NL1011085C2 - Diëlectrische keramiek, werkwijze voor het vervaardigen ervan, gelamineerd keramisch electronisch element, en werkwijze voor het vervaardigen ervan. - Google Patents

Description

Diëlectrische keramiek, werkwijze voor het' vervaardigen ervan, gelamineerd keramisch electronisch element, en werk wijze voor het vervaardigen ervan.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een diëlectrische keramiek, die op gunstige wijze wordt gebruikt 5 in een gelamineerd keramisch electronisch element, zoals een gelamineerde keramische condensator met een interne geleider, gevormd uit een basismetaal, zoals nikkel of nikkellegering, en op een werkwijze voor het vervaardigen van de diëlectrische keramiek. De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking 10 op een gelamineerd keramisch electronisch element, dat is gevormd uit de diëlectrische keramiek, en op een werkwijze voor het vervaardigen ervan.

Beschrijving van de verwante techniek 15 Miniaturisering en kostenverlaging van gelamineerde keramische electronische elementen zijn in ontwikkeling. In een dergelijk keramisch electronisch element is bijvoorbeeld een keramische laag verdund en is een basismetaal gebruikt als een interne geleider. In het geval van een gelamineerde 20 keramische condensator, die één type van een gelamineerd keramisch electronisch element is, is een slechts ca. 3 /xm dunne diëlectrische keramische laag gevormd en een basismetaal, zoals Cu of Ni, is gebruikt als materiaal voor het vervaardigen van een interne geleider, dat wil zeggen een 25 interne electrode.

Wanneer de keramische laag echter dun wordt, neemt de kracht van een op de laag aangebracht electrisch veld toe onder oplevering van een probleem bij het gebruik van een diëlectriek aangezien de keramische laag die een grote ver-30 andering in diëlectrische constante vertoont, geïnduceerd door een electrisch veld. Afname van de omvang van keramische korrels in de dikterichting van de keramische laag levert ook een probleem bij de betrouwbaarheid op.

1 0110 8 5 2

Teneinde met dergelijke situaties te kunnen omgaan, hebben de Japanse octrooiterinzageleggingen (Kokai) nrs.

9-241074, 9-241075, enz. keramische materialen voorgesteld die verhoogde betrouwbaarheid mogelijk maken door het ver-5 groten van de omvang van keramische korrels in de dikterich-ting van de diëlectrische keramische laag. Aldus maakt het regelen van de korrelomvang van keramische korrels een ver-' mindering in verandering van de diëlectrische constante, i geïnduceerd door een electrisch veld of temperatuur, moge- j 10 lijk.

In de boven beschreven conventionele techniek neemt echter, wanneer de dikte van een diëlectrische keramische 1 laag ca. 1 μτα. of minder is, ofschoon de betrouwbaarheid wordt ^ gehandhaafd, een variatie in temperatuur-diëlectrische con- \5 stante-eigenschappen toe, waardoor het moeilijk wordt gemaakt om producten te verkrijgen met stabiele temperatuur-diëlec-= trische constante-eigenschappen met hoge reproduceerbaarheid.

~ Teneinde stabiele temperatuur-diëlectrische constante-eigen schappen te verzekeren, moet de veldintensiteit worden ver-_1 2 0 laagd en dient het gemeten voltage van de verkregen gelami neerde keramische electronische elementen te worden verlaagd. Zodoende is het verwezenlijken van een dunne laag met een dikte van slechts 1 μτη dun of minder moeilijk of onmogelijk, zo lang de boven beschreven conventionele techniek wordt 25 gebruikt om het probleem op te lossen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

In het licht van het voorgaande heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een diëlectrische keramiek die op 30 gunstige wijze wordt gebruikt in een gelamineerd keramisch electronisch element dat een dunne keramische laag bevat met een dikte van slechts 1 μπι dun of minder en op een werkwijze voor het vervaardigen van de diëlectrische keramiek. De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op een gelami-35 neerd keramisch electronisch element, dat is gevormd uit de diëlectrische keramiek, en op een werkwijze voor het ver-^ vaardigen ervan.

1 ‘i 0 1 10 8 5 3

Volgens één kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt een diëlectrische keramiek verschaft die wordt verkregen door het bakken van bariumtitanaatpoeder met een perovskietstructuur, waarin een c-as/a-asverhouding in de 5 perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% of minder is.

Volgens een ander kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het vervaardigen 10 van de diëlectrische keramiek, welke werkwijze de stappen omvat van het verschaffen van het bovenstaande bariumpoeder, waarin de c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster l gew.% of minder is; en het 15 bakken van het bariumtitanaatpoeder.

De hoeveelheid OH-groepen wordt bepaald, gebaseerd op het verlies bij 150°C of meer, zoals gemeten tijdens ther-mogravimetrische analyse van voorbeelden.

Het bariumtitanaatpoeder heeft bij voorkeur een 20 maximale deeltjesgrootte van 0,5 μτη of minder en een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1-0,3 μιη.

Elk deeltje van het boven beschreven bariumtitanaatpoeder omvat bij voorkeur ook een gedeelte met lage kristallijnheid en een gedeelte met hoge kristallijnheid, waarbij de 25 diameter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder is dan 0,65 keer de deeltjesgrootte van het poeder. Zoals getoond in fig. 2, dat een transmissie-electromicroscoopfoto van bariumtitanaatpoeder is, en fig. 3, dat een toelichtende schets ervoor is, verwijst de term "gedeelte met lage kris-30 tallijnheid" 21, zoals hierin gebruikt, naar een domein dat een aantal roosterdefecten bevat, zoals een holte 22, terwijl de term "gedeelte met hoge kristallijnheid" 23, zoals hierin gebruikt, verwijst naar een domein dat niet van dergelijke roosterdefecten bevat.

35 Ook valt, wanneer de verhouding (gemiddelde korrel- grootte van gebakken diëlectrische keramiek)/(gemiddelde deeltjesgrootte van verschaft bariumtitanaatpoeder) wordt weergegeven door R, R bij voorkeur binnen het bereik van 0,90-1,2.

1011085 4

Korrels die de diëlectrische keramiek volgens de onderhavige uitvinding vormen, kunnen een kern-schilstruc-tuur, waarin de samenstelling en het kristalsysteem verschillen tussen de kern en de schil, of een homogene struc-5 tuur met een uniforme samenstelling en kristalsysteem hebben.

De term "kristalsysteem", zoals hierin gebruikt, verwijst naar een kristalsysteem van perovskietkristallen, dat wil zeggen naar een kubiek systeem met een c-as/a-as-verhouding in de perovskietstructuur van 1 of naar een tetra-j 10 gonaal systeem met een c-as/a-asverhouding in de perovskiet structuur van 1 of meer.

Volgens nog een ander kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt een gelamineerd keramisch electronisch I element verschaft dat een laminaat bevat, gevormd uit een 15 veelvoud van keramische lagen, en een interne geleider, ' gevormd langs een specifiek raakvlak tussen aangrenzende diëlectrische keramische lagen.

! Op specifieke wijze wordt in de onderhavige uit vinding de in het gelamineerde keramische electronische 20 element opgenomen diëlectrische keramische laag gevormd door een diëlectrische keramiek, verkregen door het bakken van bariumtitanaatpoeder met een perovskietstructuur, waarin een c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het 25 kristalrooster 1 gew.% of minder is. j In het boven beschreven gelamineerde keramische electronische element bevatten de interne geleiders bij voorkeur een basismetaal zoals nikkel of nikkellegering.

