NL1011324C2 - Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator. - Google Patents

Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator. Download PDF

Info

Publication number
NL1011324C2
NL1011324C2 NL1011324A NL1011324A NL1011324C2 NL 1011324 C2 NL1011324 C2 NL 1011324C2 NL 1011324 A NL1011324 A NL 1011324A NL 1011324 A NL1011324 A NL 1011324A NL 1011324 C2 NL1011324 C2 NL 1011324C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
dielectric ceramic
dielectric
ceramic capacitor
preparation
laminated
Prior art date
Application number
NL1011324A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Wada
Jun Ikeda
Takashi Hiramatsu
Yukio Hamaji
Original Assignee
Murata Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP23380698A external-priority patent/JP3945033B2/ja
Priority claimed from JP23380798A external-priority patent/JP3603607B2/ja
Application filed by Murata Manufacturing Co filed Critical Murata Manufacturing Co
Application granted granted Critical
Publication of NL1011324C2 publication Critical patent/NL1011324C2/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H01G4/1227Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Description

Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Gebied van de uitvinding
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een diëlektrische keramische samenstelling die met voordeel wordt gebruikt in een gelamineerde keramische condensator met een inwendige elektrode die is gevormd uit een onedel metaal 5 zoals nikkel of een nikkellegering. De onderhavige uitvinding heeft eveneens betrekking op een gelamineerde keramische condensator die is gevormd met de diëlektrische keramische samenstelling en op een werkwijze voor het vervaardigen van de condensator.
10 Beschrijving van de aanverwante techniek
Een gelamineerde keramische condensator omvat een laminaat dat is gevormd uit een aantal gelamineerde diëlektrische keramische lagen en een hierin gelamineerde inwendige elektrode. Teneinde kosten te reduceren wordt de inwendige 15 elektrode sinds enige tijd gevormd uit een goedkoop onedel metaal zoals Ni, in tegenstelling tot uit een kostbaar edelmetaal zoals Ag of Pd.
Wanneer de inwendige elektrode is gevormd uit een onedel metaal zoals Ni, moet de elektrode worden gebakken in 20 een reducerende omgeving teneinde oxidatie van het onedele metaal te vermijden. Wanneer het bakken echter in een reducerende omgeving plaatsvindt, wordt een keramiek gevormd uit bariumtitanaat echter op onvoordelige wijze zodanig gereduceerd dat deze halfgeleidend wordt.
25 Teneinde dit probleem op te heffen, is er een techniek ontwikkeld voor het vermijden van het reduceren van diëlektrische materialen door het zodanig modificeren van de verhouding van bariumplaatsen/titaanplaatsen in een vaste-stofoplossing van bariumtitanaat, dat deze de stoïchiometri-30 sche verhouding overschrijdt (Japanse Octrooipublikatie nr.
57-42588). Door middel van deze techniek kan een gelamineerde 1Q ; 13 2 4 2 keramische condensator met een inwendige elektrode die is gevormd uit een onedel metaal zoals Ni praktisch worden toegepast, en de productie van dergelijke condensatoren is toegenomen 5 Met een recente vooruitgang in de ontwikkeling van elektronica is de miniaturisatie van gelamineerde keramische elektronische elementen snel vooruitgegaan. Op het gebied van gelamineerde keramische condensatoren zijn trends naar miniaturisatie en een verhoogde capaciteit tevens merkbaar. Boven-10 dien dienen gelamineerde condensatoren een hogere elektrostatische capaciteit en een geringere temperatuursafhanke-lijkheid te bezitten. Een verscheidenheid aan materialen met een hoge diëlektrische constante en uitmuntende temperatuur-gerelateerde karakteristieken zijn aldus voorgesteld en in de 15 praktijk toegepast.
Tot nu toe omvatten alle voorgestelde materialen BaTi03 als primaire component en een zeldzame-aarde-element als een toevoeging, dat tijdens sinteren in BaTi03-korrels diffundeert. Van de korrels die de verkregen gesinterde ver-20 dichte lichamen samenstellen, is bekend dat deze een kern-omhullingstructuur bezitten die is voorzien van een kerngedeelte dat geen gediffundeerde toevoegingscomponent bevat en een omhullingsgedeelte dat de gediffundeerde toevoegingscomponent bevat. De combinatie van het kerngedeelte en het 25 omhullingsgedeelte - die verschillen in overeenstemming met de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante - verschaffen derhalve een samenstelling waarvan de diëlektrische constante een geringe temperatuursafhankelijkheid bezit.
30 Deze materialen bewerkstellingen gelamineerde keramische condensatoren met een hoge elektrostatische capaciteit en een geringe temperatuursafhankelijkheid, en hebben aldus aanzienlijk bijgedragen aan het vergroten van de markt.
De kern-omhullingstructuur, die wordt bereikt door 35 het sinteren van keramiek en het besturen van de diffusie van een toevoegingscomponent, bezit echter eveneens een nadeel. Naarmate het sinteren voortschrijdt, diffundeert een toevoegingscomponent in het bijzonder overmatig, waardoor geen karakteristieken met een geringe temperatuursafhankelijkheid ‘1011324 3 worden verschaft, terwijl een onvoldoende mate van sinteren in een slechte betrouwbaarheid resulteert. Het besturen van het sinteren en de diffusie is derhalve moeilijk met de hierboven beschreven materialen, hetgeen een ongewenste variatie 5 in de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante veroorzaakt.
Teneinde te voldoen aan de behoefte aan miniaturisatie en een hoge elektrostatische capaciteit moeten diëlektrische keramische lagen die in een gelamineerd ver-10 dicht lichaam zijn gevormd voorts dunner worden gemaakt en moeten de laminaten een groter aantal lagen omvatten. Wanneer de keramische lagen echter dun worden, wordt een geringer aantal keramische korrels opgenomen tussen de inwendige elektroden, waardoor de betrouwbaarheid van de condensator aan-15 merkelijk verslechtert. De reductie van de dikte moet aldus beperkt zijn. De ontwikkeling van materialen die een hoge betrouwbaarheid en een geringe variatie in de diëlektrische constante in afhankelijkheid van temperatuur en elektrisch veld bezitten moet derhalve worden bereikt door een afname in 20 de grootte van de keramische korrels.
Elektronische elementen zoals die welke worden gebruikt in auto's worden gebruikt in een hoge-temperatuur-omgeving, en karakteristieken hiervan die stabiel blijven bij een hoge temperatuur zijn derhalve gewenst. In het bijzonder 25 is er behoefte aan een gelamineerde keramische condensator met een hoge betrouwbaarheid en een diëlektrische constante die een geringere temperatuursafhankelijkheid bezit bij een hogere temperatuur (bijv. 150°C).
In conventionele materialen met een kern-omhul-30 lingstructuur neemt het sintervermogen hiervan en de diffusie van een toevoegingscomponent echter toe naarmate de BaTi03-korrels kleiner worden, waardoor een probleem wordt veroorzaakt in het onderhouden van de geringe temperatuursafhankelijkheid van de karakteristieken. Aangezien BaTi03 een grote 35 variatie in de diëlektrische constante vertoont bij een hoge temperatuur (bijv. 150°C) is het onderhouden van een diëlektrische constante met een geringe temperatuursafhankelijkheid tot een hoge temperatuur relatief moeilijk.
101 13 24 4
Zoals hierboven is beschreven, overeenkomstig de stand der techniek, is het verwezenlijken van een voldoende dunne, gelamineerde keramische condensator en een diëlektri-sche constante met een voldoende geringe temperatuursafhanke-5 lijkheid door het gebruik van een materiaal met een kern-om-hullingstructuur uitermate moeilijk.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
Met het oog op het voorgaande is een doelstelling van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een diëlek-10 trische keramische samenstelling voor het oplossen van de ! hierboven beschreven problemen. Een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een gelamineerde kerami- j ! sche condensator die is vervaardigd met de samenstelling. Nog een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen 15 van een werkwijze voor het vervaardigen van de keramische j gelamineerde condensator.
De diëlektrische keramische samenstelling in over-j eenstemming met de onderhavige uitvinding is, in het kort, een materiaal dat geen kern-omhullingstructuur bezit die is 20 gevormd door diffusie van een toevoegingscomponent, d.w.z.
een materiaal waarvan de temperatuur-afhankelijke karakteristieken en de betrouwbaarheid niet afhangen van de diffusie van een toevoegingscomponent. Een gelamineerde keramische i condensator die is vervaardigd met het diëlektrische keramiek : 25 in overeenstemming met de onderhavige uitvinding voldoet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-specificaties en aan X7R- en X8R-karakteristieken gespecificeerd door EIA-specificaties.
Dienovereenkomstig wordt er volgens een aspect van 30 de onderhavige uitvinding voorzien in een diëlektrische keramische samenstelling die een complex oxide omvat dat Ba, Ca, J Ti, Mg en Mn als metaalelementen bevat, en wordt gekenmerkt " doordat de diëlektrische keramische samenstelling wordt gere presenteerd door de volgende formule: 35 {Ba1.x.yCaxREy0}mTi02 + aMgO + j3MnO, waarbij RE een zeldzame-t aardemetaalelement 0,001 s a s 0,05; 0,001 s β s 0,025; ^ 1,000 <ms 1,035; 0,02 sxs 0,15; eny=0of m i ! 1011324 5 0,001 s y s 0,06. RE omvat bij voorkeur ten minste één element geselecteerd uit de groep bestaande uit Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er en Yb.
Een diëlektrische keramische samenstelling die een 5 complex oxide omvat dat Ba, Ca, Ti, Mg en Mn als metaal-ele-menten bevat, is bekend uit de Nederlandse octrooischriften NL-A-1011084 en NL-A-1011085, en de Europese octrooischriften EP-A-820074 en EP-A-737655. Deze octrooischriften beschrijven echter complexe oxiden die niet voldoen aan de hierboven 10 genoemde formule van de diëlektrische keramische samenstelling volgens de uitvinding, waarmee de voordelen worden bereikt zoals die reeds hierboven zijn uiteengezet.
De diëlektrische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding bevat voorts bij 15 voorkeur een sinterhulpstof in een hoeveelheid van 0,2 - 5,0 gewichtsdelen gebaseerd op 100 gewichtsdelen van de resterende componenten van de diëlektrische keramische samenstelling. De sinterhulpstof omvat bij voorkeur Si02 als primaire component .
20 Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvin ding wordt er voorzien in een gelamineerde keramische condensator die is gevormd met een diëlektrische keramische samenstelling die een complex oxide omvat dat Ba, Ca, Ti, Mg en Mn als metaalelementen bevat, waarbij de gelamineerde keramische 25 condensator meer in het bijzonder een laminaat gevormd uit een aantal diëlektrische keramische lagen omvat en voorts een aantal uitwendige elektroden omvat die zijn voorzien op verschillende posities op zijvlakken van het laminaat, en elk van een aantal inwendige elektroden zodanig is gevormd langs 30 een specifiek interface tussen twee naast elkaar liggende diëlektrische keramische lagen dat van elk van de inwendige elektroden één uiteinde is blootgesteld aan één van de zijvlakken teneinde een elektrisch contact tot stand te brengen met één van de uitwendige elektroden. De diëlektrische kera-35 mische lagen zijn gevormd met de hierboven beschreven diëlektrische keramische samenstelling.
Volgens nog een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt er voorzien in een werkwijze voor het vervaar- 1011324 6 digen van een gelamineerde keramische condensator die de vol-j gende stappen omvat: - een stap voor het prepareren van een mengsel dat een verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREy0}Ti02, 5 waarbij RE een zeldzameaardemetaal-element is, een Mg-verbinding en een Mn-verbinding omvat; - een stap voor het vervaardigen van een laminaat door het lamineren van een aantal keramische groenlagen die het mengsel bevatten en een aantal inwendige elektroden die elk 10 zodanig zijn gevormd langs een specifiek interface tussen ! twee naast elkaar liggende keramische groenlagen dat van elk van de inwendige elektroden één uiteinde is blootgesteld aan één van de zijvlakken; : - een stap voor het bakken van het laminaat teneinde het j 15 mengsel te sinteren waardoor een diëlektrisch keramisch j produkt wordt gevormd; en = - een stap voor het zodanig vormen van een aantal uit- , wendige elektroden op elk zijvlak van het laminaat dat het ene uiteinde van elk van de inwendige elektroden dat is 20 blootgesteld aan het zijvlak elektrisch contact maakt met één van de uitwendige elektroden.
Volgens de werkwijze voor het vervaardigen van een !j gelamineerde keramische condensator bedraagt het gehalte aan * een alkalimetaaloxide dat als een verontreiniging aanwezig is ! 25 in de verbinding die wordt gerepresenteerd door ' {Ba1.x.yCaxREy0}Ti02> bij voorkeur 0,03 gew.% of minder.
De verbinding bezit bij voorkeur een gemiddelde deeltjesafmeting van 0,1 - 0,8 μτη. In dit geval kan de gemid-J delde deeltjesafmeting van de verbinding 0,1 μτη - 0,3 μτη, of 30 meer dan 0,3 μπι, maar niet meer dan 0,8 μιη bedragen. De maximale deeltjesafmeting van de verbinding bedraagt met meer voorkeur 0,5 //m of minder voor het eerstgenoemde geval en _ bedraagt 1,0 μπ\ of minder voor het laatstgenoemde geval.
