemessen.
  • D. h. durch Verwenden einer automatischen Brückenmessvorrichtung wurden die elektrostatische Kapazität C und der dielektrische Verlust tan δ bei einer Frequenz von 1 kHz, eine effektive Spannung von 0,2 Vrms und eine Temperatur von 25°C gemessen, und die relativ Dielektrizitätskonstante εr wurde aus der elektrostatischen Kapazität C berechnet.
  • Zudem wurde die Änderung der elektrostatischen Kapazität mit Temperatur in dem Bereich von –55 bis +200°C gemessen, und eine Temperatur, bei der die elektrostatische Kapazität maximiert wurde, wurde als die Curie-Temperatur betrachtet.
  • Zudem wurden die Querschnitte der Proben Nr. 1 bis 6 mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops betrachtet und es wurde untersucht, ob die Innenelektrode sphärisch war oder nicht.
  • Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungsbestandteile der Proben 1 bis 6 und die Messergebnisse derselben.
  • Figure 00190001
  • Gemäß Probe Nr. 1 betrug das Molverhältnis x 0,00 und die Curie-Temperatur Tc wurde auf 90°C verringert. Man glaubt, dass der Grund hierfür darin besteht, dass, obwohl Sn zum Erhalten eines Molverhältnisses y von 0,05 verwendet wurde, Sn beim Brennen vorrangig in der Ti-Stelle bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 festgelöst wurde, da Ca nicht enthalten war.
  • Obwohl die Probe Nr. 2 eine hohe Curie-Temperatur von 145°C aufwies, war Ni (leitendes Material), das die Innenelektroden bildete, sphärisch. D. h. obwohl Ca nicht in der dielektrischen Keramik enthalten war, wurde, da der Sauerstoffpartialdruck beim Brennen extrem auf 1,0 × 10–13,0 MPa verringert wurde, Sn in der Ba-Stelle festgelöst, und dadurch wurde die Curie-Temperatur angehoben. Andererseits wurde jedoch Ni auf unvorteilhafte Weise sphärisch, da der Sauerstoffpartialdruck extrem niedrig war.
  • Da das Molverhältnis x 0,02 bis 0,04 betrug und Ca in dem Bereich der vorliegenden Erfindung in der dielektrischen Keramik vorhanden war, selbst bei einem Sauerstoffpartialdruck von etwa 1,0 × 10–10,0 bis 1,0 × 10–11,5 MPa, waren andererseits gemäß den Proben Nr. 3 bis 6 die Innenelektroden nicht auf unvorteilhafte Weise sphärisch und eine hohe Curie-Temperatur Tc von 145°C konnte erhalten werden. Man glaubt, dass der Grund hierfür darin besteht, dass aufgrund des Vorliegens von Ca in der Mischung eine feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle gefördert wurde und dadurch selbst bei Durchführen von Brennen bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 bis 1,0 × 10–11,5 MPa Sn vorrangig an der Ba-Stelle festgelöst wurde.
  • Beispiel 2
  • Als Keramikrohmaterialien wurden BaCO3, TiO2, CaCO3 und SnO2 wie in dem Beispiel 1 erzeugt. Als Nächstes wurden diese Keramikrohmaterialien so abgewogen, dass die Hauptbestandteile die in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen aufwiesen. Anschließend wurden die so abgewogenen Materialien mit PSZ-Kugeln und reinem Wasser in die Kugelmühle gefüllt und durch ein Nassverfahren ausreichend gemischt und pulverisiert, gefolgt von Trocknen, so dass ein Mischpulver erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde dieses Mischpulver durch eine Wärmebehandlung kalziniert, die bei einer Temperatur von 1.000°C 2 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre, welche ein N2H3-Mischgas enthielt, in dem der Sauerstoffpartialdruck wie in Tabelle 2 gezeigt gesteuert wurde, durchgeführt wurde, und dann wurde Trockenpulverisieren durchgeführt, so dass ein pulverförmiges Keramikausgangsmaterial mit einer Hauptzusammensetzung, die durch (Ba1-x-yCaxSny))mTiO3 wiedergegeben wird, gebildet wurde.
  • Als Nächstes wurde nach Zugabe eines acryl-basierten organischen Bindemittels und Ethanol, das als Lösungsmittel diente, zu diesem pulverförmigen Keramikausgangsmaterial Nassmischen durchgeführt, gefolgt von Trocknen und Pelletieren. Anschließend wurde das pelletierte Produkt durch Ausüben eines Drucks von 196 MPa druckgeformt, so dass ein scheibenförmiger geformter Keramikkörper mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Dicke von 1 mm erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurde dieser geformte Keramikkörper durch Erhitzen in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 350°C bearbeitet, um das Bindemittel durch Verbrennen zu entfernen, und dann wurde eine Brennbehandlung bei einer Temperatur von 1.200°C 2 Stunden lang in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die H2-N2-H2O-Gas enthielt, wobei der Sauerstoffpartialdruck beim Brennen wie in Tabelle 2 gezeigt gesteuert wurde, wodurch ein keramischer Grundkörper (keramischer gesinterter Körper) erhalten wurde.