Het gelamineerde keramische electronische element 30 kan verder een veelvoud van externe electroden op verschillende posities op een zijvlak bevatten. In dit geval worden de interne geleiders zodanig gevormd dat één uiteinde van elk van de interne geleiders wordt blootgesteld aan het zijvlak om electrisch met één van de externe electroden te zijn ver-35 bonden. Een dergelijke structuur wordt op kenmerkende wijze aangebracht op gelamineerde keramische condensatoren.

“ Volgens nog een ander kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element, 1011085 5 welke werkwijze de stappen omvat van het verschaffen van een bariumtitanaatpoeder, waarin een c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% of 5 minder is; het fabriceren van een laminaat waarbij een veelvoud van keramische groene platen die het bariumtitanaatpoeder en interne electroden bevatten, worden gelamineerd zodat de interne electroden aanwezig zijn langs specifieke raakvlakken van de keramische groene platen; en het bakken 10 van het bariumtitanaatpoeder om daardoor een diëlectrische keramiek te verschaffen.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Verscheidene andere doelstellingen, kenmerken en 15 veel van de beoogde voordelen van de onderhavige uitvinding zullen snel duidelijk zijn wanneer deze beter wordt begrepen onder verwijzing naar de volgende gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen, wanneer deze in overweging worden genomen in samenhang met de bijgevoegde tekeningen, 20 waarin: fig. l een dwarsdoorsnede-aanzicht is dat een gelamineerde keramische condensator 1 volgens één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding toont; 25 fig. 2 een transmissie-electronenmicroscopische foto van bariumtitanaatpoeder, verschaft voor het produceren van een diëlectrische keramiek volgens de uitvinding is; en fig. 3 een toelichtende schets van de in fig. 2 getoonde 30 electronenmicroscopische foto is.

BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN

Het in de onderhavige uitvinding gebruikte bariumtitanaatpoeder heeft een samenstelling die wordt weergegeven 35 door de formule: (Baj.xXJniTij.yYyJOj. De samenstelling is niet verder op specifieke wijze beperkt. X kan Ca, een enkel zeldzaam aardelement, en een combinatie van twee of meer ervan omvatten. Y kan een enkel element, zoals Zr of Mn en een combinatie van twee of meer elementen ervan omvatten. In het 1011085 6 algemeen is m bij voorkeur 1,000-1,035, afhankelijk van de samenstelling van het bariumtitanaatpoeder, teneinde een niet-reducerende diëlectrische keramiek te verkrijgen.

Het bariumtitanaatpoeder dat op gunstige wijze wordt 5 gebruikt heeft een perovskietstructuur, waarin een c-as/a-as-verhouding in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt. Bovendien is de hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster l gew.% of minder; een maximale deeltjesgrootte is 0,5 μ of minder; en een gemiddelde deeltjesgrootte is 0,1-0,3 μπι. Een dergelijk 10 bariumtitanaatpoeder kan worden verkregen door het thermisch behandelen van bariumtitanaatpoeder dat wordt verkregen door een natte synthesemethode zoals een hydrothermische synthese-methode, een hydrolysemethode, of een solgelmethode. Voor synthese kan ook een vaste-fasemethode worden gebruikt, waar-15 bij een carbonaat, een oxide enz. van elementen die bariumtitanaatpoeder vormen, worden vermengd en thermisch worden behandeld.

In de boven beschreven thermische behandeling worden de omstandigheden voor bescheiden korrelgroei gekozen om een 20 c-as/a-asverhouding van wel 1,003 tot 1,010 hoog te realise ren. Bijvoorbeeld kan effectieve thermische behandeling worden uitgevoerd in een atmosfeer die H20 bevat. Natuurlijk kan aan bovengenoemd bereik worden voldaan door juiste aanpassing van temperatuur en tijdsduur van de thermische behandeling.

25 Wanneer een vaste-fasemethode wordt gebruikt moeten, omdat de c-as/a-asverhouding kan afnemen afhankelijk van omstandigheden voor desintegratie van het gesynthetiseerde poeder, de desintegratie-omstandigheden worden geregeld.

De diameterverhouding van het gedeelte 21 met lage 30 kristallijnheid, dat wil zeggen een verhouding van de diameter van het gedeelte 21 met lage kristallijnheid tot de deeltjesgrootte van het poeder, na de boven beschreven thermische behandeling, wordt vooraf bepaald om minder te zijn dan 0,65 in elk deeltje van het bariumtitanaatpoeder, zoals 35 getoond in fig. 2 en fig. 3. Een dergelijke diameterverhouding kan worden verkregen door thermische behandeling bij een temperatuurverhogingssnelheid van l°C/min of minder.

1011085 7

De verhouding tussen de gemiddelde deeltjesgrootte van het aldus verkregen bariumtitanaatpoeder en de gemiddelde deeltjesgrootte van de gebakken diëlectrische keramiek, dat wil zeggen de verhouding (gemiddelde korrelgrootte van gebak-5 ken keramiek)/(gemiddelde deeltjesgrootte van verkregen bariumtitanaatpoeder), die wordt weergegeven door R, is bij voorkeur 0,90-1,2. In het kort wordt aanzienlijke korrelgroei bij voorkeur voorkomen tijdens het sinteren voor het vervaardigen van keramische materialen. Bijvoorbeeld worden voor dit 10 doel een Mn-bestanddeel en/of een Mg-component, een Si-basis-sinteringshulpmiddel, enz. aan het bariumtitanaatpoeder toegevoegd. In het algemeen kunnen deze toevoegingen in het bariumtitanaatpoeder zijn opgenomen in de vorm van oxide-poeder of carbonaatpoeder. In plaats daarvan kan er een werk-15 wijze worden gebruikt, waarbij bariumtitanaatpoeder wordt bekleed met een oplossing die deze toevoeging bevat en vervolgens thermisch wordt behandeld.

Een dergelijk bariumtitanaatpoeder wordt gebakken om daardoor een diëlectrische keramiek te vervaardigen, die 20 wordt gebruikt in een gelamineerd keramisch electronisch element, bijvoorbeeld een gelamineerde keramische condensator l zoals weergegeven in fig. l.

Zoals getoond in fig. 1 omvat de gelamineerde keramische condensator 1 een laminaat 3 dat een veelvoud van 25 gelamineerde diëlectrische lagen 2 en een eerste externe electrode 6 en een tweede externe electrode 7, die zijn voorzien op een eerste zijvlak 4 respectievelijk een tweede zijvlak 5 van het laminaat, bevat. De gelamineerde keramische condensator 1 vormt in zijn geheel een rechthoekig parallel-30 lepipedum-vormig chiptype electronisch element.

In het laminaat 3 zijn eerste interne electroden 8 en tweede electroden 9 afwisselend aangebracht als interne geleiders. De eerste interne electroden 8 zijn gevormd langs specifieke raakvlakken tussen diëlectrische keramische lagen 35 2, zodat één uiteinde van elk van de interne electroden 8 wordt blootgesteld aan het eerste zijvlak 4 van het laminaat 3 teneinde electrisch verbonden te zijn met de eerste externe electrode 6, terwijl tweede interne electroden 9 zijn gevormd langs specifieke raakvlakken tussen diëlectrische keramische 1011085 8 lagen 2 zodat één uiteinde van elk van de interne electroden 9 wordt blootgesteld aan het tweede zijvlak 5 van het laminaat 3 teneinde electrisch verbonden te zijn met de tweede externe electrode 7.