Volgens de werkwijze voor het vervaardigen van een 35 keramische condensator in overeenstemming met de onderhavige uitvinding bedraagt de verhouding van (gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deeltjesafmeting van het verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, bij voorkeur 0,90 - 1,2.
“ 1011324 7
KORTE OMSCHRIJVING VAN DE TEKENING
Verschillende andere doelstellingen, kenmerken en vele van de bereikte voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden naarmate deze beter wordt begrepen 5 door verwijzing naar de hieronder volgende gedetailleerde beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen in samenhang met de bijgaande tekening, waarin:
Fig. 1 een dwarsdoorsnede-aanzicht is van een gelamineerde keramische condensator volgens een wijze voor 10 het uitvoeren van de onderhavige uitvinding.
BESTE WIJZE VOOR HET UITVOEREN VAN DE UITVINDING
Zoals hierboven genoemd, omvat de diëlektrische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding een complex oxide dat Ba, Ca, Ti, Mg en Mn 15 als metaalelementen bevat. De diëlektrische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt, meer in het bijzonder, gerepresenteerd door de volgende formule: {Ba1.xCax0}mTi02 + aMgO + /?MnO, waarbij 0,001 s or s 0,05; 20 0,001 s jS s 0,025; 1,000 < m s 1,035; en 0,02 s x s 0,15.
Een dergelijk keramiek kan worden gebakken zonder dat dit halfgeleidend wordt, zelfs wanneer het in een reducerende omgeving wordt gebakken. Met het diëlektrische keramiek kan een gelamineerde keramische condensator worden verkregen 25 die voldoet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-specificaties binnen het bereik van -25°C tot +85°C en een variatie in de elektrostatische capaciteit van -10% tot +10%, die voldoet aan de X7R-karakteristieken binnen het bereik van -55°C tot +125°C en een variatie in de elektro-30 statische capaciteit van +15%, en die voldoet aan de X8R- karakteristieken gespecificeerd door EIA-specificaties binnen het bereik van -55°C tot +155°C en een variatie in de elektrostatische capaciteit van ±15%. De condensatoren bezitten bovendien een hoge betrouwbaarheid en hoge doorslagspanning 35 bij zowel kamertemperatuur als een hoge temperatuur.
De diëlektrische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding bevat kenmerkend een sinterhulpstof, die is opgenomen in een hoe- 101 13 24 8 veelheid van 0,2 - 5,0 gewichtsdelen gebaseerd op 100 gewichtsdelen van de resterende componenten van de diëlek-trische keramische samenstelling. De sinterhulpstof omvat bij ' voorkeur hoofdzakelijk Si02.
5 De hierboven beschreven diëlektrische keramische j samenstelling wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het vervaar digen van een gelamineerde keramische condensator 1 die is weergegeven in Fig. 1.
I Zoals in Fig. 1 is getoond, omvat de gelamineerde I 10 keramische condensator 1 een laminaat 3 dat is voorzien van i j een aantal gelamineerde diëlektrische lagen 2 en een eerste | uitwendige elektrode 6 en een tweede uitwendige elektrode 7 die zijn aangebracht op respectievelijk een eerste zijvlak 4
Is en een tweede zijvlak 5 van het laminaat 3. De gelamineerde 15 keramische condensator 1 vormt in zijn geheel een rechthoekig parallellepipidumvormig chip-type elektronisch element.
In het laminaat 3 zijn de eerste inwendige elektroden 8 en de tweede elektroden 9 alternerend aangebracht.
‘ De eerste inwendige elektroden 8 zijn zodanig gevormd langs 20 specifieke interfaces tussen diëlektrische keramische lagen 2 dat van elk van de inwendige elektroden 8 een uiteinde is blootgesteld aan het eerste zijvlak 4 teneinde elektrisch „ contact te maken met de eerste uitwendige elektrode 6, ter- i wijl de tweede inwendige elektroden 9 zodanig zijn gevormd | 25 langs specifieke interfaces tussen diëlektrische keramische 7 lagen 2 dat van elk van de inwendige elektroden 9 een uit einde is blootgesteld aan het tweede zijvlak 5 teneinde elektrisch contact te maken met de tweede uitwendige elektrode 7.
30 In de gelamineerde keramische condensator 1 worden de diëlektrische keramische lagen 2 die zijn opgenomen in het laminaat 3, vervaardigd uit de hierboven genoemde diëlektrische keramische samenstelling.
De gelamineerde keramische condensator 1 wordt 35 vervaardigd in overeenstemming met de volgende stappen:
In een eerste stap wordt een mengsel dat een verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba1.xCax0}Ti02, een Mg-verbinding en een Mn-verbinding bevat door menging gepre-
SM
H pareerd, zoals door natte menging. De mengverhoudingen van de $1 ïï 1011324 9 verbindingen worden bij voorkeur gekozen óm een diëlektrische keramische samenstelling te verkrijgen die wordt gerepresenteerd door {Ba1.xCax0}mTi02 + aMgO + 0MnO, waarbij 0,001 sas 0,05; 0,001 a β a 0,025; 1,000 < m s 1,035; en 0,02 s x s 5 0,15.
De gemiddelde deeltjesafmeting van de verbinding die wordt gerepresenteerd door {Baj^CaxOjTiOj bedraagt bij voorkeur 0,1 μπι - 0,8 μπι. Wanneer de gemiddelde deeltjesafmeting 0,1 μπ\ - 0,3 μτη (in dit geval bedraagt de maximale deeltjes-10 afmeting bij voorkeur 0,5 μτη of kleiner) bedraagt, dan kan de gelamineerde keramische condensator 1 een diëlektrische constante bezitten die een geringe temperatuursafhankelijkheid tot 125°C en een hoge betrouwbaarheid bezit, zelfs wanneer de diëlektrische keramische laag 2 een zo geringe dikte als 3 μτη 15 of minder bezit. Wanneer de gemiddelde deeltjesafmeting ten misnte 0,3 μπι, maar niet meer dan 0,8 μτη (in dit geval bedraagt de maximale deeltjesafmeting bij voorkeur 1,0 μτη of minder) bedraagt, dan kan de gelamineerde keramische condensator 1, die een diëlektrische keramische laag 2 bezit met 20 een dikte die meer bedraagt dan 3 μπι, een diëlektrische constante bezitten die een geringe temperatuursafhankelijkheid tot 150°C bezit.
De hierboven beschreven verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba^xCajjOjTiOj, bevat gebruikelijk een 25 alkalimetaaloxide als een verontreiniging. De onderhavige uitvinders hebben bevestigd dat het gehalte aan het alkalimetaaloxide de elektrische karakteristieken van de diëlektrische keramische samenstelling in belangrijke mate beïnvloedt. Ze hebben in het bijzonder bevestigd dat het gehalte 30 aan het alkalimetaaloxide dient te worden gereguleerd tot 0,03 gew.% of minder, bij voorkeur 0,02 gew.% of minder, teneinde een diëlektrisch keramiek met een hoge betrouwbaarheid te verkrijgen.
In het hierboven beschreven mengsel wordt een 35 sinterhulpstof, bij voorkeur één die hoofdzakelijk Si02 omvat, opgenomen in een hoeveelheid van 0,2 - 5,0 gewichts-delen gebaseerd op 100 gewichtsdelen van een ruwe uitgangs-samenstelling voor het vormen van de diëlektrische keramische samenstelling. Door het toevoegen van een dergelijke sinter- iOi 3324 10 hulpstof kan het diëlektrische keramiek worden gesinterd op een relatief lage temperatuur, zoals 1250°C of minder, gedurende de hieronder beschreven bakstap.
Vervolgens worden een organisch bindmiddel en een 5 oplosmiddel toegevoegd aan het gemengde poeder, waardoor een slurrie wordt verkregen, en wordt een keramische groenlaag die de diëlektrische keramische laag 2 vormt, uit de slurrie ] vervaardigd.
j Daaropvolgend worden elektrisch geleidende pas- j 10 tafilms die inwendige elektroden 8 en 9 vormen, gevormd op de 7 eerder gevormde keramische groenlagen. De geleidende pasta- film bevat een onedel metaal zoals nikkel of koper, of een legering hiervan, en wordt gevormd door een werkwijze zoals zeefdrukken, dampneerslag of metalliseren.
] 15 Een aantal keramische groenlagen, waaronder die - waarop de geleidende pastafilm zoals hierboven is beschreven, 4 is gevormd, worden gelamineerd, geperst, en vervolgens, ; indien noodzakelijk, gesneden. Aldus is er een groenlaminaat 3 verkregen waarin de keramische groenlagen en de inwendige 20 elektroden 8 en 9 die zijn gevormd langs specifieke interfaces tussen de keramische groenlagen, zodanig zijn gelamineerd dat van elk van de inwendige elektroden 8 een uiteinde is blootgesteld aan het zijvlak 4 en van elk van de inwendige elektroden 9 een uiteinde is blootgesteld aan het zijvlak 5. 25 Het laminaat 3 wordt vervolgens gebakken in een ü reducerende omgeving. Zoals hierboven is beschreven, kan het 7" diëlektrische keramiek worden gesinterd op een relatief lage temperatuur, zoals 1250°C of lager, aangezien een Si02 omvattende sinterhulpstof aan het mengsel wordt toegevoegd, waar-30 door krimp van de inwendige elektroden 8 en 9 gedurende de bakstap wordt geminimaliseerd. De betrouwbaarheid van de ' gelamineerde keramische condensator met een dunne diëlektri sche keramische laag 2 kan derhalve worden verhoogd. Zoals hierboven is beschreven, kunnen materialen die een onedel 35 metaal zoals nikkel, koper of een legering hiervan bevatten, zonder enig probleem worden toegepast als de inwendige elektroden 8 en 9.
— Tijdens het sinteren voor het verkrijgen van het diëlektrische keramiek bedraagt de verhouding van (gemiddelde n lil ” 1011324 11 korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/ (gemiddelde deeltjesafmeting van het verschafte uitgangsmate-riaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, bij voorkeur 0,90 - 1,2. Het bereik van de verhouding is zodanig dat er 5 geen aanzienlijke korrelgroei optreedt gedurende het sinteren van het keramiek. Wanneer de verhouding binnen het hierboven beschreven bereik valt, dan kan een diëlektrische keramiek worden verkregen met een diëlektrische constante die een geringe temperatuursafhankelijkheid bezit.
10 De eerste uitwendige elektrode 6 is zodanig gevormd op het eerste zijvlak 4 van het laminaat 3 dat deze in contact is met de blootgestelde uiteinden van de eerste inwendige elektroden 8, en de tweede uitwendige elektrode is zodanig gevormd op het tweede zijvlak 5 van het laminaat 3 dat 15 deze in contact is met de blootgestelde uiteinden van de tweede inwendige elektroden 9 in het gebakken laminaat 3.
Er wordt geen specifieke beperking opgelegd aan de materialen voor het verkrijgen van de uitwendige elektroden 6 en 7. Dezelfde materialen als gebruikt voor het verkrijgen 20 van de inwendige elektroden 8 en 9 kunnen, meer in het bijzonder, worden gebruikt. De uitwendige elektroden kunnen tevens worden geconstrueerd uit een gesinterde laag die een elektrisch geleidend metaalpoeder omvat, zoals een poeder van Ag, Pd, Ag-Pd, Cu of een Cu-legering; of een gesinterde laag 25 die het hierboven genoemde geleidende metaalpoeder bevat dat is gemengd met glasfrit zoals B203-Li20-Si02-Ba0, B203-Si20-BaO, Li20-Si02-Ba0 of B203-Si02-Zn0. De materialen voor het verkrijgen van de uitwendige elektroden 6 en 7 worden geschikt gekozen met betrekking tot factoren die betrekking 30 hebben op de gelamineerde keramische condensator 1, zoals gebruik of gebruiksomgeving.
Zoals hierboven is beschreven, kunnen de uitwendige elektroden 6 en 7 worden gevormd door het aanbrengen van de deze elektroden vormende metaalpoederpasta op het gebakken 35 laminaat 3 en verhitten. Als alternatief kunnen de elektroden worden gevormd door het aanbrengen van de pasta op het niet-gebakken laminaat 3 en tegelijkertijd te verhitten met het bakken van het laminaat 3.
' · 'i O o A
. w i i >j 4 12
De uitwendige elektroden 6 en 7 kunnen worden bedekt met respectievelijk bekledingslagen 10 en 11, in overeenstemming met de behoeften, gevormd uit Ni, Cu, Ni-Cu-legering, ( etc. De bekledingslagen 10 en 11 kunnen voorts worden bekleed 5 met respectievelijk tweede bekledingslagen 12 en 13, gevormd uit soldeer, tin, etc.
In de hierboven beschreven diëlektrische keramische samenstellingen en de werkwijze voor het verkrijgen van een gelamineerde keramische condensator kunnen de diëlektrische I 10 keramische samenstellingen voorts een zeldzame-aarde-element | bevatten dat wordt gerepresenteerd door RE. RE wordt bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit Y, Gd, Tb, Dy,
Ho, Er en Yb.
' VOORBEELDEN
: 15 De onderhavige uitvinding zal hieronder in detail t worden beschreven door middel van voorbeelden, die niet als 3 een beperking van de uitvinding moeten worden opgevat.