  • Als Nächstes wurden durch Verwenden eines Vakuumabscheidungsverfahrens vorrangig aus Ag bestehende Außenelektroden auf zwei Hauptflächen des keramischen Grundkörpers gebildet, so dass Einschicht-Keramikkondensatoren der Proben Nr. 11 bis 19 gebildet wurden.
  • Die Außenabmessungen dieser Einschicht-Keramikkondensatoren hatten einen Durchmesser von 10 mm und eine Dicke von 0,8 m.
  • Als Nächstes wurden die relative Dielektrizitätskonstante εr, der dielektrische Verlust tan δ und die Curie-Temperatur Tc einer jeden der Proben 11 bis 19 durch ähnliche Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen.
  • Zudem wurde durch Verwendung einer Röntgenbeugungsvorrichtung eine Röntgenbeugungsmessung auf der Oberfläche des keramischen Grundkörpers durchgeführt und das Axialverhältnis c/a der Perowskit-Kristallstruktur bei Raumtemperatur wurde erhalten.
  • Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzungsbestandteile der Proben Nr. 11 bis 19 und die Messergebnisse derselben.
  • Figure 00230001
  • Da die Probe Nr. 11 in der Luft kalziniert und gebrannt wurde und ebenfalls kein Sn enthielt, betrug die Curie-Temperatur Tc 120°C, was etwa gleich der von BaTiO3 war.
  • Auch wenn die Probe Nr. 12 so erzeugt wurde, dass das Molverhältnis y von Sn 0,02 betrug, war die Curie-Temperatur Tc niedrig, beispielsweise 105°C. Man glaubt, dass der Grund hierfür darin liegt, dass aufgrund des Durchführens des Kalzinierens und Brennens in der Luft Sn nicht reduziert wurde und vorrangig in der Ti-Stelle festgelöst wurde und dadurch die Curie-Temperatur Tc unter die von BaTiO3 gesenkt wurde.
  • Auch wenn die Probe Nr. 13 so erzeugt wurde, dass das Molverhältnis y von Sn 0,02 betrug und der Sauerstoffpartialdruck beim Brennen auf 1,0 × 10–11,5 MPa verringert wurde, lag die Curie-Temperatur Tc bei 105°C, was etwa gleich der der Probe Nr. 12 war. Man glaubt, dass der Grund hierfür darin liegt, dass trotz Durchführen der Brennbehandlung bei einem niedrigen Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–11,5 MPa aufgrund des Durchführens der Kalzinierungsbehandlung in der Luft Sn nicht ausreichend reduziert wurde und vorrangig in der Ti-Stelle festgelöst wurde und dadurch wie in Probe Nr. 12 die Curie-Temperatur Tc auf eine Temperatur unter der von BaTiO3 verringert wurde.
  • Da gemäß der Probe Nr. 19 die Wärmebehandlungen beim Kalzinieren und Brennen bei einem niedrigen Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 MPa bzw. von 1,0 × 10–11,5 MPa durchgeführt wurden, war zudem die Curie-Temperatur Tc auf 200°C erhöht; da das Molverhältnis y von Sn jedoch 0,30 betrug, was mehr als 0,20 war, versteht sich, dass die dielektrischen Eigenschaften auf unvorteilhafte Weise verschlechtert wurden, so dass die relative Dielektrizitätskonstante εr auf 700 verringert wurde und der dielektrische Verlust tan δ auf 15,0% erhöht wurde.
  • Andererseits betrug gemäß den Proben Nr. 14 bis 18 das Molgehaltsverhältnis x von Ca 0,13 und das Molgehaltsverhältnis y von Sn betrug 0,02 bis 0,20, wobei sich beide im Bereich der vorliegenden Erfindung befanden. Dementsprechend konnte, da die feste Lösung von Sn in der Ba-Stelle gefördert wurde, auch wenn die Wärmebehandlungen beim Kalzinieren und Brennen jeweils bei einem geeignet niedrigen Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 MPa bzw. von 1,0 × 10–11,5 MPa durchgeführt wurden, die Curie-Temperatur Tc auf 130°C bis 185°C erhöht werden, ohne die dielektrischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
  • Zudem wurde das Achsenverhältnis c/a erhöht, wenn die Curie-Temperatur Tc erhöht wurde, und das Kristallsystem wurde von dem kubischen System zu dem tetragonalen System geändert. Wenn also der maximale Punkt der relativen Dielektrizitätskonstante εr mit der Änderung der Temperatur nicht klar war, konnte die Curie-Temperatur durch Messung des Achsenverhältnisses c/a geschätzt werden.
  • Beispiel 3
  • Durch ein Verfahren und Vorgehen ähnlichen denen in Beispiel 1 wurden Vielschicht-Keramikkondensatoren der Proben Nr. 21 bis 29 gebildet, so dass Hauptbestandteile die in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen hatten. In diesem Beispiel 3 wurden Wärmebehandlungen beim Kalzinieren und Brennen jeweils bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 MPa durchgeführt.