5 In de gelamineerde keramische condensator 1 omvatten de in het laminaat 3 opgenomen diëlectrische keramische lagen 2 de bovengenoemde diëlektrische keramiek.

Teneinde de gelamineerde keramische condensator 1 te vervaardigen, worden er uitgangsmaterialen verschaft die een , 10 primaire component zoals bariumtitanaat omvatten en een toe- ' voeging om eigenschappen, enz. te verbeteren. De materialen . worden in vooraf bepaalde hoeveelheden afgewogen en nat ver- ! mengd onder vorming van een vermengd poeder, s Vervolgens worden een organisch bindmiddel en een 15 oplosmiddel toegevoegd aan het vermengde poeder, om daardoor een slurrie te verkrijgen, en een keramische groene plaat die de diëlectrische keramische laag 2 vormt, wordt vervaardigd ! door gebruikmaking van de slurrie.

Vervolgens worden electrisch geleidende pastafilms, 20 die interne electroden 8 en 9 vormen, gevormd op de speci-! fieke keramische groene platen. De geleidende pastafilm bevat een basismetaal, zoals nikkel of koper, of een legering ervan, en wordt gevormd door een methode zoals zeefdrukken, dampafzetting of galvanisch metalliseren.

25 Een veelvoud van keramische groene platen, waaronder die waarop geleidende pastafilm is gevormd zoals boven beschreven, worden gelamineerd, geperst en, indien nodig, gesneden. Aldus wordt een groen laminaat 3 verschaft waarin keramische groene platen en de interne electrode 8 en 9, 30 gevormd lang specifieke raakvlakken tussen keramische groene platen, worden gelamineerd, waarbij één uiteinde van elk van de interne electroden 8 en 9 zijn blootgesteld aan het zijvlak 4 of 5.

Het laminaat 3 wordt vervolgens gebakken in een 35 reducerende atmosfeer, om daardoor bariumtitanaatpoeder te transformeren in diëlectrische ke.ramiek. In deze stap wordt de boven beschreven korrelgrootteverhouding R geregeld om binnen het bereik van 0,90 s R s 1,2 te vallen.

!: 101 1085 9

De eerste externe electrode 6 en de tweede externe electrode 7 worden gevormd op respectievelijk het eerste zijvlak 4 en op het tweede zijvlak 5 van het laminaat 3, teneinde in contact te komen met de blootgestelde uiteinden van 5 de eerste interne electroden 8 en tweede interne electroden 9 in het gebakken laminaat 3.

Geen bijzondere beperking wordt gesteld aan de samenstelling van de materialen voor het vervaardigen van de externe electroden 6 en 7. Op specifieke wijze kunnen 10 dezelfde materialen worden gebruikt als die van de interne electroden 8 en 9. De externe electroden kunnen ook zijn opgebouwd uit een gesinterde laag die electrisch geleidend metaalpoeder omvat, zoals poeder van Ag, Pd, Ag-Pd, Cu of een Cu-legering; of een gesinterde laag die het bovengenoemde 15 geleidende metaalpoeder omvat, vermengd met glasfrit zoals B203-Li20-Si02-Ba0, B203-Si02-Ba0, Li20-Si02-Ba0, of B203-Si02-ZnO. De samenstelling van de materialen voor het vervaardigen van de externe electroden 6 en 7 wordt op geschikte wijze bepaald bij het in overweging nemen van factoren die verband 20 houden met de gelamineerde keramische condensator l, zoals toepassing of omgeving van toepassing.

Zoals boven beschreven, kunnen de externe electroden 6 en 7 worden gevormd door het aanbrengen van de metaal-poederpasta, het vormen ervan op het gebakken laminaat 3 en 25 het branden. De electroden kunnen ook worden gevormd door het aanbrengen van de pasta op het ongebakken laminaat 3 en het tegelijkertijd branden met het bakken van het laminaat 3.

De externe electroden 6 en 7 kunnen zijn bekleed met galvaniseerlagen 10 en 11, gevormd uit respectievelijk Ni, 30 Cu, een Ni-Cu-legering, enz. al naar gelang de behoeften. De galvaniseerlagen 10 en ll kunnen verder zijn bekleed met tweede galvaniseerlagen 12 en 13, gevormd uit respectievelijk soldeer, tin, enz.

De onderhavige uitvinding zal hierna in detail 35 worden beschreven door middel van voorbeelden, die niet als de uitvinding beperkend dienen te worden beschouwd.

1 rj 1 1 0 8 K

10

VOORBEELDEN

De gelamineerde keramische condensator die in dit voorbeeld wordt vervaardigd is een gelamineerde keramische condensator 1 met een in fig. 1 getoonde structuur.

5 Verschillende bariumtitanaatmaterialen met in Tabel I getoonde samenstellingen werden door hydrolyse bereid. De verkregen materiaalpoeders hebben een deeltjesgrootte van 50 _ tot 70 nm en een kubische structuur die veel OH-groepen in roosters van een perovskietstructuur bevat. Door warmtebehan-10 deling van deze materialen onder uiteenlopende omstandigheden, bijvoorbeeld in een atmosfeer die H20 bevatte, werden bariumtitanaatpoeders A tot N met verschillende "c/a"-waarden (c-as/a-asverhouding), gemiddelde deeltjesgrootten, maximale deeltjesgrootten, hoeveelheden OH-groepen, en diameterver-15 houdingen bereid. Tijdens warmtebehandelingen geproduceerde aggregaten werden gedesintegreerd na warmtebehandeling.

* 1 ' i 10 Ή o 85

Tabel I

11 (Ba1.xCax)mTi03 (1)--- c/a (2) (3) (4) (5) 5 x m A* 0,00 1,005 1,002 0,07 0,20 1,40 0,8 B* 0,00 1,005 1,005 0,09 0,25 1,20 0,7 10 -—-------- C 0,00 1,015 1,005 0,13 0,30 0,60 0,4 D 0,00 1,015 1,007 0,20 0,40 0,20 0,2 15 E 0,00 1,015 1,009 0,25 0,45 0,10 0,1 F* 0,00 1,015 1,011 0,25 0,50 0,10 0,1 of minder 20----------- G* 0,00 1,015 1,009 0,35 0,50 0,10 0,1 of of minder minder 25 H* 0,00 1,015 1,009 0,25 0,70 0,10 0,1 of minder I 0,05 1,010 1,005 0,15 0,30 0,80 0,4 30----------- J* 0,05 1,010 1,002 0,15 0,30 0,90 0,7 K 0,10 1,015 1,009 0,25 0,45 0,20 0,1 35 L* 0,10 1,015 1,011 0,25 0,45 0,10 0,1 of minder M* 0,10 1,010 1,007 0,35 0,60 0,10 0,1 40 Of of minder minder N* 0,10 1,010 1,005 0,15 0,30 0,85 0,7 45 (l) BaTi03-poeder (2) Gemiddelde deeltjesgrootte (μιη) (3) Maximale deeltjesgrootte (μιη) (4) Hoeveelheden OH-groepen (%) (5) Diameterverhouding

'01108E

12

De in Tabel I getoonde "c/a"-waarden werden bepaald door röntgenstraaldiffractie van bariumtitanaatpoeders. Dat wil zeggen de door röntgenstraaldiffractie verkregen resultaten werden onderworpen aan röntgenstraalprofielfitting 5 onder gebruikmaking van Rietveld-analyse om nauwkeurig roos-terconstanten te bepalen. De gemiddelde deeltjesgrootte en de maximale deeltjesgrootte werden gemeten door waarneming van bariumtitanaatpoeders onder een scanningelectronenmicroscoop. Een hoeveelheid OH-groepen werd gemeten door middel van 10 gewichtsverlies bij een temperatuur van 150°C of hoger, zoals ! gemeten door thermische gravimetrische analyse van barium titanaatpoeders.