Voorbeeld 1
De gelamineerde keramische condensator die is 20 verkregen in het onderhavige Voorbeeld is een gelamineerde keramische condensator 1 met een in Fig. 1 getoonde struc-" tuur.
ii η Ti02, BaC03 en CaC03 van hoge zuiverheid die als C uitgangsmaterialen dienen, werden in zodanige hoeveelheden 25 afgewogen dat de verkregen mengsels respectieve gehalten aan
Ca bezitten die zijn getoond in de hieronder volgende Tabel 1, werden vervolgens gemengd en verpulverd. Elk van de resulterende poeders werd gedroogd en verhit tot 1000°C of hoger, waardoor (Ba, Ca)TiO met respectieve in Tabel 1 30 getoonde gemiddelde deeltjesafmetingen werd gesynthetiseerd.
Π I 101 1324 13
Tabel 1
Type Alkali- CaO Gemiddelde
BaTi03 metaaloxide (mol-fractie) deeltjesafmeting (gew.%) (μπι) A 0,003 0,004 0,25 5 B 0,010 0,100 0,25 C 0,012 0,150 0,25 D 0,015 0,170 0,25 Ë 0,062 0,100 0,25 F 0,003 0,100 0,15 10 G 0,020 0,050 0,25 H 0,010 0,100 0,40 I 0,010 0,100 0,09 J 0,010 0,020 0,25 15 Teneinde een als een sinterhulpstof dienend oxide- poeder, dat hoofdzakelijk Si02 omvat, te verkrijgen, werden componentoxiden of -carbonaten en hydroxiden hiervan zodanig afgewogen dat de verkregen mengsels de respectieve, in de hieronder volgende Tabel 2 getoonde molaire samenstellings-20 verhoudingen verkregen, en vervolgens gemengd en verpulverd. Elk preparaat van de resulterende poeders werd verhit tot 1500°C in een platina kroes, afgeschrikt en verpulverd, waardoor gemiddelde deeltjesafmetingen van 1 μτη of kleiner werden verkregen.
25 Tabel 2
Type sinter- Samenstelling van de sinterhulpstof (gew.%) hulpstof -;--;---—-
Si02 Ti02 BaO CaO
a 100 000 b 80 15 5 0 30 c 50 30 0 20 1011324 14
BaC03, MgO en MnO werden toegepast teneinde de molaire verhouding van (Ba, Ca)/Ti in (Ba, Ca)Ti03 dat wordt gerepresenteerd door m, aan te passen.
1 Daaropvolgend werden respectieve sinterhulpstoffen I 5 toegevoegd aan elk van de uitgangsmateriaalpoeders, waardoor mengsels met de in Tabel 3 getoonde samenstellingen werden verkregen. Aan elk mengsel werd een polyvinylbutyralbind- * s middel en een organisch oplosmiddel zoals ethanol toegevoegd, I en de ingrediënten werden nat-vermalen in een maalpot ten- 10 einde een keramische slurrie te prepareren. De resulterende slurrie werd in een laag gevormd door middel van een rakel-werkwijze, waardoor een rechthoekige groenlaag met een dikte van 2,7 μπι werd verkregen. Vervolgens werd een geleidende pasta die Ni als een primaire component bevat, door middel I 15 van drukken aangebracht op de resulterende keramische groen laag teneinde een geleidende pastafilm te vormen voor het vormen van inwendige elektroden.
s Tabel 3 = Preparaat {Baj^Ca^O^TiOa + aHgO + /3MnO Sinterhulpstof 20 nr· Type BaTiQ3 x__m ot β Type Gewichtsdelen 1* A 0,004 1,01 0,02 0,005 a 1 i 2* D 0,17 1,01 0,02 0,005 a ï I 3* B 0,1 1,01 0,0008 0,005 a ï " 4* B 0,1 1,01 0,06 0,005 a ï = 25 5* B 0,1 1, 01 0,02 0,0008 a ï 6* B Ö7Ï 1,01 0,02 0,028 a ï 7* B Ö7Ï 0,995 0,02 0,005 a ï 8* 5 Ö7Ï 1 0,02 0,005 a ï 9* B 0,1 1,036 0,02 0,005 a ï 30 10* B 0,1 1,01 0,02 0,005 a 0 11*__B__Ojl__1,01 0,02 0,005 a ITi 12* E 0,1 1,01 0,02 0,005 a ï 13 B 0,1 1,01 0,005 0,005 a ï 14 B 0,1 1,01 0,02 0,005 a ΐ 35 15 H ÖTï 1,01 0,02 0,005 a 2 16 I 0,1 1,01 0,02 0,005 a Ï 17 B 0,1 1,01 0,02 0,005 b 1 18 B S7Ï 1,005 0,02 0,002 a Ï 19 Β Τ7Ί 1,025 0,02 0,005 b 4 40 20 C 0,15 1,01 0,01 0,002 a Ï 21 J 0,02 1,01 0,01 0,005 a 1 22 F 0,1 1,015 0,05 0,02 a 3 == 23__G__0,05 1,01 0,02 0,005 a 1 η 1011324 1½ ?T=ï 15
Daaropvolgend werden een aantal van de aldus verkregen keramische groenlagen zodanig gelamineerd dat de beginuiteinden van de hierboven genoemde geleidende pasta-films op de lagen alternerend werden aangebracht, waardoor 5 een laminaat werd verkregen. Het resulterende laminaat werd verhit tot 350°C in een omgeving van N2, teneinde het bindmiddel te verbranden, en vervolgens gedurende twee uur bij een in Tabel 4 getoonde temperatuur gebakken in een reducerende omgeving van H2-N2-H20-gas dat zuurstof bevat met een 10 partiële druk van 10'9 tot 10'12 MPa.
Zilverpasta dat B203-Li20-Si02-Ba0-glasfrit bevat, werd op de tegenover elkaar liggende zijvlakken van het gebakken laminaat aangebracht, gevolgd door verbranding in een stikstofomgeving bij 600°C voor het verkrijgen van uit-15 wendige elektroden die elektrisch zijn verbonden met de inwendige elektroden.
De uitwendige afmetingen van de resulterende gelamineerde keramische condensator bedroegen 5,0 mm breed, 5,7 mm lang, en 2 mm dik, en de dikte van de diëlektrische 20 keramische laag die is aangebracht tussen inwendige elektroden bedroeg 2,4 μπι. Het aantal effectieve diëlektrische keramische lagen bedroeg 5, en in elke laag hadden de tegenover elkaar liggende elektroden een oppervlakte van 16,3 x 10'6 m2.
25 De elektrische eigenschappen van de resulterende preparaten werden als volgt gemeten:
De elektrostatische capaciteit (C) en het diëlek-trisch verlies (tan6) werden gemeten door gebruik van een automatisch bruginstrument en overeenkomstig JIS 5102, en de 30 diëlektrische constante (e) werd berekend vanuit de gemeten elektrostatische capaciteit.
De weerstand (R) werd gemeten door gebruik van een isolatietesteenheid; 10 V DC werd gedurende twee minuten aangelegd voor het verkrijgen van de weerstand (R) bij 25°C, en 35 de soortelijke weerstand werd berekend vanuit de weerstand.
Met betrekking tot de temperatuursafhankelijkheid van de elektrostatische capaciteit is de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 20°C (AC/C20) getoond voor de temperatuurbereik van -25°C tot +85°C
l 0 1 13 24 16 en is de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 25°C getoond voor de temperatuurbereik van -55°C tot +125°C (AC/C25) .
De mate van variatie van de elektrostatische 5 capaciteit bij een elektrisch veld van 5 kv/mm (AC%) werd eveneens verkregen.
In een hoge-temperatuurbelastingstest werd de verandering van de weerstand met de tijd bij aanleggen van 20 V DC bij 150°C gemeten. In deze test werd de preparaatlevens-10 duur als gelijk beschouwd aan de tijd tot doorslag wanneer de weerstand (R) van het preparaat tot 105 Ω of minder afnam, en werd de gemiddelde levensduur voor verschillende preparaten berekend.
De doorslagspanning werd gemeten door het aanleggen 15 van een DC-spanning bij een spanningstoenamesnelheid van 100 V/sec.
De gemiddelde deeltjesafmeting van het uitgangsmateriaal werd verkregen door observatie onder een aftastmicro-scoop, en de gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische 20 keramiek dat is opgenomen in de resulterende gelamineerde keramische condensator werd verkregen door het chemisch etsen van gepolijste dwarsdoorsnede-oppervlakken van het laminaat ! en het observeren van de oppervlakken onder een aftastmicro- ! scoop. Uit de resultaten werd de verhouding R, d.w.z. (gemid- 25 delde korrelafmeting van het diëlektrische keramische pro- dukt)/(gemiddelde deeltjesafmeting van het uitgangsmateriaal) berekend.
De resultaten zijn getoond in Tabel 4.
4 9 j j 1011324 17
ITT I I Μ Μ I I I I I I I I M I I I Μ I I I
H 3 ^ «J
2 2- n CMOC'lHMCOs;~CV|c:,*,HHinrO'<S<COVOiniriU1HH
2 2 3 II f{ CNCMH tits E Η^γ-ΙΙ/ΙΗΗτΡΟΙΓ'ΟΟΙΛΟ •nr « ad d hnhhhhhh e > b s uii 63 e OH „ σι 1 1 ·η i ij ?flf, “ infl'tH'fui'fcooioitO'iinnifvi/iiii'fiiiiiiiiiin^
O H ^ Q ^ Η τΗ H rH Η H iHrHrHrHrHrHrHrHiHHiHt-HtH
o w p, * M_ _ ____ ___________ » .2 ,2 H C Ο) ^ ΜΗ^{ΝΟΠΗΐηητ|<<ΝΜΟΜΗΜηΗ{ΜΗΗΓΜΗ /1 T? IK 2 .9 mroHmHHHr-inHronnmronr-immmmnm OH J w hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh CO ^ "aJ Y#> TJ — p mvootNMMOmHooir-snosvoiftor'oesvovof*» ‘HS 3 ιη»ιιιΐΛΐηοΛ>ΐι|ΐΛυ»<ιΐί<|ΐ<ιη<ΐΐί<ΐΝΐι
Λ. ri 4->^lC'Jw.H CSHHCSrHrHrHHCNrHHrH HrHHrH HHH
.¾ 5 4J (TJ n H
il J*H ^ N. + I t t I I I f I I I I I · I I I · I l · I I
2 ‘-jj ΰ ο, o a 5 -H *= -2------------------------ s o *" i ^ 8 B· o η m o U σ^νβνΐ>ΟΗΜ4·’4ι<ΚΓι'-ΗΓ<ΙΓη(Ίσ\βΟ^<Γ·ΗΓ4«0Ν^· 3 £ on 0 o —.......................
>(U ΜΐηΛ’σιτί'ΐηοοσι^ΜΜοοοοι/ιιηίΛοο'ί'σισιοοσιΐΛίηοοΛ Η -Η —•οο'- Η Η Η Η Η Η
4> ιυ U + I I I I I I I...... · I I I I I I I I I
υ c ^ <β υ S_ <_ __ φ ------------------- <ΰ Η «> Λ ρ ¢) Ό U Β Λ η ο 4=
3 ÖÖH-HC
Η 3 -η .υ α> g ΙΠΙΛ^·<ΛΙΠΓΟΟΜΟΟΟΓ·σν<ΝΗ<ΛΗΐηθΓ>ί<ΛΗηΓΟ /ïijmTi <*“ κιηιηΊΐιιιι/ιΐίΐίΐηιΐ'ΓΐηιηιηψηΐΊΊ'^η^η^
Μ Τ, S Η ϋ - I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
4J 4-> Ο (Ο X ιϋ <ϋ μ S -Η U «J JP Μ U π (β 1) 3 >Η < 0) ι η ra -V ^ <1)
^ wHrt^ H^inr'ro^vor'Oa\concNmvDCNOïOïi-imHc^M
rHWJrS”rfP
»ί) Tl Μ 2 — (ΊΙΊΙΝΙΊΝΙΊ^ΝΡΙΙΊΡΙΝΝΙΝΗΝΓΙΝΙΝΝΝΗΙΊ Η3>|“ Ο u > - ι υ υ 'ïj'SS οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο jij ίί 2 ΟΜΟΝίΛΜΗνοσιΟΟΜΠΟ^ΟΟΛΊίΟΜΙΛΟΟΓΟΟΟΗ •nijm οοΗΐηοοσ>Γ^οσ\οΐΛ[^ι~ιηΗοοθΜΗΗνορηΜΐη
;2μρ (NHMHHHMHNHHHMHNHCMNCNHCNHCN
Q Η Ο _Ο_ _ _____
1 m . in a Λ Dl-H
TJaO ΗΗΐηΗΗιΗΗιΗΜΜΙΝΗΙΠΙΠΗιΗΜΓΊΜΐηΗΜΗ
J-ri 3», OOinOOOOOOOOr-IIMOOOOOOOOOOH
C-uo* ..........-......·.....