  • Als Nächstes wurden durch Verfahren ähnlich denen aus dem Beispiel 1 die relative Dielektrizitätskonstante εr, der dielektrische Verlust tan δ und die Curie-Temperatur Tc einer jeden der Proben Nr. 21 bis 29 gemessen.
  • Tabelle 3 zeigt die Zusammensetzungsbestandteile der Proben Nr. 21 bis 29 und die Messergebnisse derselben.
  • Figure 00260001
  • Da die Probe Nr. 25 ein Molverhältnis x von Ca in der Ba-Stelle von 0,21 aufwies, was mehr als 0,20 ist, trat ein Sinterdefekt auf und die Eigenschaften konnten nicht gemessen werden.
  • Da die Probe Nr. 26 ein Verhältnis m der B-Stelle zu der Ti-Stelle von 0,98 aufwies, was weniger als 0,99 war, trat ein Sinterdefekt in der Probe Nr. 25 auf und die Eigenschaften konnten nicht gemessen werden.
  • Da die Probe Nr. 29 ein Verhältnis m der Ba-Stelle zu der Ti-Stelle von 1,15 aufwies, was mehr als 1,1 war, trat wie bei den Proben Nr. 25 und 26 ein Sinterdefekt auf und die Eigenschaften konnten nicht gemessen werden.
  • Andererseits lagen gemäß den Proben Nr. 21 bis 24, 27 und 28 die Molverhältnisse x, y und m alle im Bereich der vorliegenden Erfindung und somit wurde bestätigt, dass ein Vielschicht-Keramikkondensator mit einer Curie-Temperatur Tc von 150°C bis 155°C erhalten werden kann, ohne dielektrische Eigenschaften zu verschlechtern, auch wenn Kalzinieren und Brennen bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10,0 MPa durchgeführt werden.
  • Zusammenfassung
  • Eine erfindungsgemäße dielektrische Keramik umfasst eine Perowskitverbindung, die durch die allgemeine Formel {Ba1-x-yCaxSny)m(Ti1-zZrz)O3} wiedergegeben wird, als einen Hauptbestandteil, wobei das x, y, z und m 0,02 ≤ x ≤ 0,20, 0,02 ≤ y ≤ 0,20, 0 ≤ z ≤ 0,05 und 0,99 ≤ m ≤ 1,1 erfüllen, und wird durch eine Wärmebehandlung bei einem niedrigen Sauerstoffpartialdruck von 1,0 × 10–10 bis 1,0 × 10–12 MPa verarbeitet. Dementsprechend wird eine dielektrische Keramik vorgesehen, die in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur stabil verwendet werden kann, ohne dielektrische Eigenschaften zu verschlechtern, deren Eigenschaften ohne Weiteres angepasst werden können und bei der es nicht zu Elektrodenbruch kommt, auch wenn die Keramikschichten und Leiterbilder miteinander gebrannt werden, sowie ein Keramikelektronikelement, beispielsweise einen Vielschicht-Keramikkondensator, der die vorstehende dielektrische Keramik verwendet.
    • 1
    Keramischer Grundkörper
    2a bis 2d
    Innenelektrode
    3a, 3b
    Außenelektrode
    6a bis 6e
    Keramikschicht (dielektrische Keramik)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - K. Okazaki, „Ceramic Engineering for Dielectrics", dritte Ausgabe, Gakken-sha Publishing Co., Ltd., Juni 1983, Seiten 281 bis 283 [0008]

Claims (6)

  1. Dielektrische Keramik mit: einer durch die allgemeine Formel: {Ba1-x-yCaxSny)m(Ti1-zZrz)O3} wiedergegebenen Perowskitverbindung als Hauptbestandteil; dadurch gekennzeichnet, dass x, y, z und m 0,025 ≤ x ≤ 0,20 0,02 ≤ y ≤ 0,20 0 ≤ z ≤ 0,05 und 0,99 ≤ m ≤ 1,1erfüllen.
  2. Dielektrische Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur 130°C oder mehr beträgt.
  3. Dielektrische Keramik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bestandteil von Mn und V in 0,02 bis 2 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten ist.
  4. Dielektrische Keramik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Si in 0,02 bis 5 Molteilen bezüglich 100 Molteilen des Hauptbestandteils enthalten ist.
  5. Keramikelektronikelement, welches einen Keramikgrundkörper umfasst, der aus der dielektrischen Keramik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 gebildet ist, wobei der Keramikgrundkörper einen Leiter umfasst.
  6. Vielschicht-Keramikkondensator, welcher einen Keramikgrundkörper mit Keramikschichten und Innenelektroden, die abwechselnd miteinander laminiert sind; und Außenelektroden, die an zwei Endabschnitten des Keramikgrundkörpers vorgesehen sind und die elektrisch mit den Innenelektroden verbunden sind, umfasst, wobei die Keramikschichten aus der dielektrischen Keramik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 gebildet sind.
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