De in Tabel I getoonde diameterverhouding is een verhouding van de diameter van het gedeelte met lage kristal-15 lijnheid tot de deeltjesgrootte van het poeder en werd bepaald door het onderwerpen van het poeder aan snijbewerking onder oplevering van een dunne-filmvoorbeeld en waarneming onder een transmissie-electronenmicroscoop. Wanneer het filmachtige voorbeeld van het poeder wordt bereid door snijbewer-20 king, variëren de deeltjesgrootte van het poeder en de diameter van een gedeelte met lage kristallijnheid in het poeder. In het bijzonder moet, aangezien een gedeelte met lage kristallijnheid niet altijd in het centrum van een poeder-deeltje is gelegen, de omvang van het gedeelte worden waar-25 genomen met variatie afhankelijk van de snijplek na bereiding van de dunne film. Aldus werden er voor waarneming deeltjes < geselecteerd met een deeltjesgrootte vergelijkbaar met de door scanning-electronenmicroscopie waargenomen deeltjesgrootte . De diameterverhouding werd bepaald door waarneming 30 van 10 of meer van dergelijke deeltjes en het berekenen van de gemiddelde diameterverhouding.

In de "BaTiOj-poeder"-kolom in Tabel I, met betrekking tot poeders A tot H, zijn "x"-en van de materialen (Ba^CaJmTi03 0,00, zodat poeders A tot H geen Ca bevatten, 35 maar poeders I tot N Ca bevatten, zoals duidelijk is uit de "x"-en ervan die 0,05 of o,io zijn.

Als toe te voegen toevoegingen aan de in Tabel I getoonde bariumtitanaatpoeders werden die met de in Tabellen II en III getoonde samenstellingen verschaft. Op specifieke 1011085 13 wijze werden, met betrekking tot in Tabel II getoonde mon-sternrs. 1 tot 17, RE (RE stelt elk van Gd, Dy, Ho en Er voor), Mg en Mn verschaft als toe te voegen toevoegingen aan BaTiOj in de vorm van één van de bovengenoemde monsters A tot 5 H. Een sinteringshulpmiddel, dat Si als een primaire component bevatte, werd ook verschaft. Met betrekking tot in Tabel III getoonde monsternrs. 18 tot 29 werden Mg en Mn verschaft als toe te voegen toevoegingen aan (Ba^CaJ Ti03 in de vorm van één van de bovengenoemde monsters I tot N. Een sintering-10 hulpmiddel, dat (Si, Ti)-Ba als een primaire component bevatte, werd ook verschaft.

101108 5

BaTiO, + aRE + /3Mg + γΜη (1) (2) --- (6) 5 (3) (4) (5)

Tabel II

14

Gd Dy Ho Er 1 A 0,02 0,020 0,005 3 10--------- 2 B 0,02 0,020 0,005 2 3 B 0,02 0,020 0,005 4 f 15 4 C 0,02 0,020 0,005 3 5 C 0,02 0,020 0,010 3 6 C 0,02 0,015 0,005 3 - 20--------- 7 C 0,02 0,015 0,005 4 8 C 0,02 0,010 0,020 6 25 9 D 0,02 0,010 0,005 2 10 D 0,02 0,020 0,005 3 11 E 0,02 0,010 0,005 3 i 3 o--------- | 12 E 0,02 0,020 0,005 3 13 E 0,02 0,010 0,005 3 35 14 E 0,02 0,010 0,005 4 15 F 0,02 0,010 0,005 4 16 G 0,02 0,010 0,005 4 40--------- 17 H 0,02 0,010 0,005 4 1 2 3 4 5 6 1011085

Monster nr.

2

Type BaTi03 3 45 (3) α (delen per mol) 4 β (delen per mol) 5 y (delen per mol) 6

Si-bevattend sinteringhulpmiddel (delen per mol) (Ba1.xCax) Ti03 + /SMg + γΜη (1) --- (5) 5 (2) (3) (4)

Tabel III

15 18 I 0,02 0,005 2 19 I 0,02 0,005 2 10----- 20 I 0,02 0,005 4 21 I 0,02 0,005 6 15 22 J 0,02 0,005 2 23 J 0,02 0,005 3 24 K 0,01 0,003 2 20----- 25 K 0,01 0,003 2 26 K 0,01 0,003 6 25 27 L 0,01 0,003 2 28 M 0,02 0,005 4 29 N 0,02 0,005 4 3 0 ----- (1) Monster nr.

(2) Type BaTi03 (3) β (delen per mol) (4) y (delen per mol) 35 (5) (Si, Ti)-Ba-bevattend sinteringhulpmiddel (delen per mol) 1 011085 16

In Tabellen II en III getoonde respectieve toevoegingen werden omgezet in alkoxideverbindingen, die oplosbaar zijn in organisch oplosmiddel, en werden vervolgens toegevoegd aan de bariumtitanaatpoeders die in een organisch 5 oplosmiddel waren gedispergeerd. Op specifieke wijze werden met betrekking tot monsternrs. 1 tot 17 respectieve toe-- voegingen aan de bariumtitanaatpoeders toegevoegd, zodat "of", "7", en "Si-bevattend sinteringshulpmiddel", alle gebaseerd op delen per mol, in "BaTi03 + aRE + /?Mg + γΜη" waren 10 zoals getoond in Tabel II. Met betrekking tot monsternrs. 18 tot 29 werden respectieve toevoegingen aan de bariumtitanaatpoeders toegevoegd, zodat ”/£?", "γ" en "(Si, Ti)-Ba-bevattend sinteringshulpmiddel", alle gebaseerd op delen per mol, in " (Ba^CaJ Ti03 + /SMg + γΜη" waren als getoond in Tabel III.

15 Teneinde de bovengenoemde toevoegingen op te lossen in organisch oplosmiddel kunnen zij worden getransformeerd in alkoxiden zoals boven beschreven of kunnen zij worden getransformeerd in acetylacetonaten of metaalzeep.

De verkregen slurries werden onderworpen aan indam-20 ping van organisch oplosmiddel totdat zij droog waren en verdere warmtebehandeling, om daardoor de organische componenten te verwijderen.

Vervolgens werd aan elk monster van de barium-. : titanaatpoeders, waaraan respectieve toevoegingen waren toe- i 25 gevoegd, een polyvinylbutyralbindmiddel en organisch oplos- ! middel zoals ethanol toegevoegd, en de bestanddelen werden onderworpen aan nat vermalen onder oplevering van een keramische slurrie. De verkregen slurrie werd gevormd tot een plaat door gebruik te maken van een rakel om daardoor een 30 rechthoekige groene plaat te verkrijgen met een dikte van 1,5 μνα. Vervolgens werd, op de verkregen keramische groene plaat, geleidende pasta die Ni als een primaire component bevatte aangebracht door middel van drukken onder vorming van een geleidende pastafilm voor het vormen van interne electroden. 35 Vervolgens werd een veelvoud van de aldus verkregen

keramische groene platen gelamineerd, zodat geleidende uiteinden van de bovengenoemde geleidende pastafilms op de platen afwisselend werden gerangschikt, om daardoor een laminaat te verkrijgen. Het verkregen laminaat werd verhit bij 350°C

i j .i ,~n >. > · h !! :: t: o c 17 in een atmosfeer van N2, teneinde het bindmiddel te verbranden, en vervolgens gedurende 2 uur bij een in Tabel IV getoonde temperatuur gebakken in een reducerende atmosfeer van H2-N2-H20-gas met een partiële druk van 10'9 tot 10‘12 MPa 5 zuurstof.