0 &) pC ΗΗγοΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΟγΗΗΗΗΗΗιΗΗΗ Sëh
K*M QJ
rt >________________________ ι ’ ooooooooooooooooinooininoo
M 5*0 oinii'ioooooooiooinooor-inot^r'LDO
Ιβ «NHHrOOIMfMrjrOrOHMNMMHHHMHHHCS
CQ jj '*m>t ΗγΗΗ«ΗγΗΗΗΗΗγΗΗΗΜιΗγΗ»ΗγΗγ-1γΗΗΗ»ΗγΗ ι
(tl jJ
S' 2 t-i ΗΐΊΐη^ιιηΌΓ'βΛΟΗίΝη-^ιηνίΓ'οοσίΟΓΗΜη
JJ μ O HHHHHHHHHHMfSCSN
Ιίΐ_ι ι ι ι I II II II II II II II II II
101 1324 18
De voorkeurssamenstelling van het diëlektrische keramiek in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt gerepresenteerd door {Ba^xCaxO^TiC^ + aMgO + /SMnO, waarbij 0,001 sas 0,05; 0,001 s β s 0,025; 1,000 < m s 5 1,035; en 0,02 s x s 0,15.
De hierboven beschreven karakteristieken vallen bij voorkeur binnen de volgende bereiken: een diëlektrische constante van 1000 of hoger, een diëlektrisch verlies van 2,5% of minder, en een afname in elektrostatische capaciteit van 10 55% of minder. Met betrekking tot de mate van variatie in de j elektrostatische capaciteit met de temperatuur bedraagt bin
nen het bereik van -25°C tot +85°C de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 20°C
$ (AC/C20) ± 10% of minder, en bedraagt binnen het bereik van 15 -55°C tot +125°C de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 25°C (AC/C25) + 15% of minder. De soortelijke weerstand bedraagt 13,0 Q-cm of meer en de . doorslagspanning bedraagt 10 kv/mm of hoger.
In de Tabellen 3 en 4, vallen de met een * gemar-20 keerde preparaten buiten het hierboven beschreven voorkeurs-samenstellingsbereik.
Zoals duidelijk is uit Tabel 4 vertoont elk van de " preparaten nrs. 13 tot 23, waarvan de samenstelling binnen i het voorkeursbereik valt, een mate van variatie in de elek- 25 trostatische capaciteit met de temperatuur die voldoet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-specificaties bin-: nen een bereik van -25°C tot +85°C, en die voldoet aan de X7R-karakteristieken gespecificeerd door EIA-specificaties binnen een bereik van -55°C tot +125°C. Bovendien bedragen de 30 gemiddelde levensduren van de meeste preparaten in een hoge-temperatuurbelastingstest 100 uur of hoger, hetgeen een hoge betrouwbaarheid oplevert. De preparaten kunnen worden gebakken bij een baktemperatuur van 1250°C of lager, en de meeste kunnen worden gebakken bij 1200°C of lager. De redenen waarom 35 het hierboven beschreven voorkeurssamenstellingsbereik is begrensd tot de bovenstaande waarden zullen hieronder worden beschreven.
= Wanneer het gehalte aan toegevoegd Ca dat wordt gerepresenteerd door x, minder bedraagt dan 0,02, zoals in i ! Ί011324 19 preparaat nr. 1, dan kan de variatie in de diëlektrische constante met de spanning, d.w.z. het elektrisch veld, aanzienlijk zijn, en kan de gemiddelde levensduur in een hoge-tempe-ratuurbelastingstest kort zijn. Wanneer x meer bedraagt dan 5 0,15, zoals in preparaat nr. 2, dan kan de relatieve diëlek trische constante laag zijn en kan tanö hoog zijn.
Het gehalte aan Ca dat wordt gerepresenteerd door x, bedraagt bij voorkeur 0,05 of meer. Dit is voordeliger dan het geval waarin x binnen het bereik valt van ten minste 10 0,02, maar minder dan 0,05.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd MgO dat wordt gerepresenteerd door α minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 2, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn en kan de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische 15 constante niet voldoen aan de B- en X7R-karakteristieken; terwijl de sintertemperatuur kan toenemen en de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest mogelijk kort is wanneer a meer bedraagt dan 0,05, zoals in preparaat nr. 4.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd MnO dat wordt 20 gerepresenteerd door β, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 5, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn; terwijl de soortelijke weerstand laag kan zijn en de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante mogelijk niet voldoet aan de B en X7R-karakteristieken wanneer β 25 meer bedraagt dan 0,025, zoals in preparaat nr. 6.
Wanneer de verhouding van (Ba, Ca)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, minder bedraagt dan 1,000, zoals in preparaat nr. 7, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn. Wanneer m 1,000 bedraagt, zoals in preparaat nr. 8, dan kan 30 de soortelijke weerstand eveneens laag zijn. De preparaten nrs. 7 en 8 kunnen een kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest, en een aantal preparaten raakten defect direct na het aanleggen van een spanning bij een hoge temperatuur. Wanneer de verhouding van (Ba, Ca)/Ti 35 die wordt gerepresenteerd door m, meer bedraagt dan 1,035, zoals in preparaat nr. 9, dan kan het sintervermogen slecht zijn en kan het preparaat een korte levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest.
101 1324 20
Wanneer geen sinterhulpstof wordt toegevoegd, zoals in preparaat nr. 10, dan kan het sinteren slecht zijn, het-I geen een groot verlies aan soortelijke weerstand veroorzaakt als gevolg van metalliseren en kan het preparaat een korte 5 levensduur hebben in een hoge-temperatuurbelastingstest; terwijl een secundaire fase die wordt toegeschreven aan een glascomponent die in de sinterhulpstof is opgenomen, kan toe-i nemen, wanneer een sinterhulpstof wordt toegevoegd in een i ! hoeveelheid groter dan 5,0 gewichtsdelen, zoals in preparaat I 10 nr. 11, waardoor de levensduur in een hoge-temperatuurbelas tingstest wordt verkort.
Wanneer het gehalte aan een als een verontreiniging in (Ba, Ca)/Ti03 opgenomen alkalimetaaloxide meer bedraagt I dan 0,03 gew.%, zoals in preparaat nr. 12, dan kan de levens- 8 I 15 duur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn.
| In preparaat nr. 14 werd een toegepaste verpulver- 4 conditie gedurende de preparatie van de keramische slurrie l zodanig versterkt dat de deeltjesafmeting van het poeder in de slurrie geringer was dan die van het ruwe uitgangsmateri-_ 20 aalpoeder. De verhouding van (gemiddelde korrelafmeting van
H
het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deeltjes-L. afmeting van het verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die ^ wordt gerepresenteerd door R, was zo laag als 0,85, waardoor I een afname in de diëlektrische constante werd veroorzaakt.
25 Wanneer de verhouding R zo hoog is als 1,25, zoals in prepa raat nr. 13, dan wordt korrelgroei tijdens het bakken geïnduceerd, waarbij het aantal keramische korrels tussen de ;i inwendige elektroden af neemt, en wordt een diëlektrische ~~ keramische laag dunner, waardoor de levensduur in een hoge- 30 temperatuurbelastingstest mogelijk wordt verkort.
Wanneer de gemiddelde korrelgrootte zo groot is als 0,40 /xm, zoals in preparaat nr. 15, dan is de diëlektrische constante hoog. Het dunner maken van een diëlektrische keramische laag zoals in het geval van Voorbeeld 1 resulteert, in 35 tegenstelling, in een kortere levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest en een grote verandering in de diëlektrische constante onder een hoog elektrisch veld. Wanneer de gemiddelde korrelafmeting zo gering is als 0,09 μπι, zoals in preparaat nr. 16, dan kan de diëlektrische constante laag m ha J , '•'i * J. Γ B lül C 4 21 zijn en kan deze een hoge temperatuurafhankelijkheid bezitten.
In het bijzonder in de preparaten nrs. 17 tot 23 valt de diëlektrische constante binnen het bereik van 1280 5 tot 2510 en bedraagt de variatie van de elektrostatische capaciteit onder hoogspanning minder dan 42%. Geen verslechtering als gevolg van metalliseren is waargenomen. De preparaten bezitten een lange levensduur in een hoge-temperatuur-belastingstest, alsook een uitmuntende betrouwbaarheid.
10 In het bovenstaande Voorbeeld werd een poeder verkregen uit (Ba, Ca)Ti03 als een uitgangsmateriaal door een vaste-fasesynthesewerkwijze. Het poeder kan echter worden verkregen door middel van een natte synthesewerkwijze zoals een alkoxide-werkwijze of een hydrothermische synthesewerk-15 wijze.
Mg-oxide en Mn-oxide die dienen als toevoegings-componenten en een sinterhulpstof die Si02 bevat, werden in de vorm van oxidepoeders toegevoegd. Geen specifieke beperking werd opgelegd aan de toevoegingsvorm, zolang de diëlek-20 trische keramische fase binnen het kader van de uitvinding valt, en er kan een oplossing van een precursor hiervan, zoals een alkoxide of een organometallische verbinding, worden gebruikt. De resulterende karakteristieken hangen niet af van de toevoegingsvorm.
25 De oppervlakken van Ni-korrels die zijn opgenomen in de inwendige elektroden van een gelamineerde keramische condensator bevatten intrinsiek NiO. Wanneer de bakcondities gunstig zijn voor oxidatie, dan vormt NiO zich in een grote hoeveelheid. Het NiO kan in een diëlektrische keramische 30 samenstelling diffundereji, hetgeen een laminaat vormt gedurende een bakstap voor het verkrijgen van het laminaat van een gelamineerde keramische condensator. Een Zr02-component kan worden toegevoegd teneinde het sinteren van inwendige elektroden te besturen. Dergelijke toevoegingscomponenten 35 kunnen in het diëlektrische keramiek in overeenstemming met de onderhavige uitvinding gedurende het bakken diffunderen in een maximale hoeveelheid van enige mol%. De uitvinders hebben bevestigd dat deze elektrodecomponenten, zelfs wanneer diffusie is opgetreden, de elektrische karakteristieken van de 101 1324 22 diëlektrische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding niet beïnvloeden.
Deze observaties werden eveneens bevestigd in het hieronder volgende Voorbeeld 2.
5 Voorbeeld 2
De procedure volgens Voorbeeld 1 werd uitgevoerd, uitgezonderd dat de gemiddelde deeltjesafmeting van produkten groter werd gemaakt, waardoor (Ba, Ca)Ti03 met in de hieronder volgende Tabel 5 getoonde respectieve gehalten aan Ca 10 en gemiddelde deeltjesafmetingen werd gesynthetiseerd.
Tabel 5
Type Alkali- CaO Gemiddelde
BaTi03 metaaloxide (mol-fractie) deeltjesafmeting (gew.%) (μτη) K 0,003 0,004 0,50 15 L 0,010 0,100 0,50 M 0,012 0,150 0,50 N 0,015 0,170 0,50 0 0,062 0,100 0,50 P 0,003 0,100 0,35 20 Q 0,020 0,050 0,50 R 0,010 0,100 1,00 S 0,013 0,090 0,25 T 0,011 0,100 0,80 U 0,010 0,040 0,50 * 25 De sinterhulpstoffen die werden gebruikt in Voor beeld 2 werden op een wijze vergelijkbaar aan die van Voorbeeld 1 verkregen, waardoor in Tabel 2 getoonde sinterhulpstof f en, die hoofdzakelijk Si02 omvatten, worden verschaft.
Daaropvolgend werd de procedure van Voorbeeld 1 30 uitgevoerd voor het prepareren van keramische slurries, waarvan de samenstellingen in Tabel 6 zijn getoond. Een preparaat van elke resulterende slurrie werd in een laag gevormd door gebruik van een rakelwerkwijze, waardoor een rechthoekige 1011824 23 groenlaag met een dikte van 8 μτπ werd verkregen. Vervolgens werd een geleidende pasta die Ni als een primaire component bevat, door middel van drukken aangebracht op de resulterende keramische groenlaag teneinde een geleidende pastafilm te 5 vormen voor het vormen van inwendige elektroden.
Tabel 6
Preparaat {Ba 1.JlCax0}iaTi03 + aMgO + /JMnO Sinterhulpetof nr' Type BaTi03 x m at β Type Gewichtsdelen 24* K 0,004 1,01 0,01 0,005 a Ï7i 10 25* N 0,17 1,01 0,01 0,005 a ITi 26* L Ö7Ï 1,01 0,0008 0,005 a Ï7i 27* L Ö7Ï 1,01 0,06 0,005 a ÏTi 28* L ~ oTÏ 1, 01 0,01 0,0008 a ÏTi 29* L 0,1 1,01 0,01 0,028 a ÏTi 15 30* L " Ö7Ï 0,995 0,01 0,005 a Ï7Ï 31* L ’ Ö7Ï ï 0,01 0,005 a 1,5 32* L Ö7Ï 1,036 0,01 0,005 a ÏTi 33* L Ö7Ï 1, 01 0,01 0,005 a 0 34* L Ö7Ï 1,01 0,01 0,005 a iTi 20 35* Ö 0,1 1,01 0,01 0,005 a 1,5 36 L ÖTÏ 1, 01 0,01 0,005 a ÏTi 37 L ÖTÏ 1,01 0,01 0,005 a 1,5 38 R ÖTÏ 1,01 0,01 0,005 a 4 39 S ÖTÏ 1, 01 0,01 0,005 a ï 25 40 L ÖTÏ 1,01 0,01 0,005 b 1,5 41 L ÖTÏ 1, 005 0,01 0,002 a 1,5 42 L 0,1 1,025 0,01 0,005 b 4 43 Ü 0,04 1,01 0,01 0,005 a ÏTi 44 M 0,15 1,01 0,01 0,005 C ÏTi 30 45 P ÖTÏ 1, 015 0,02 0,02 a 2 46 Q 0,05 1,01 0,01 0,005 a ÏTi ~ 47 T ÖTÏ 1/01 0,01 0,005 a 2 48* L ÖTÏ 1,01 "5 0,005 a 1,5 49* L ÖTÏ 1,01 0,01 0 a 1,5 35 Daaropvolgend werden gelamineerde keramische conden satoren op dezelfde wijze als in Voorbeeld 1 vervaardigd.