Op de tegenoverliggende zijvlakken van het gebakken laminaat werd zilverpasta die B203-Li20-Si02-Ba0-glasfrït bevatte aangebracht, gevolgd door verbranden in een stikstof-atmosfeer bij 600°C onder oplevering van externe electroden 10 die electrisch zijn verbonden met de interne electroden.

De buitenomvang van de verkregen gelamineerde keramische condensator was 5,0 mm breed, 5,7 mm lang en 2,4 mm dik, en de dikte van de diëlectrische keramische laag die tussen interne electroden aanwezig was, was 1 μτα. Het totale 15 aantal effectieve diëlectrische keramische lagen was vijf, en het oppervlak van de tegenoverliggende electroden per laag was 16,3 x 10'6 m2.

De electrische eigenschappen van de verkregen monsters werden als volgt gemeten.

20 Electrostatische capaciteit (C) en diëlectrisch ver lies (tanö) werden gemeten door gebruikmaking van een automatisch bruginstrument volgens JIS 5102, en de diëlectrische constante (e) werd bepaald door gebruik van de verkregen electrostatische capaciteit.

25 Teneinde de isolatieweerstand (R) te meten, werd een isolatietester gebruikt; door aanbrengen van 10 V gelijkstroom gedurende 2 minuten werd de isolatieweerstand (R) bij 25°C verkregen, en de soortelijke weerstand werd berekend.

Voor wat betreft de veranderingssnelheid in elec-30 trostatische capaciteit met betrekking tot temperatuurverandering zijn de veranderingssnelheid (AC/C20) binnen een bereik van -25°C tot +85°C met referentie naar de electrostatische capaciteit bij 20°C en de veranderingssnelheid (AC/C25) binnen een bereik van -55°C tot +125°C met referentie naar de elec-35 trostatische capaciteit bij 25°C getoond.

In een hogetemperatuurbelastingstest werd verandering van isolatieweerstand over de tijd na aanbrengen van 10 V gelijkstroom bij 150°C gemeten. In deze test werden de gemiddelde levensduren van de monsters geëvalueerd, waarbij 1011085 18 de levensduur van een monster werd beschouwd gelijk te zijn aan de tijd tot aan doorslag wanneer de isolatieweerstand (R) van elk monster daalde tot ΙΟ5 Ω of minder.

Doorslagvoltage werd gemeten door het aanbrengen van 5 gelijkstroomvoltage bij een voltageverhogingssnelheid van 100 V/sec.

Een gemiddelde korrelgrootte van diëlectrische keramiek, opgenomen in de verkregen gelamineerde keramische condensator, werd verkregen door het chemisch etsen van gepo-10 lijste dwarsdoorsnede-oppervlakken van het laminaat en de waarneming van de oppervlakken onder een scanningmicroscoop. Door gebruikmaking van de resultaten en gemiddelde deeltjesgrootten van de in Tabel I getoonde uitgangsmaterialen werd een verhouding R gemeten; dat wil zeggen (gemiddelde korrel-15 grootte van de diëlectrische keramiek)/(gemiddelde deeltjesgrootte van het uitgangsmateriaal).

De resultaten zijn getoond in Tabel IV.

1011085

Tabel IV

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 19 5 ΔΟ/Cjo AC/C„

+85°C +125°C

(%) 1* 1100 1,30 1300 1,8 - 6,0 -12,6 -30,7 13,1 76 96 10---—-------- 2* 1100 1.05 1530 2,3 - 8,0 -10,5 -18,9 13,1 84 25 3* 1100 1,55 1470 2,1 -24,6 - 5,6 -40,8 12,9 88 54 15 4* 1100 0,80 1160 2,7 - 6,5 -11,6 -20,5 13,1 78 86 5 1150 1,05 1680 2,4 - 9,0 - 7,5 -12,6 13,1 88 93 6 1150 1,10 1750 2,3 - 8,8 - 7,6 -11,5 13,1 84 90 20-------------- 7 1150 1,18 1720 2,4 -10,2 - 7,5 -12,4 13,1 86 92 8* 1150 1,40 1260 2,5 -21,4 -18,4 -35,2 13,2 74 46 25 9* 1100 0,75 1160 2,2 - 6,0 - 9,6 -28,4 13,2 74 105 10 1150 1,10 1850 2,4 -10,0 - 8,8 -13,7 13,2 85 85 11* 1125 0,80 1160 2,3 -11,0 - 9,2 -24,6 13,2 75 96 30--------------- 12 1200 1,05 2020 2,5 -11,3 - 8,5 -13,6 13,2 88 91 13 1150 1,10 1860 2,5 -11,5 - 8,2 -13,5 13,1 75 93 35 14* 1300 1,35 2360 3,4 -26,6 - 8,7 -25,2 12,9 74 33 15* 1175 1,05 2140 2,4 -11,3 - 8,2 -12,4 13,2 85 16 16* 1175 1,10 2250 2,5 -13,5 - 8,9 -13,7 13,2 88 25 40--------------- 17* 1150 1,05 2070 2,4 -11,4 -12,6 -19,7 13,2 77 12 18* 1100 0,75 870 1,7 - 8,0 - 8,8 -28,7 13,2 75 105 45 19 1130 1,00 1670 2,4 -10,0 - 5,5 -13,4 13,1 91 84 20 1100 1,15 1540 2,5 - 8,0 - 4,5 -11,6 13,2 86 78 21* 1130 1,25 1220 2,3 -17,6 3,4 67,8 12,8 78 23 50----------------- 22* 1100 1,05 1120 2,4 - 9,0 - 1,4 -30,8 13,1 74 65 23* 1100 1,25 1480 3,6 -25,5 3,6 36,7 13 75 18 55 24* 1150 0,70 1060 8,7 - 7,0 - 8,5 -28,5 13,2 96 88 25 1150 1,10 2160 2,5 -15,5 - 4,2 10,3 13,1 88 84 26 1150 1,18 2340 2,5 -21,2 - 4,5 13,5 13,2 87 83 60------------- 27* 1250 1,05 2060 3,4 -15,0 - 2,3 25,5 12,6 75 16 28* 1200 1,05 2150 2,8 -17,0 - 3,3 21,6 12,8 75 18 65 29* 1100 1,10 1360 2,4 - 7,5 - 6,7 -14,7 13 88 90 (1) Monster nr.

(2) Baktemperatuur (°C)

(3) Omvangsverhouding R

1011085 20 (4) Diëlectrische constante ' (5) Diëlectrisch verlies tanö (%) i (6) Snelheid van capaciteitsverandering AC% DC3kV/mm (%) (7) Snelheid van capaciteitsverandering met betrekking tot 5 temperatuursverandering (8) Soortelijke weerstand log/3 (Ω = cm) ! (9) Doorslagvoltage gelijkstroom (kV/mm) (10) Gemiddelde levensduur (u) 10 De diëlectrische keramiek volgens de onderhavige z uitvinding wordt gekenmerkt door de volgende maatregelen.

- Allereerst wordt deze verkregen door het bakken van barium- titanaatpoeder met een perovskietstructuur waarin een c-as/ a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 15 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% of minder is.

Bij voorkeur heeft het bariumtitanaatpoeder dat dient als het uitgangsmateriaal een maximale deeltjesgrootte van 0,5 μπι of minder, een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1 20 tot 0,3 μτη. Ook bij voorkeur omvatten de afzonderlijke deeltjes van het bariumtitanaatpoeder een gedeelte met lage kristallijnheid en een gedeelte met hoge kristallijnheid in elk deeltje, en is de diameter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder dan 0,65 keer de deeltjesgrootte van het poe-25 der. Verder is een verhouding R, dat wil zeggen (gemiddelde korrelgrootte van de diëlectrische keramiek)/(gemiddelde deeltjesgrootte van bariumtitanaatpoeder) 0,90 tot 1,2, zodat er geen plaatsvinden van aanzienlijke korrelgroei tijdens het sinteren van keramiek is.

; i 30 De in Tabel IV met * gemarkeerde monsternummers en de in Tabel I met * gemarkeerde poedernummers vallen buiten het kader van de onderhavige uitvinding of de boven gestelde voorkeursbereiken.

Allereerst toonde een transmissie-electronenmicro-35 scoopanalyse van gebakken keramiek, met betrekking tot in Tabel IV getoonde monsternrs, 1 tot 17, verkregen door gebruikmaking van één van de in Tabel I getoonde uitgangs-materiaalpoeders A tot H, dat, dicht bij de korrelgrens van een keramische korrel, het zeldzame aardelement (RE) zoals 1011085 21

Gd, Dy, Ho of Er diffundeerde en een schilgedeelte vormde; en in het centrum van de keramische korrel werd een kerngedeelte gevormd; de gebakken keramiek binnen elke korrel neemt namelijk een kernschilstructuur aan, waarbij de kern en schil 5 verschillende samenstellingen en kristalsystemen hebben.

Zoals duidelijk is uit de gegevens van monsternr, l in Tabel IV verdient het gebruik van een materiaalpoeder met een c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur van minder dan 1,003, zoals het in Tabel I getoonde materiaalpoeder A, 10 niet de voorkeur omdat de reactiviteit van een toevoeging overmatig hoog is, hetgeen op ongunstige wijze resulteert in een verhoogde korrelgrootte van de gesinterde keramiek en toegenomen variatie van temperatuurdiëlectrische constante-eigenschappen.

15 Zoals duidelijk is uit de gegevens van monsternr. 15 in Tabel IV verdient het gebruik van een materiaalpoeder met een c-as/a-asverhouding van meer dan 1,010, zoals het in Tabel I getoonde materiaalpoeder F, niet de voorkeur, omdat de reactiviteit met een toevoeging slecht is, waardoor de 20 gemiddelde levensduur wordt verkort, en daarnaast, wanneer diëlectrische keramieklagen worden verdund zoals in het geval van dit voorbeeld, de betrouwbaarheid op ongunstige wijze verslechtert.

Zelfs in het geval waarin de c-as/a-asverhouding van 25 het materiaalpoeder 1,003-1,010 is en de hoeveelheid OH-groe-pen 1 gew.% of minder is, tonen de gegevens van monsternr. 16 in Tabel IV aan dat, indien er een poeder wordt gebruikt met een gemiddelde deeltjesgrootte van meer dan 0,3 μτα, zoals het in Tabel I getoonde materiaalpoeder G, de gemiddelde levens-30 duur relatief kort kan zijn, en daarnaast, wanneer diëlectrische keramische lagen worden verdund zoals in het geval van dit voorbeeld, de betrouwbaarheid op ongunstige wijze kan verslechteren.

Op vergelijkbare wijze tonen, zelfs in het geval 35 waarin de c-as/a-asverhouding en de hoeveelheid OH-groepen van het materiaalpoeder binnen de boven beschreven bereiken van de onderhavige uitvinding vallen, de gegevens van monsternr. 17 in Tabel IV duidelijk aan dat, indien er een materiaalpoeder wordt gebruikt met een maximale deeltjesgrootte 1011085 22 van meer dan 0,5 μτη, zoals het in Tabel I getoonde materiaal-poeder H, de gemiddelde levensduur relatief kort kan zijn, en wanneer diëlectrische keramische lagen worden verdund, de betrouwbaarheid op ongunstige wijze kan verslechteren.

5 Zelfs in de gevallen van materiaalpoeders C, D en E

in Tabel I waarin de c-as/a-asverhouding van het materiaal-poeder 1,003-1,010 is, de hoeveelheid OH-groepen 1 gew.% of minder is, de maximale deeltjesgrootte 0,5 μτη of minder is, en de gemiddelde deeltjesgrootte 0,1-0,3 μτη is, kan, zoals 10 duidelijk is uit de gegevens van monsternrs. 4, 9 en 11 (waarin R minder dan 0,90 is) of monsternrs. 8 en 14 (waarin R hoger dan 1,2 is), in Tabel IV, temperatuursafhankelijke variatie van de diëlectrische constante toenemen.

Daarentegen voldoet, ofschoon in in Tabel IV 15 getoonde monsternrs. 5, 6, 7, 10, 12 en 13 de diëlectrische keramische laag slechts 1 μτη dun is, de veranderingssnelheid in electrostatische capaciteit met de temperatuur aan de B-eigenschappen, gespecificeerd door JIS-specificaties binnen het bereik van -25°C tot +85°C, en voldoet deze aan X7R-20 eigenschappen, gespecificeerd door EIA-specificaties binnen het bereik van -55°C tot +125°C. Verder kunnen de monsters 70 uur of langer doorstaan totdat doorslag plaatsvindt in een hogetemperatuursbelastingtest, en zij kunnen worden gesinterd bij 1200°C of lager. De verandering in electrostatische j 25 capaciteit na aanbrenging van gelijkstroomvoltage is klein en kan aldus een hoge voltagescore verzekeren.

Gebakken keramieken van in Tabel IV getoonde monsternrs. 18 tot 29, die werden verkregen door gebruikmaking van de in Tabel I getoonde materiaalpoeders I tot N, werden 30 onderworpen aan transmissie-electronenmicroscoopanalyse. Het werd bevestigd dat compositionele niet-uniformiteit en een niet-uniform kristalsysteem zoals gevonden voor afzonderlijke keramische korrels in samenhang met monsternrs. 1 tot 17 niet werden waargenomen.

35 Wanneer er een materiaal werd gebruikt met een c-as/a-asverhouding van de perovskietstructuur van minder dan 1,003, zoals in Tabel I getoond materiaalpoeder J, kunnen, zoals duidelijk is uit de gegevens van monsternrs. 22 en 23 in Tabel IV, temperatuureigenschappen van de diëlectrische 1011085 23 constante afnemen. Deze toename vindt onafhankelijk van de mate van korrelgroei tijdens bakken plaats, zoals duidelijk is uit de vergelijking van de verhouding R van monsternr. 22 en die van monsternr. 23.

5 Zoals duidelijk is uit de gegevens van in Tabel IV

getoond monsternr. 27, verdient gebruik van een materiaal-poeder met een c-as/a-asverhouding van meer dan 1,010, zoals het materiaalpoeder L in Tabel I, niet de voorkeur in het licht van onbevredigende temperatuur-diëlectrische constante-10 eigenschappen, korte gemiddelde levensduur en slechte be t rouwbaarhe i d.