In de aldus verkregen keramische condensator bedroeg de dikte van de diëlektrische keramische laag die is aangebracht tussen inwendige elektroden 6 μτα.
40 De elektrische eigenschappen werden op dezelfde wijze gemeten als in Voorbeeld 1, uitgezonderd dat de weer- 1011324 24 stand (R) werd gemeten door het aanleggen van 60 V DC gedurende twee minuten, en de verandering van de weerstand met tijd bij het aanleggen van 60 V DC bij 150°C in een hoge- temperatuurbelastingstest werd gemeten.
5 De in Voorbeeld 2 verkregen elektrische eigen- . schappen zijn getoond in Tabel 7.
i i s 1011324 ma 25
«μ I
Ό ύ .5 Μ
Hi 2< ...
.$ Λ ΗΟΟΗΠΟΟ s Ε (Ν Ë'i'liiJmiCHHinHUIHr'eOOOr' 0 2 2 3 ιι -S μγογμ .. H''00'i»nMOJiinn«o\H.
•H Sw ï ÖdÖ ΟΊ Η Η H CM N H a ε > p a; 1) 4) eg a ------------------------------
1 1 -S I
n 5* r i -5 »mnKii|iiflooaoi«in<iNni<i<iin<innw<iin<irtrl
Μ q s HHHHHH HHHHHHr-tHHHHHHHHH
° “ a * co _______________________ l U.Si'döi^ r'ICMCM*'HC'IO»OCMr'»(*>**COHCMHr',l<NH(O*»<r')CMi-ICOM«
n ."[? i! . i .2 mmHmi-iHHHcMHnrocMror'promrofnnmr'imrocMH
CO w 0) dip — 'd —
p ^hhHn^roNf*)0(»)r'Coa\^a\eniNroN«NiflinN
*HS Sl5o2oDr)CDioe^o\h^coN^^^on'i'^^^(,on^no^l η» *ri 4J , ΙΛ γΗγΗ<ΝγΗγΗγΗγΗ<ΗγΗι—<ΓΟ»-4γ-<τ-ΗγΗ«—IrMt—<γΜτ~ΗϊΜγΗγΗτ— ,5S«« „π cm
Π ·Ή >H <" + I I I I I P I I I I I I I I I I I I I I I I I I + I
« ^ ® S. o 'd 5 ·* e —--------------------------- 23» SS * > g ft u a U ϋ o O ΓΡ«10ΗΗΝ>(ΗΗΟ\ΗΝΝΟΟΙΙΐηθΗ«1ΗΝΝΗΡΐη 3ij UTJ Οα ~ .......... ................
1 tl ,cMWi#,oeMr'iCDr'-CMOor-u>c*>r*icomcMcot'-vDr'cornOr~MJTi'r·'
rH -ti —00— HHHHHHH O
D D g O + i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i p i + i JJ fc ^
a U
P. « H___________________________
qj .2 Λ E
S τ) υ I
•a π j-p .*· 2 a a-H-H>· ^ rt -H 4J (1) g ^ pip 2 -ti 1/1 ~ r'-o\r-*icoo\»or'incMCMCMroa>cMvoH^<inc*>cMt,'*'<x>coro (uïimn * PonioiiiiiiiPiPiiaimiiiwiiiinipieniiivvpiiin^^t-ii JJ AJ O S ^ W I > I I I I I I 1.................
d 4 μ ft° 2 -H 4J Λ j, (B 4> 2 4) ' rt ® x *5 o)^ ^ w H ö ~ r'rov£>coTj<^vo\oHr-crt<*H**HH<finroT*<j*cNrOLnr^m
:<D T* M * ~ NrtN(NNN^NnfO(SNNinnNN(NN(NNNMNNCJ
•Η ” V ** Q " > - i a> υ 'JJ "S S oooooooooooooooooooooooooo
Jj^rS ΟΟΙΙΛΓΟΝΗ^ΛωΝΓΟΟΟΓ^ΗΟΟΜΙΛΟΟίΛίΛΟνΟΓ^^ •di .rï m ^r-ovor^Lncor-oofomLnocoacTiOONcyiCNOocN^och Qü O 1 —«---------------------------8
I Dl I
• as
. Dl*H
a Ό _ r-IHinHHHHHCMCMCMr-lincOCMHi-ICNCMHHHr-IHinCN
Γ, -H 3 T7 OOCMOOOOOOOOHCMCOOOOOOOHOOOCMO
S^oc ..........................
4} .3 HHrOrHHrHrHHrHHHrHrHOHHtHrHfHrHHrHHrHVOrH
S ε μ * Ή 4) «S >___________________________ I -J oooooooooooowooininoowinoooom Λί SO ιηοοριιιηιηιηκικιίΛΟίηΓ'Οίηρ'ΝοιηρίΜΟίΛΟΟΝ 4 5» ΝΝ(Ν(1ΓΡΓΡΝ«ΠηΝΡΙΝ«ΓΡΗΡΙΝΝΝΝΓΡΝΜΓΡΝ 0) ΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗγΡγΡΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗγΡΗ 2.¾ ************ «* ju Μ Μ ΊΡ1Λν05^00<ΛΟΗΝΠ^*ΐην0Γ'00σ\θΓΗΝΓ0«1<ΐην0Ρ'00Λ g £ a ΝΜΝΓΡΝΜηίΛηηηριηπηΜ********** 1011324 26
Zoals is beschreven in samenhang met Voorbeeld 1 wordt de voorkeurssamenstelling van het diëlektrische keramiek in overeenstemming met de onderhavige uitvinding gerepresenteerd door {Ba^xCaxO^TiC^ + aMgO + 0MnO, waarbij 0,001 5 s Oi £ 0,05; 0,001 s β s 0,025; 1.000 < m s 1,035; en 0,05 s x s 0,15.
In de Tabellen 6 en 7 vallen de met een * gemarkeerde preparaten buiten het hierboven beschreven voorkeurs-samenstellingsbereik.
j 10 Zoals duidelijk is uit Tabel 7 vertoont elk van de preparaten nrs. 36 tot 47, waarvan de samenstelling binnen | het voorkeursbereik valt, een mate van variatie in de elek trostatische capaciteit met de temperatuur die voldoet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-specificaties bin-15 nen een bereik van -25°C tot +85°C, en die voldoet aan de X8R-karakteristieken gespecificeerd door EIA-specificaties - binnen een bereik van -55°C tot +150°C. Bovendien bedraagt de j gemiddelde levensduur van de meeste van de preparaten in een hoge-temperatuurbelastingstest meer dan 100 uur, en kunnen de 20 preparaten worden gebakken op een baktemperatuur van 1250°C of lager. De redenen waarom het hierboven beschreven voor-keurssamenstellingsbereik beperkt is, zullen hieronder worden beschreven.
I Wanneer het gehalte aan toegevoegd Ca dat wordt ; 25 gerepresenteerd door x, minder bedraagt dan 0,02, zoals in preparaat nr. 24, dan kan de variatie in de diëlektrische constante met de spanning aanzienlijk zijn, en kan de gemiddelde levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn; terwijl de relatieve diëlektrische constante laag kan 30 zijn en tanö hoog kan zijn wanneer x meer bedraagt dan 0,15, zoals in preparaat nr. 25.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd MgO dat wordt gerepresenteerd door a, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 26, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn 35 als gevolg van korrelgroei gedurende het bakken en voldoen de temperatuursafhankelijke karakteristieken mogelijk niet aan de B- en X8R-karakteristieken van de diëlektrische constante; terwijl de sintertemperatuur kan toenemen en de levensduur in i 101 18 24 27 een hoge-temperatuurbelastingstest korter kan zijn wanneer β meer bedraagt dan 0,05, zoals in preparaat nr. 27.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd MnO dat wordt gerepresenteerd door β, minder bedraagt dan 0,001, zoals in 5 preparaat nr. 28, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn; terwijl de soortelijke weerstand laag kan zijn en de tempera-tuursafhankelijke karakteristieken mogelijk niet voldoen aan de B- en X8R-karakteristieken wanneer β meer bedraagt dan 0,025, zoals in preparaat nr. 29.
10 Wanneer de verhouding van (Ba, Ca)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, minder bedraagt dan 1,000, zoals in het geval van preparaat nr. 30, en wanneer m 1,000 bedraagt, zoals in het geval van preparaat nr. 31, dan kan de soortelijke weerstand eveneens laag zijn. De preparaten nrs. 30 en 15 31 kunnen een veel kortere levensduur hebben in een hoge- temperatuurbelastingstest, en een aantal preparaten raakten defect direct na aanleggen van een spanning bij een hoge temperatuur. Wanneer de verhouding van (Ba, Ca)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, meer bedraagt dan 1,035, zoals in 20 preparaat nr. 32, dan kan het sinteringsvermogen slecht zijn en kan het preparaat een veel kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest.
Wanneer geen sinterhulpstof wordt toegevoegd, zoals in het geval van preparaat nr. 33, dan kan het sinteren 25 slecht zijn, hetgeen resulteert in een groot verlies aan soortelijke weerstand als gevolg van metalliseren, en kan het preparaat een veel kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest; terwijl de productie van een secundaire fase gebaseerd op een glascomponent die in een 30 sinterhulpstof is opgenomen, kan toenemen wanneer een sinterhulpstof wordt toegevoegd in een hoeveelheid die meer bedraagt dan 5,0 gewichtsdelen, zoals in het geval van preparaat nr. 34, waardoor de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest wordt verkort.
35 Wanneer het gehalte aan een als een verontreiniging in Ba, Ca)Ti03 opgenomen alkalimetaaloxide meer bedraagt dan 0,03 gew.%, zoals in preparaat nr. 35, dan kan het preparaat een kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest .
101 1324 28
Wanneer de verhouding (gemiddelde korrelafmeting in het diëlektrische keramiek)/(gemiddelde deeltjesafmeting in het verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, zo klein is als 0,88, zoals in preparaat nr.
5 37, dan is de diëlektrische constante uitermate laag; terwijl korrelgroei toeneemt gedurende het bakken wanneer de verhou-j ding R zo hoog is als 1,25, zoals in het geval van preparaat nr. 36, hetgeen veroorzaakt dat het aantal keramische korrels tussen inwendige elektroden afneemt wanneer een diëlektrische 10 keramische laag dunner wordt gemaakt, waardoor de levensduur j in een hoge-temperatuurbelastingstest mogelijk wordt verkort.
Wanneer MgO niet is opgenomen, zoals in het Voor- beeld van preparaat nr. 48, dan is de verhouding R zo hoog als 6,25, hetgeen een opmerkelijke korrelgroei vertoont, en 15 is de variatie in de diëlektrische constante nadelig groot, j Wanneer MnO niet is opgenomen, zoals in preparaat nr. 49, dan . is de soortelijke weerstand laag en wordt de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest nadelig verkort.
In Voorbeeld 2 bezit een diëlektrische keramische 2 0 laag een dikte van 6 μτη. Wanneer de gemiddelde korrelafmeting zo groot is als 1,00 μτη, zoals in preparaat nr. 38, dan is de Ξ variatie in de diëlektrische constante met de temperatuur gering, maar is de variatie in de diëlektrische constante met * de spanning groot, en kan de levensduur in een hoge-tempe- ” 25 ratuurbelastingstest kort zijn. Wanneer de gemiddelde korrel afmeting zo klein is als 0,25 μτη, zoals in preparaat nr. 39, dan kan de diëlektrische constante, in tegenstelling, laag zijn als gevolg van het geringe elektrische veld dat wordt aangelegd in de diëlektrische keramische laag.
30 In de preparaten nrs. 40 tot 47 valt de diëlek trische constante binnen het bereik van 2050 tot 3460 en is een diëlektrische keramische laag relatief dik. In Voorbeeld 2 bedraagt de variatie van de elektrostatische capaciteit onder een hoog elektrisch veld minder dan 50%. Geen verslech-35 tering als gevolg van metalliseren is waargenomen. De preparaten bezitten een lange levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest en een uitmuntende betrouwbaarheid.
\ 101 15 ^ 4 m m 29
Voorbeeld 3
De gelamineerde keramische condensator die is verkregen in het onderhavige Voorbeeld is tevens een gelamineerde keramische condensator 1 met de in fig. 1 getoonde 5 structuur.