Zelfs in het geval van materiaalpoeders I en K in Tabel I waarin de c-as/a-asverhouding van het materiaalpoeder 1,003-1,010 is, de hoeveelheid OH-groepen 1 gew.% of minder 15 is, de maximale deeltjesgrootte 0,5 μτη of minder is, en de gemiddelde deeltjesomvang 0,1-0,3 μτη is, tonen de gegevens van momsternrs. 18 en 24 (waarin R minder dan 0,90 is) of monsternr. 21 (waarin R hoger dan 1,2 is) in Tabel IV duidelijk aan dat variatie van diëlectrische constante-afhanke-20 lijkheid kan toenemen, indien de waarde van R minder dan 0,90 of meer dan 1,2 is.

Ook tonen, zelfs in het geval waarin de c-as/a-asverhouding van het materiaalpoeder 1,003-1,010 is en de hoeveelheid OH-groepen 1 gew.% of minder is, de gegevens van 25 monsternr. 28 in Tabel IV aan dat, indien er een poeder wordt gebruikt met een gemiddelde deeltjesgrootte van meer dan 0,3 μιη en een maximale deeltjesgrootte van meer dan 0,5 μπι, zoals het in Tabel I getoonde materiaal M, de temperatuur-diëlectrische constante-eigenschappen onbevredigend zijn, de gemid-30 delde levensduur vergelijkenderwijs kort kan zijn en daarnaast, wanneer diëlectrische keramische lagen worden verdund, de betrouwbaarheid op nadelige wijze kan verslechteren.

Zoals duidelijk is uit monsternr. 29 in Tabel IV kunnen, wanneer er het in Tabel I getoonde materiaalpoeder N 35 wordt gebruikt waarbij elk deeltje van het bariumtitanaat-poeder een gedeelte met lage kristallijnheid bevat met een diameter van niet minder dan 0,65 keer de deeltjesgrootte van het poeder, de temperatuur-diëlectrische constante-eigen-schappen verslechteren.

101 1085 24

Daarentegen voldoet, met verwijzing naar in Tabel IV getoonde monsternrs. 19, 20, 25 en 26, ofschoon de dikte van de diëlectrische keramische laag slechts 1 μπι dun is, de ver-anderingssnelheid in electrostatische capaciteit met de tem-5 peratuur aan de B-eigenschappen, gespecificeerd door JIS-spe-cificaties binnen het bereik van -25°C tot +85°C en voldoet deze aan X7R-eigenschappen, gespecificeerd door ElA-specifi-caties binnen het bereik van -55eC tot +125°C. Verder kunnen de monsters 70 uur of langer doorstaan totdat doorslag 10 plaatsvindt in een hogetemperatuursbelastingtest, en kunnen de monsters worden gebakken bij een temperatuur van niet hoger dan 1200°C. De electrostatische capaciteitsverandering na aanbrengen van gelijkstroomvoltage is klein en een hoge voltagescore kan worden verzekerd.

15 Zoals boven gesteld kan, zelfs indien korrels van een diëlectrische keramiek een homogene samenstelling en een uniform kristalsysteem binnen elk deeltje hebben - met name zelfs indien de korrels geen kern-schilstructuur hebben - het beheersen van korrelgroei tijdens sinteren een diëlectrische 20 keramiek leveren met uitstekende structuur-diëlectrische constante-eigenschappen en hoge betrouwbaarheid, zoals in het geval van monsternrs. 19, 20, 25 en 26.

Het boven beschreven voorbeeld is gericht op een gelamineerd keramisch electronisch element in de vorm van een 25 gelamineerde keramische condensator; dezelfde resultaten zijn ! echter in het geval van andere gelamineerde keramische elec- tronische elementen, zoals een meerlagig keramisch substraat, dat door vrijwel dezelfde methode wordt geleverd, bevestigd Λ te worden verkregen.

30 Zoals hierboven beschreven, worden in de diëlectri sche keramiek volgens de onderhavige uitvinding een uitstekende temperatuur-diëlectrische constante-eigenschap en verbeterde betrouwbaarheid gerealiseerd door het regelen van de c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur en de hoe-35 veelheid OH-groepen in het kristalrooster, bij voorkeur door verdere beheersing van de maximale deeltjesgrootte, gemiddelde deeltjesgrootte, structuur van poederdeeltjes gebaseerd op de kristallijnheid, en de korrelgroei tijdens bakken van bariumtitanaatpoeder dat dient als uitgangsmateriaal.

101108 5 25

Dienovereenkomstig kan, door gebruik van de diëlec-trische keramiek volgens de onderhavige uitvinding, een gelamineerd keramisch electronisch element met hoge prestatie worden verkregen met een uitstekende temperatuur-diëlectri-5 sche constante-eigenschap en hoge betrouwbaarheid. In het bijzonder kan, wanneer de diëlectrische keramiek wordt aangebracht op een gelamineerd keramisch electronisch element dat een laminaat bevat, waarin diëlectrische keramische lagen en interne electroden boven op elkaar zijn geplaatst, zoals 10 een gelamineerde keramische condensator, de temperatuur-diëlectrische constante-eigenschap worden gestabiliseerd, _ . zelfs in het geval van een dunne keramische laag met een dikte van ca. 1 μιη of minder, en is aldus gunstig bij het miniaturiseren en verdunnen van het gelamineerde keramische 15 electronische element.

Wanneer de diëlectrische keramiek wordt geproduceerd door het bakken in een reducerende atmosfeer, wordt de keramiek niet gereduceerd tijdens het bakken. Zodoende maakt het gelamineerde keramische electronische element volgens de 20 onderhavige uitvinding, gevormd door gebruikmaking van de diëlectrische keramiek, het gebruik mogelijk van een basismetaal zoals nikkel of een nikkellegering als het interne geleidermateriaal, om daardoor kosten te verlagen voor een gelamineerd keramisch electronisch element zoals een gelami-25 neerde keramische condensator.

De diëlectrische keramiek volgens de onderhavige uitvinding verschaft een uitstekende temperatuur-diëlectri-sche constante-eigenschap en uitstekende betrouwbaarheid, ongeacht of deze al dan niet een kern-schilstructuur heeft.

30 Zodoende worden, wanneer de diëlectrische keramiek geen kern-schilstructuur heeft, de temperatuureigenschappen en betrouwbaarheid niet beïnvloed door de toestand van dispersie van een bijkomstige component, om daardoor de variatie in eigenschappen met bakomstandigheden te verlagen.

< :s ^ O u' ! U > v ' C ’ ïï)

Claims (30)

1. Diëlectrische keramiek, verkregen door het bakken van bariumtitanaatpoeder, waarin een c-as/a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% 5 of minder is.

2. Diëlectrische keramiek volgens conclusie 1, waarbij het bariumtitanaatpoeder een maximale deeltjesgrootte van 0,5 μτα. of minder en een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1-0,3 μτη heeft.

3. Diëlectrische keramiek volgens conclusie 1, waar bij afzonderlijke deeltjes van het bariumtitanaatpoeder een gedeelte met lage kristallijnheid en een gedeelte met hoge kristallijnheid omvatten, en de diameter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder dan 0,65 keer de deeltjesgrootte 15 van het poeder is.

4. Diëlectrische keramiek volgens conclusie 1, waarbij een verhouding R die gedefinieerd is als (gemiddelde kor-relgrootte van de diëlectrische keramiek)/gemiddelde deeltjesgrootte van het geleverde bariumtitanaatpoeder) binnen 20 0,90-1,2 ligt.