Ti02, BaC03, CaC03 en RE203 van hoge zuiverheid, waarbij RE een element representeert dat is geselecteerd uit Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er en Yb, die als uitgangsmaterialen dienen, werden in zodanige hoeveelheden afgewogen dat de ver-10 kregen mengsels een gehalte aan Ca en RE hadden die zijn getoond in de hieronder volgende Tabel 8, en vervolgens gemengd en verpulverd. Het preparaat van de resulterende poeders werd gedroogd en verhit tot 1000°C of hoger, waardoor {Ba1_x_yCaxREy0}Ti02 met de in Tabel 8 getoonde respectieve 15 gemiddelde deeltjesafmetingen werd gesynthetiseerd.
Tabel 8
Type Alkali- Ca O Gemiddelde Zeldzame-aarde-element
BaTi03 metaal- (mol-fractie) deeltjes- (mol-fractie) oxide afmeting — Gd Tb Dy I Ho I Er I Tb (gew.%) (μτη) 1 A7 0,003 0,003 Ï75Ö 0,04 20 B7 0,010 0,100 0,20 0,04 C7 0,010 0,100 0,20 0,0005 D7 0,013 0,130 0,20 0,065 Ë7 0,015 0,170 0,18 0,04___ F' 0,062 0,100 0,20 0,04 25 F' 0,003 0,080 0,15 0,04___~~ ΪΓ 0,010 0,100 0,40 0,04 ï7 0,010 0,100 0,09 __0,04____ J7 0,010 0,100 0,25 0,05 ___ K' 0,010 0,100 0,18 0,04 30 F’ 0,010 0,100 0,20 0,05 M7 0,010 0,100 0,20 0,04_ Ν' o!010 0,100 0,28 0,04 Ö7 0,010 0,100 0,19 0,04 P7 0,010 0,100 0,20 0,01 0,04 __ 35 Q7 0,010 0,020 0,20 ___0,04____
Teneinde een oxidepoeder te verkrijgen dat dient als een sinterhulpstof die hoofdzakelijk Si02 bevat, werden com- 101 1324 30 ponentoxiden of -carbonaten en hydroxiden hiervan in zodanige hoeveelheden afgewogen dat de verkregen mengsels samenstel-lingsverhoudingen vertoonden die worden gerepresenteerd door de in de hieronder volgende Tabel 9 getoonde molaire verhou-5 ding, en vervolgens gemengd en verpulverd. Elk preparaat van de resulterende poeders werd verhit tot 1500°C in een platina kroes, afgeschrikt en verpulverd, waardoor een gemiddelde deeltjesafmeting van 1 μτη of minder werd verkregen.
Tabel 9 10 Type Samenstelling van sinterhulpstof (gew.%)
Sinterhulpstof ^ τϊζ Π5 ΈΖΕ SÏ5 a' 80 15 5 0 0 b' 50 30 Ö 20 0 O' 45 45 ÏÖ Ö Ö 15 T' 35 35 20 ÏÖ 0 e* 45 22 3 30 0 T’ 25 40 15 ÏÖ ÏÖ
BaC03, MgO en MnO werden gebruikt teneinde de molaire verhouding van (Ba, Ca, RE)/Ti in {Ba-L.x.yCaxREyO^TiOj 20 die wordt gerepresenteerd door m, aan te passen.
Daaropvolgend werden respectieve toevoegingen toegevoegd aan elk preparaat van de uitgangsmateriaalpoeders, waadoor mengsels werden verkregen met de in Tabel 10 getoonde respectieve samenstellingen. Een polyvinylbutyralbindmiddel 25 en een organisch oplosmiddel zoals ethanol werden aan elk mengsel toegevoegd, en de ingrediënten werden onderworpen aan nat vermalen door gebruik van een maalpot teneinde een keramische slurrie te prepareren. De resulterende slurrie werd in een laag gevormd door gebruik van een rakelwerkwijze, waar-30 door een rechthoekige groenlaag werd verkregen met een dikte van 2,7 μτη. Vervolgens werd een geleidende pasta die Ni als een primaire component bevat, door middel van drukken aangebracht op de resulterende keramische groenlaag teneinde een geleidende-pastafilm te vormen voor het vormen van inwendige 35 elektroden.
t t 01 13 2 4 31
Tabel 10
Prepa- {Ba^ CaxRE 0}mTio2 + aMgO + 0MnO I sinterhulpstof raat ----------- nr Type x y m Type a β Type Gewichts-
BaTiOj RE delen 5 101* A' 0,003 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d' ï 102* E' 0,170 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 <F~ 1 103* C' 0,100 0,0005 1,01 Dy 0,03 0,005 d7 ï 104* D7 0,130 0,065 1,01 Dy 0,03 0,005 d7 ï 105* B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,0008 0,005 d' 1 10 106* B7 0,100 0,04 1,01 Dy 0,13 0,005 d7 ï 107* B7 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,0009 ~~d' ï 108* B7 0,100 o7o4 1,01 Dy 0,03 0,0028 ~~d' ï 109* B' 0,100 0,04 0,996 Dy 0,03 0,005 d7 ï
110* B' 0,100 0,04 Ί Dy 0,03 7,005 d7 I
15 111* B' 0,100 0,04 1, 036 Dy 0,03 0,005 <Γ~ 1 112* B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,005 0,005 d7” 0 113* B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 0 114* B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d' 5,5 115* F' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d7” 1 20 116 H' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d7” 1 117 I' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d7” 1 118 B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 dF” 1 119 B' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,005 0,005 d' 2 120 J' 0,100 0,05 1,025 Y 0,03 0,008 a' 4 25 121 K' 0,100 0,04 1,02 Gd 0,03 0,005 a^~ 3 122 L' 0,100 0,05 1,015 Tb 0,03 0,005 b*- 2 123 M' 0,100 0,04 1,01 Ho 0,03 0,005 C7 ï 124 N' 0,100 0,04 1, 01 Er 0,03 0,005 C7 ï 125 O7 0,100 0,04 1,01 Tb 0,03 0,005 d7 ï 30 126 P' 0,100 0,05 1,005 Y, Dy 0,03 0, 005 ë7 ï 127 Q7 0,020 0,04 1,010 Dy 0,03 0,005 d7 ï~ 128 G' 0,080 0,04 1, 015 Dy 0,03 0,005 f7™ 0,5
Daaropvolgend werd een aantal van de aldus verkregen keramische groenlagen zodanig gelamineerd dat de voorste uit-35 einden van de hierboven genoemde geleidende pastafilms op de lagen alternerend werden aangebracht, waardoor een laminaat werd verkregen. Het resulterend laminaat werd verhit tot 350°C in een omgeving van N2 teneinde het bindmiddel te verbranden, en vervolgens gedurende twee uur gebakken op een in 40 Tabel 11 getoonde temperatuur in een reducerende omgeving van 101 1324 32 H2-N2-H20-gas dat zuurstof bevat met een partiële druk van 10" 9 tot 10"12 MPa.
Zilverpasta die B203-Li20-Si02-Ba0-glasfrit bevat werd op de tegenover elkaar liggende zijvlakken van het 5 gebakken laminaat aangebracht, gevolgd door verhitten op 600°C in een stikstofomgeving teneinde uitwendige elektroden te verkrijgen die elektrisch zijn verbonden met de inwendige elektroden.
De uitwendige afmetingen van de resulterende ; 10 gelamineerde keramische condensator waren 5,0 mm breed, 5,7 mm lang, en 2,4 mm dik, en de dikte van de diëlektrische keramische laag die tussen de inwendig elektroden is aangebracht, bedroeg 2 μτη. Het aantal effectieve diëlektrische keramische lagen bedroeg 5, en in elke laag hadden de tegen-15 over elkaar liggende elektroden een oppervlak van 16,3 x 10"6 m2.
1 De elektrische eigenschappen van de resulterende | preparaten werden als volgt gemeten:
De elektrostatische capaciteit (C) en het diëlek-20 trisch verlies (tanö) werden gemeten door gebruik van een automatisch bruginstrument en overeenkomstig JIS 5102, en de diëlektrische constante (e) werd berekend uit de gemeten elektrostatische capaciteit.
- De weerstand (R) werd gemeten door gebruik van een , 25 isolatietester; 10 V DC werd gedurende 2 minuten aangelegd j voor het verkrijgen van de weerstand (R) op 25°C, en de soor telijke weerstand werd berekend uit de gemeten weerstand.
Met betrekking tot de temperatuursafhankelijkheid van de elektrostatische capaciteit wordt de mate van variatie 30 met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 20°C (hC/C20) getoond voor het temperatuursbereik van -25°C tot +85°C, en wordt de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit op 25°C (AC/C25) getoond voor een temperatuursbereik van -55°C tot +125°C.
35 De mate van variatie van de elektrostatische capa citeit onder een elektrisch veld van 5 kv/mm (AC%) werd eveneens verkregen.
= In een hoge-temperatuurbelastingstest werd de 1 verandering van de weerstand met de tijd bij aanleggen van 20
Ja = 1011324
SH
33 V DC bij 150°C gemeten. In deze test werd de gemiddelde preparaat levensduur geëvalueerd, waarbij de preparaatlevensduur als gelijk wordt beschouwd aan de tijd tot doorslag wanneer de weerstand (R) van het preparaat tot ΙΟ5 Ω of minder is 5 afgenomen.
De doorslagspanning werd gemeten door het aanleggen van een DC-spanning op een spanningstoenamesnelheid van 100 V/sec.
De gemiddelde deeltjesafmeting van het ruwe uit-10 gangsmateriaal werd verkregen door observatie onder een aftastmicroscoop, en de gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramiek dat in de resulterende gelamineerde keramische condensator is opgenomen, werd verkregen door het chemisch etsen van gepolijste dwarsdoorsnede-oppervlakken van 15 het laminaat en het observeren van de oppervlakken onder een aftastmicroscoop. Uit de resultaten werd de verhouding R; dat wil zeggen (gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deeltjesafmeting van het uitgangsmateriaal) berekend.
20 De resultaten zijn getoond in Tabel 11.
i01 1324
Tabel 11 34 vu % fl 3 .5 u J2 *5 — 5 i-tMOOinc'jtot'^^fn^^inHOooinoinooinoooifl Ξ S 3 ii Ti «inor-t h rtrl rtrl Hr^nint'innintNNininoon 2 ° — j| h qqqn ρ,^ηηηη^ηηη e > b s 33 “ e
»~· B
— —
1 1 5 I
S _5 β s iHHiHrHHHHiHH H HrHHHHHWHHMHriHrHW
S««Q| o ______________________ _ *j _®j ^ £j E nm(N^fnH^»'0^'{s^iHn<NH(Nf*>ninTitin(SHuii-iomin li!j ï 113 mnfoni-inHHi-irHcjHHntnnm<»innnr*tr»)nn(*)p>>f*i ca ~ _______________________________ 13 fdï* •H ·—* >§5 ^ U ΟΟίΛίΛΟΟίηΠΗίΝΜΗΐηΟΗΐη^ΛβσίΝΗΟίηΟβΟ^ΐΜ *Γί >-i JG m— ιηιηΗ\ο®ιηιηοσ\Γ'^·η<'(ΝΡ'Γθ<·<'<'<'<<<"β·πηΗΗ^'» _j j 3 (N dP rH ΗΗΜΗι-ΗίΝί-^ΗιΗΗΗΟΗΗΗΗΗίΗΗΗΗΗΗΗΗΗ «B jj ^
ai ö* 4-i ir* + I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
•H ü 2 U 4-3 ft < ·» *j o,-----------------------------
Hfl p «af*
> “ FT
aj U
Sm ij o o ^inmmor‘fOOoinomts-iDo>cooHO®^i'p^coooavHr**inoi
AjOoe—................-............
s m £NiDdpa\^fNmr'[^criU)^«NCT\ooroin^co(^o<y\<y>co<7N®p‘Oor-o^a\
Π ^ '— ® '**' Η Η Η Η H r4H H
4) J*1 g U + t I 1 I I I I I I I i I I I > I I I I I I I I I I I I I
«U 4J E ^ « X y S3 <
rH
03 I_____________________________ 03 03 Λ er
Τί ü I
00 4J **
Sfi-H-Hs •H 4J 03 3
> a, |”1 Ü ^ LD5|»mV£>^OHir>r-MOHf^^®0<NOOO)Ln^VO®r‘ir><ï\®H τ;Τ, *> \ot»i^in\oi/iininvo»oiflif^^»oo'nn^nnnnnnNnn «TlSÜO —' I I « * t 1 I I *......... · · I I I I 1 I · I
, t 4J u Π) λ
ii λ μ η.® I
5-w v Λ j.
* U X O M M3 3 3 1 n ® Λ ^
4) * -H *2 —- i-i®o®vor*oinr'a\oina\®^r"cic>iHHinnoH<,nci<NH
<0> Tl >-· Γ» '— rOfltNlNNNNN^iNMnrtNNHNNNNCSCJCNNNNNN
•Η Γ3 03 u Q ^ >___________________________________ 0)
i 03 JJ
*Jf**fJ5 oooooooooooooooooooooooooooo jj m 3 0{ΜΟΟΗσ\ΛΟΟΓ*νοσ\ΟΛθσ\ΟΟΟΓ4®ΟΙΛΟΗΝ^»Η .7! _ί m <s©«*<N\ovo®r*©o>©*itn*er*®r',>®a\r>MmoN®*i««*inm ^ Ij ^ ΓΠΗΟΙΗΓΊΗΗΗΜΗηΗΗΗΗΗΗΗΠΗΗΗΗΗΗΗΗΗ
QUO
U_____________________________ i σι . n a ' σι·Η V, Öfl ΡίΗΗΗΙΛΝι-ΙΗΗι-ΙΗίΊΜΗΟΟΟίηΟΟΟΟΟΗι-ΙΟΟ© 3C ooooroooooooooooooonooooooooo []a3 o5 ..........................r%
B u I
«M 03 I
« > I
|J~« οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοιλοοοοιλιλΙ M E* O ΐΛοοοοιηοοοοιηιηιηιηοοοοοίΛΐΛίΜΐηοοοΓ*™
ego (NCNCN<NCN(NCN(N(NC«l(NfS<NHCSMrHH{Ni-«HHHfS(N<NHH
OQ ^ — ΗΗΗιΗγΗΗγΗΗΗΗγ^ιΗΗΗγΗγΗΗΗΗΗιΗιΗΗγΗγΗΗΗΗ i e jj **«*****««4i**«* ft A b rH<Nm*'in®r*“®<riOH{Nr'>*'invof‘-®os©H<Nm*'ifi^or-·®
0) « 2 OOOOOOOOOiHHHHHHHfHHMCOrortOiMCNMrOCM
101 1324 35
De voorkeurssamenstelling van het diëlektrische keramiek in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREy0}mTi02 + aMgO + 0MnO, waarbij 0,001 s or s 0,05; 0,001 s β s 0,025; 1,000 < m s 5 1,035; 0,02 s x s 0,15; en 0,001 s y s 0,06.
De hierboven beschreven karakteristieken vallen bij voorkeur binnen de volgende bereiken: een diëlektrische constante van 1200 of hoger, een diëlektrisch verlies van 2,5% of minder, en een afname in de elektrostatische capaciteit 10 van 45% of minder. Met betrekking tot de mate van variatie in de elektrostatische capaciteit met de temperatuur bedraagt de mate van variatie met betrekking tot de elektrostatische capaciteit bij 20°C (AC/C20) ± 10% binnen het bereik van -25°C tot +85°C, en bedraagt de mate van variatie met betrekking 15 tot de elektrostatische capaciteit 25°C (AC/C25) ± 15% binnen het bereik van -55°C tot +125°C. De soortelijke weerstand bedraagt 13,0 Ω-cm of meer en de doorslagspanning bedraagt 10 kv/mm of meer.
In de Tabellen 10 en 11 vallen de met een * gemar-20 keerde preparaten buiten het hierboven beschreven voorkeurs-samenstellingbereik.
Zoals duidelijk is uit Tabel 11 vertoont elk van de preparaten nrs. 116 tot 128, waarvan de samenstelling binnen het voorkeursbereik valt, een mate van variatie in de elek-25 trostatische capaciteit met de temperatuur die voldoet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-specificaties binnen het bereik van -25°C tot +85°C, en die voldoet aan de X7R-karakteristieken gespecificeerd door EIA-specificaties binnen het bereik van -55°C tot +125°C. Bovendien bedraagt de 30 gemiddelde preparaatlevensduur in een hoge-temperatuurbelas-tingstest bijna 100 uur, ten minste 70 uur of meer, hetgeen een hoge betrouwbaarheid oplevert. De preparaten kunnen worden gebakken op een baktemperatuur van 1200°C of lager. De redenen waarom het hierboven beschreven voorkeurssamenstel-35 lingsbereik is beperkt tot de bovenstaande waarden zullen hieronder worden beschreven.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd Ca dat wordt gerepresenteerd door x, minder bedraagt dan 0,02, zoals in preparaat nr. 101, dan kan de variatie in de diëlektrische 101 1324 36 constante met de spanning aanzienlijk zijn, en kan de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn. Wanneer I x meer bedraagt dan 0,15, zoals in preparaat nr. 102, dan kan de relatieve diëlektrische constante laag zijn en kan tanö 5 hoog zijn.
Het Ca-gehalte dat wordt gerepresenteerd door x, bedraagt met meer voorkeur 0,05 of meer. Dit is voordeliger dan het geval waarin x binnen het bereik van ten minste 0,02, maar minder dan 0,05 valt.
10 Wanneer het gehalte aan toegevoegd RE dat wordt gerepresenteerd door y, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 103, dan kan de gemiddelde levensduur kort zijn; terwijl de temperatuursafhankelijke karakteristieken mogelijk niet voldoen aan de B- en X7R-karakteristieken 15 wanneer y meer bedraagt dan 0,06, zoals in het geval van I preparaat nr. 104.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd MgO dat wordt 1 gerepresenteerd door a, minder bedraagt dan 0,001, zoals in 3 preparaat nr. 105, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn 20 en voldoen de temperatuursafhankelijke karakteristieken mogelijk niet aan de B- en X7R-karakteristieken; terwijl de sin-tertemperatuur kan toenemen en de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort kan zijn wanneer α meer bedraagt dan 0,05, zoals in preparaat nr. 106. i 25 Wanneer het gehalte aan toegevoegd MgO dat wordt gerepresenteerd door β, minder bedraagt dan 0,001, zoals in ~ preparaat nr. 107, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn; terwijl de soortelijke weerstand laag kan zijn en de ” temperatuursafhankelijke karakteristieken mogelijk niet 1 30 voldoen aan de B- en X7R-karakteristieken wanneer β meer bedraagt dan 0,025, zoals in preparaat nr. 107.
Wanneer de verhouding van (Ba, Ca, Re)/Ti die wordt ~ gerepresenteerd door m, minder bedraagt dan 1,000, zoals in preparaat nr. 109, dan kan de soortelijke weerstand laag 35 zijn. Wanneer m 1,000 bedraagt, zoals in preparaat nr. 110, dan kan de soortelijke weerstand eveneens laag zijn. De pre- ^ paraten nrs. 109 en 110 kunnen een veel kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelastingstest, en een aantal preparaten raakte defect direct na aanleggen van een spanning i i 101 löZ 4 37 op een hoge temperatuur. Wanneer de verhouding van (Ba, Ca, RE)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, meer bedraagt dan 1,035, zoals in preparaat nr. 111, dan kan het sintervermogen slecht zijn en kan het preparaat een korte levensduur bezit -5 ten in een hoge-temperatuurbelastingstest.
Wanneer geen sinterhulpstof wordt toegevoegd, zoals in de preparaten nrs. 112 en 113, dan kan het sinteren slecht zijn, hetgeen een groot verlies aan soortelijke weerstand veroorzaakt als gevolg van metalliseren, en kan de levensduur 10 in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn; terwijl een secundaire fase van een glascomponent die in de sinterhulpstof is opgenomen, kan toenemen wanneer een sinterhulpstof wordt toegevoegd in een hoeveelheid die meer bedraagt dan 5,0 gewichtsdelen, zoals in preparaat nr. 114, waardoor de 15 levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest wordt verkort.
Wanneer het gehalte aan als een verontreiniging in (Ba^.yCaxREyO) Ti02 opgenomen alkalimetaaloxide meer bedraagt dan 0,03 gew.%, zoals in preparaat nr. 115, dan kan de 20 levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn.
Wanneer de gemiddelde korrelafmetingsgrootte zo groot is als 0,40 μτη, zoals in preparaat nr. 116, dan is de diëlektrische constante groot. Het dunner maken van een diëlektrische keramische laag zoals in het geval van Voor-25 beeld 3 resulteert, in tegenstelling, in een kortere preparaat levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest en een grote variatie in de diëlektrische constante onder een hoogspanning. Wanneer de gemiddelde korrelafmeting zo klein is als 0,09 μτη, zoals in preparaat nr. 117, dan wordt een uit-30 muntende betrouwbaarheid gerealiseerd, maar kan de diëlektrische constante laag zijn en kan de variatie in de diëlektrische constante met de temperatuur groot zijn.
In preparaat nr. 118 werd een toegepaste ver-pulverconditie gedurende de preparatie van de keramische 35 slurrie zodanig versterkt dat de deeltjesafmeting van het poeder in de slurrie kleiner werd dan die van het ruwe uit-gangsmateriaalpoeder. De verhouding van (gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deeltjesafmeting van het verschafte uitgangsmateriaal- 1011324 38 ! poeder), die wordt gerepresenteerd door R, is zo klein als 0,85 voor het verlagen van de diëlektrische constante. Wanneer de verhouding R zo groot is als 1,30, zoals in het geval van preparaat nr. 119, dan wordt, in tegenstelling, korrel-5 groei geïnduceerd gedurende het bakken, hetgeen veroorzaakt dat het aantal keramische korrels tussen inwendige elektroden afneemt wanneer een diëlektrische laag dunner wordt gemaakt, waardoor de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest ; mogelijk wordt verkort.
I 10 In de preparaten nrs. 120 tot 128 valt de diëlek- ï trische constante in het bijzonder binnen het bereik van 1280 s tot 1950 en is de variatie van de elektrostatische capaciteit onder een hoge spanning minder dan 40%. Geen verslechtering I als gevolg van metalliseren werd waargenomen. De preparaten = 15 hebben een lange levensduur in een hoge-temperatuurbelas- tingstest, en bezitten een uitmuntende betrouwbaarheid.
In het bovenstaande Voorbeeld werd een vaste- fasesynthesewerkwijze toegepast voor het produceren van een poeder uit {Ba1_x_yCaxREy0}Ti02 dat dient als een uitgangs-: 20 materiaal. Het poeder kan echter worden verkregen door een natte synthesewerkwijze zoals een alkoxidewerkwijze of een hydrothermische synthesewerkwijze.
Mg-oxide en Μη-oxide die als toevoegingscomponenten
dienen, en een sinterhulpstof die Si02 bevat, werden toe-H
Π 25 gevoegd in de vorm van oxidepoeders. Geen specifieke beper
king wordt opgelegd aan de vorm van het toevoegen zolang de B
dielektrische keramische laag binnen het kader van de onder-:= havige uitvinding valt, en er kan een oplossing van een pre cursor hiervan worden gebruikt, zoals een alkoxide of een 30 organometallische verbinding. De verschafte karakteristieken _ hangen niet af van de vorm van de toevoeging.
De oppervlakken van de Ni-korrels die zijn opgenomen „ in de inwendige elektroden van de gelamineerde keramische condensator bevatten intrinsiek NiO. Wanneer de bakcondities 35 gunstig zijn voor oxydatie, dan vormt NiO zich in een grote hoeveelheid. Het NiO kan in een diëlektrische keramische samenstelling dat een laminaat vormt, diffunderen gedurende ~ een bakstap voor het verkrijgen van het laminaat van een !* gelamineerde keramische condensator. Een Zr02-component kan M 1011324 m 39 worden toegevoegd teneinde het sinteren van de inwendige elektroden te besturen. Gedurende het bakken kunnen dergelijke toevoegingscomponenten in een samenstelling voor het verkrijgen van het diëlektrische keramiek in overeenstemming 5 met de onderhavige uitvinding diffunderen in een maximale hoeveelheid van enige mol%. De uitvinders hebben bevestigd dat deze elektrodecomponenten, zelfs indien diffusie is opgetreden, geen effect hebben op de elektrische karakteristieken van de diëlektrische keramische samenstelling in 10 overeenstemming met de onderhavige uitvinding.
Deze observaties werden eveneens bevestigd in Voorbeeld 4.
Voorbeeld 4
De procedure van Voorbeeld 3 werd uitgevoerd, 15 uitgezonderd dat de gemiddelde deeltjesafmeting van de pro-dukten groter is gemaakt voor het synthetiseren van {Ba^*. yCaxREy}Ti02 met Ca-gehalten, RE-gehalten, en gemiddelde deeltjesafmetingen die zijn getoond in de hieronder volgende
Tabel 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 101 1324
Type Alkali- CaO Gemiddelde Zeldzame-aarde-element 2
BaTi03 metaal- (mol- deeltjes- (mol-fractie) oxide fractie) afmeting —~——Tt——rr——r-—r——--—rr— (gew.%) (Mm) Y Gd Tb DY Ho Er Tb 3 R' 0,003 0,003 0,60 0,04 4 S' 0,010 0,100 0,60 0,04 5 T' 0,010 0,100 0,60 0,0005 6 ÏP 0,013 0,130 0,60 0,065 7 V' 0,015 0,170 0,50 0,04 8 W' 0,062 0,100 0,60 0,04 9 X~' 0,003 0,080 0,50 0,04 10 Y' 0,010 0,100 1,20 0,04 11 F 0,010 0,100 0,25 0,04 12 AA' 0,010 0,100 0,65 0,05 13 AB' 0,010 0,100 0,55 0,04 14 AC' 0,010 o”100 0,60 0,05 15 AD' 0,010 Ö7ÏÖÖ 0,60 0,04 16 AE' 0,010 0,100 0,65 0,04 AF' 0,010 0,100 0,55 0,04 AG' 0,010 0,100 0,60 0,01 _ 0,04 AH' 0,010 0,040 0,60 0,04 40
De sinterhulpstoffen die zijn gebruikt in Voorbeeld 4 werden verkregen op een wijze die vergelijkbaar is met die van Voorbeeld 1 voor het verschaffen van hoofdzakelijk Si02 omvattende sinterhulpstoffen die zijn getoond in Tabel 2.