5. Diëlectrische keramiek volgens conclusie l, waarbij korrels die de diëlectrische keramiek vormen een kern-schilstructuur hebben waarin de samenstelling en het kristal- I systeem verschillen tussen de kern en de schil.

6. Diëlectrische keramiek volgens conclusie l, waar bij korrels in de diëlectrische keramiek een homogene structuur hebben met een uniforme samenstelling en kristalsysteem.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlectrische keramiek, welke werkwijze de stappen omvat van het 30 verschaffen van een bariumtitanaatpoeder waarin een c-as/ a-asverhouding in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% of minder is; en het bakken van het bariumtitanaatpoeder. 35 J : - 1 Λ '"'N ^ ::: _ · ίΟ-33

8. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlec-trische keramiek volgens conclusie 7, waarbij er in de stap van het verschaffen van een bariumtitanaatpoeder, een barium-titanaatpoeder wordt verschaft met een maximale deeltjes- 5 grootte van 0,5 ^m of minder en een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1-0,3 μπι.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlec-trische keramiek volgens conclusie 7, waarbij in de stap van het verschaffen van een bariumtitanaatpoeder afzonderlijke 10 deeltjes van het bariumtitanaatpoeder een gedeelte met lage kristallijnheid en een gedeelte met hoge kristallijnheid omvatten en de diameter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder is dan 0,65 keer de deeltjesomvang van het poeder.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlec- trische keramiek volgens conclusie 7, waarbij in de bakstap een verhouding R, die gedefinieerd is als (gemiddelde korrel-grootte van de diëlectrische keramiek na het bakken)/(gemiddelde deeltjesgrootte van het verschafte bariumtitanaat- 20 poeder), wordt geregeld om te vallen binnen het bereik van 0,90-1,2.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlectrische keramiek volgens conclusie 7, waarbij korrels die de diëlectrische keramiek vormen na het bakken een kern-schil- 25 structuur hebben, waarin de samenstelling en het kristalsys-teem verschillen tussen de kern en de schil.

12. Werkwijze voor het vervaardigen van een diëlectrische keramiek volgens conclusie 7, waarbij korrels in de diëlectrische keramiek na het bakken een homogene structuur 30 hebben met een uniforme samenstelling en kristalsysteem.

13. Gelamineerd keramisch electronisch element dat een laminaat omvat, gevormd uit een veelvoud van diëlectrische keramische lagen en een interne geleider, gevormd langs een specifiek raakvlak tussen twee aangrenzende diëlectrische 35 keramische lagen, waarbij de diëlectrische keramische lagen een diëlectrische keramiek omvatten, verkregen door het bakken van bariumtitanaatpoeder waarin een c-as/a-asverhouding 101 1085 in de perovskietstructuur in het bereik van 1,003-1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster 1 gew.% of minder is.

14. Gelamineerd keramisch electronisch element vol-5 gens conclusie 13, waarbij het bariumtitanaatpoeder een maximale deeltjesgrootte van 0,5 μπι of minder en een gemiddelde { deeltjesgrootte van 0,1-0,3 μπι heeft.

15. Gelamineerd keramisch electronisch element vol- I gens conclusie 13, waarbij afzonderlijke deeltjes van het 10 bariumtitanaatpoeder een gedeelte met lage kristallijnheid en : een gedeelte met hoge kristallijnheid omvatten, en de dia meter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder dan 0,65 keer de deeltjesgrootte van het poeder is.

16. Gelamineerd keramisch electronisch element vol-15 gens conclusie 13, waarbij een verhouding R, die is gedefinieerd als (gemiddelde korrelgrootte van de diëlectrische keramiek) / (gemiddelde deeltjesgrootte van het bariumtitanaatpoeder), binnen 0,90-1,2 ligt.

17. Gelamineerd keramisch electronisch element vol-20 gens conclusie 13, waarbij korrels die de diëlectrische keramiek vormen een kern-schilstructuur hebben, waarin de samenstelling en het kristalsysteem verschillen tussen de kern en de schil.

18. Gelamineerd keramisch electronisch element vol-25 gens conclusie 13, waarbij korrels in de diëlectrische keramiek een homogene structuur hebben met een uniforme samenstelling en kristalsysteem.

19. Gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 13, waarbij de interne geleider een basis- 30 metaal bevat.

20. Gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 19, waarbij de interne geleider nikkel of nikkellegering bevat.

21. Gelamineerd keramisch electronisch element vol- 35 gens conclusie 13, dat verder een veelvoud van externe elec-troden bevat, voorzien op verschillende posities op een zijvlak van het laminaat, waarbij een veelvoud van interne : 1011085 geleiders zodanig is gevormd dat één uiteinde van elk van de interne geleiders is blootgesteld aan het zijvlak om elec-trisch verbonden te zijn met één van de externe electroden.

22. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelami-5 neerd keramisch electronisch element, welke werkwijze de stappen omvat van het verschaffen van een bariumtitanaat-poeder waarin een c-as/a-asverhouding in de perovskietstruc-tuur in het bereik van 1,003 tot 1,010 ligt en een hoeveelheid OH-groepen in het kristalrooster l gew.% of minder is; 10 het fabriceren van een laminaat waarin een veelvoud van keramische groene platen die het bariumtitanaatpoeder bevatten en interne electroden worden gelamineerd, zodat de interne electroden aanwezig zijn langs specifieke raakvlakken van de keramische groene platen; en het bakken van het barium- 15 titanaatpoeder om daardoor een diëlectrische keramiek te verschaffen.

23. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij in de stap van het verschaffen van een barium- 20 titanaatpoeder er een bariumtitanaatpoeder wordt verschaft met een maximale deeltjesgrootte van 0,5 /nn of minder en een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1-0,3 μτη.

24. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, 25 waarbij in de stap van het verschaffen van een bariumtitanaatpoeder afzonderlijke deeltjes van het bariumtitanaatpoeder een gedeelte met lage kristallijnheid en een gedeelte met hoge kristallijnheid omvatten en de diameter van het gedeelte met lage kristallijnheid minder dan 0,65 keer de 30 deeltjesgrootte van het poeder is.

25. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij in de bakstap een verhouding R, die is gedefinieerd als (gemiddelde korrelgrootte van de diëlectrische keramiek 35 na bakken)/(gemiddelde deeltjesgrootte van het verschafte bariumtitanaatpoeder)^ wordt geregeld om te vallen binnen het bereik van 0,90-1,2. 1011085

26. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij korrels die de diëlectrische keramiek vormen na het bakken een kern-schilstructuur hebben waarin de samenstelling 5 en het kristalsysteem verschillen tussen de kern en de schil.

27. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelami- ; neerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij korrels in de diëlectrische keramiek na het bakken een homogene structuur hebben met een uniforme samenstelling 10 en kristalsysteem.

28. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij de interne geleider een basismetaal bevat.

29. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelami-15 neerd keramisch electronisch element volgens conclusie 28, waarbij de interne geleider nikkel of nikkellegering bevat.

30. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerd keramisch electronisch element volgens conclusie 22, waarbij de stap van het fabriceren van een laminaat de sub- 20 stappen omvat van het verschaffen van de interne electrode langs raakvlakken tussen aangrenzende twee van de keramische groene platen zodat één uiteinde van elk van de interne geleiders wordt blootgesteld aan een zijvlak van het laminaat; en het vormen van een veelvoud van externe electroden 25 op het zijvlak van het laminaat zodat de blootgestelde uiteinden van elk van de interne geleiders electrisch zijn verbonden met corresponderende externe electroden. • 1011085