5 Daaropvolgend werd de procedure van Voorbeeld 3 uitgevoerd voor het prepareren van keramische slurries, waarvan de samenstellingen zijn getoond in Tabel 13. Een preparaat van elke resulterende slurrie werd in een laag gevormd door gebruik van een rakelwerkwijze, waardoor een recht-! 10 hoekige groenlaag werd verkregen met een dikte van 8 μτη.
Vervolgens werd een geleidende pasta die Ni als een primaire component bevat, door middel van drukken aangebracht op de j resulterende keramische groenlaag teneinde een geleidende pastafilm te vormen voor het vormen van inwendige elektroden.
15 r l 0 1 i Ö 'L· 4 41
Tabel 13
Preparaat _(Ba1.x.yCaxRByO}mTiQ2 + oHgO + 0MnO_Sinterhulpstof nr' Type x y τη Type a β Type Gewichts-
BaTiOj RE delen 129* R* 0,003 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 Τ' ï 5 130* V' 0,170 0,04 1,01 Dy 0, 03 0,005 dP ï 131* Τ' 0,100 0,0005 1,01 Dy 0,03 0,005 <F ï 132* U' 0,130 0,065 1,01 Dy 0,03 0,005 d" ï 133* S7^ 0,100 0,04 1,01 Dy 0,0008 0,005 dP ï 134* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,13 0,005 cP ï 10 135* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,0009 ~d' ï 136* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,028 Τ' ï 137* «P 0,100 0,04 0,996 Dy 0,03 0,005 cT ï 138* S' 0,100 0,04 ï Dy 0,03 0,005 cP ï 139* S' 0,100 0,04 1,036 Dy 0,03 0,005 <P ï 15 140* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,005 PT, 005 <P Ö 141* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 ~d‘ Ö 142* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 "IP iTi 143* W' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d' ï 144 Y' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d' ï 20 145 2' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 d' ï 146 S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 <P ï 147 S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0,005 <P 2 148 AA' 0,100 0,05 1,025 Y 0,03 0,008 b' 4 149 AB' 0,100 0,04 1,02 Gd 0,03 0,005 cP 3 25 ïiÖ AC* 0,100 0,05 1,015 Tb 0,03 0,005 cP 2 151 AD' 0,100 0,04 1,01 Ho 0,03 0,005 a' ï 152 AE' 0,100 0,04 1,01 Er 0,03 0,005 a' ï 153 AF' 0,100 0,04 1,01 Tb 0,03 0,005 ΊΡ ï 154 AG* 0,100 0,05 1, 005 Y,Dy 0,03 0,005 öP ï 30 155 AH' 0,040 0,04 1,01 Dy” 0,03 0,005 ~d' 1 156 X" 0,080 0,04 1,015 Dy 0,03 0,005 Τ' ÖTÜ 157* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0 0,005 ~ÜP ï 158* S' 0,100 0,04 1,01 Dy 0,03 0 d' ï
Daaropvolgend werden gelamineerde keramische 35 condensatoren als in Voorbeeld 3 vervaardigd.
In de aldus verkregen keramische condensatoren bedroeg de dikte van de tussen inwendige elektroden aangebrachte diëlektrische keramische laag 6 μτη. De elektrische eigenschappen werden gemeten als in Voorbeeld 3, uitgezonderd 40 dat de weerstand (R) werd gemeten door het aanleggen van 60 V DC gedurende twee minuten en de verandering van de weerstand 101 1324 42 met de tijd bij aanleggen van 60 V DC bij 150°C werd gemeten in een hoge-temperatuurbelastingstest.
De elektrische eigenschappen die zijn verkregen in Voorbeeld 4 zijn getoond in Tabel 14.
j n f* va
-PU
Z 1011¾ 9 /; m > . i v,- is]·
'fH
43
Tabel 14 ou -ij o a “ u >-l 3 g O ....
•ij 12 ~ S ΜΟΐΛθι»)Ηΐη«ββΒρ|β^^ισιοοΐΛθθΐΛθΒ»Μ^·οιιηΐΛοβ* e a 3 11 x3 p«»hh h na na eonuionminonuiMcop» ' 3 ~ jJ “ “ UW HrlrtrtrtrlrlrtHH r< »
I > c SJ
M de______________________________ 1 15 ¥ o 21 fl rj Έ tn^inmrtin*<"o\eoe>i-ieo»^(»>inininin^<^in^i<i^^'inot«·
OH 20^ HH»-IHHHHH H HrtHHWiHHrtrHHiHHfHHHH
ö-p, * _____________________________
V
* s * J? 5 ni ^ r’Jr'iN^foHo^von^'i-impti-iwmincNi^inrt.-ip-iiHOMinr'^ Ü Μ. B X U ***%·,**·**,“*********'**·’«***· 8_j ij -_4 •H O Q,^ ΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗγ-ΙΗρΊΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗιΗΗΗ
Ui 9 W
_ p g h Γ'Γ'ΠΛΐηΗηΗρΐΝΗΐηθίβΐΛί'Λωσ>ρΐΗ(»ιιηριοοο<<ΐ['θρ· ’"•Ja 3 ÏÏoC ιη«οΗϋίΐΛΐηιηοσ\('<«·Γ>ΐ4>θ)νοΓ«'<·4·^·«4·^>Γθ(ηΗ>Η4·ηοα)
_ U 4J ü 10 ^ rH HHNHHMHHHHHMHHHHHHHHHHHHHHHH
J! JJ « η η Cl
Vi C + i i »· i » i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ♦ i ·= U O O r> ------------------------------- >ut) , 5 Bi** 5 S*H S-S · U ΜΐΛθοβΐΛΛΜΗΓοΐΛθΓ'Ρ*«Ησ\σ\β\σ\^·Γ*»<ηβο\»-»σΝ®Γ<Γ%'Λ ÏUO Οι « ............ - * ........*%%·**·'* > .2 .i Π ΙΛ # ο\*(*σΐ(θΓ'®*Γ4ησί©©ιηΐΛ®9ΐ0\®®®σι®Γ»®Γ'»σ\®ι!:_!
H U Η ιΗ Η Η HH
o V Z O + I I I I I I I ί I I I I I I I I I I I I I I I I I J I l + ( M u *_1!________________________________ «Li 1 Hü «i > << II* iï rj Zj ^ ΐΛΓηΓ**®^<Λ>ιηοπσ^<ΛΓ^σ\ΓηΗθΓ«ί^^ιησ>σ>ΐΛθ®Ηον0 4J 4J O ld U ^ · l I I l l I .......................
< * u 0.° a-π *j o ~ S3ÜS >ï < 1 rt *
*Jj O ?O
v «H ö - ΟΓ·ΟΛΙΛΓ^ΟΙ^ΐηωΗΐΛ(Λ®ΟΙΓ^ΗΗΐΛι-ί^ΛΟΗίη^«υΐΟ®Μ j, W ^ rorfnciMMMN^tcin^nriMrHMnHNnrtMMrMr^ciNoim **h Γ» d> O ** >_______________________________
«J
I O 4J
iu 9 oooooooooooooooooooooooooooooo «ΖμΓ) 0in0lA*-4C'lr*©in®t-cnfHMi-40in©IA0C*r»Hr'>i-lf*W«Hr>in
HjJj Μ *'©1ΛΓ«®«σνΓ'*ΟΛΟΙΛΐΛΓ,,'Γ'***Γ-©®*·^β>©®®©Γ-Η© ^ μ (] COHCIHC'IHr-IHClHf'IHfHHHi'IW*Hl,OHHHHf'liH»-lCïi-ICIC'l
Ω 4J O
ü ψ « HÏ_ HiHHHCDMrHHr-IrHMNni-IHClOU'linHHHHi-liHWHHOCt ΰ Ή 3 £V ΟΟΟΟΜΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟβΠΟΟΟΟΟΟΟΟΟΙΛΟ u«9c ..............................
q J| Λ HHHrlHHHHHHHHHHHHrlOHrHrlrlHHeHHHtAH
* «Μ V
* >_____________________________ μ ή,ΓΤ ooooooooooooooooooomoooooooomtn m fυ oi/iuii/iinLni/iinmi/ii/iini/louiininininr'OoouiLninouïMr'» (β B · ΓΊΝΜΓΙΜΓ’ΙΝίΊΜΜΓΙΓΊΓΊί'ΙΝΓ'ΙιΗΟίΡΙι-ίΜΝΡΙΙΊΜΝΡΙΝηΡΙ ΙΓ" 777777777777777 77 S»Jm ΛΟ«-«ΐΝη*'ΐΛ®Γ·'®σ»ΟΗΝη*'ΙΛνβΓ“®Λ©ΗΓ*η*ιΙΛ®Γ'·| 101 1324 44
Zoals eveneens is beschreven in Voorbeeld 3 wordt de voorkeurssamenstelling van het diëlektrische keramiek in overeenstemming met de onderhavige uitvinding gerepresenteerd door (Ba^.yCaxREyO)mTi02 + aMgO + /SMnO, waarbij 0,001 sas • 5 0,05; 0,001 s β s 0,025; 1,000 < m s 1,035; 0,02 s x s 0,15; en 0,001 s y s 0,06.
In de Tabellen 13 en 14 vallen de met een * gemar-s keerde preparaten buiten het hierboven genoemde voorkeurs- I samenstellingsbereik.
10 Zoals duidelijk is uit Tabel 14 vertoont elk van de ' preparaten nrs. 144 tot 156, waarvan de samenstelling binnen * het voorkeurssamenstellingbereik valt, een mate van variatie . in de elektrostatische capaciteit met de temperatuur die vol- 5 doet aan de B-karakteristieken gespecificeerd door JIS-speci-\ 15 ficaties binnen het temperatuurbereik van -25°C tot +85°C, en -- die voldoet aan de X8R-specificaties gespecificeerd door EIA- = specificaties binnen het temperatuurbereik van -55°C tot
+150°C. Bovendien is de gemiddelde preparaatlevensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest bijna 100 uur, en kunnen de " 20 preparaten worden gebakken op een baktemperatuur van 1250°C
of lager. De redenen waarom het hierboven genoemde voorkeurs-amenstellingsbereik is beperkt tot de bovenstaande waarden ri zullen hieronder worden beschreven.
5 Wanneer het gehalte aan toegevoegd Ca dat wordt ïl 25 gerepresenteerd door x, minder bedraagt dan 0,02, zoals in ~ preparaat nr. 129, dan kan de variatie in de diëlektrische constante met de spanning aanzienlijk zijn, en kan de gemiddelde levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn. Wanneer x meer bedraagt dan 0,15, zoals in preparaat 30 nr. 130, dan kan de relatieve diëlektrische constante laag zijn en kan tanó hoog zijn.
Wanneer het gehalte aan toegevoegd RE dat wordt _I gerepresenteerd door y, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 131, dan kan de gemiddelde levensduur kort 35 zijn; terwijl de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante mogelijk niet voldoet aan de B- en X8R-— karakteristieken, en kan de gemiddelde levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn wanneer y meer ^ bedraagt dan 0,06, zoals in preparaat nr. 132.
na m k i U c i <;? c 4 fm iö£a 45
Wanneer het gehalte aan toegevóegd MgO dat wordt gerepresenteerd door a, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 133, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn als gevolg van korrelgroei gedurende het bakken en voldoet de 5 temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante mogelijk niet aan de B- en X8R-karakteristieken; terwijl de sintertemperatuur kan toenemen en de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort kan zijn wanneer α meer bedraagt dan 0,05, zoals in preparaat nr. 134.
10 Wanneer het gehalte aan toegevoegd MnO dat wordt gerepresenteerd door β, minder bedraagt dan 0,001, zoals in preparaat nr. 135, dan kan de soortelijke weerstand laag zijn; terwijl de soortelijke weerstand laag kan zijn en de temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante 15 mogelijk niet voldoet aan de B- en X8R-karakteristieken wanneer β meer bedraagt dan 0,025, zoals in het geval van preparaat nr. 136.
Wanneer de verhouding van (Ba, Ca, RE)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, minder bedraagt dan 1,000, zoals in 20 preparaat nr. 137, en wanneer m 1,000 bedraagt, zoals in preparaat nr. 138, dan kan de soortelijke weerstand eveneens laag zijn. De preparaten nrs. 137 en 138 kunnen een veel kortere levensduur bezitten in een hoge-temperatuurbelas-tingstest, en een aantal preparaten raakte defect direct na 25 aanleggen van een spanning bij een hoge temperatuur. Wanneer de verhouding van (Ba, Ca. RE)/Ti die wordt gerepresenteerd door m, meer bedraagt dan 1,035, zoals in preparaat nr. 139, dan kan het sintervermogen slecht zijn en kan de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn.
30 Wanneer geen sinterhulpstof wordt toegevoegd, zoals in de preparaten nrs. 140 en 141, dan kan het sinteren slecht zijn, hetgeen een groot verlies aan soortelijke weerstand veroorzaakt als gevolg van metalliseren, en kan de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn; terwijl een 35 secundaire fase van een glascomponent die in de sinterhulpstof is opgenomen, kan toenemenwanneer een sinterhulpstof wordt toegevoegd in een hoeveelheid die groter is dan 5,0 gewichtsdelen, zoals in preparaat nr. 142, waardoor de 101 1324 46 levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest wordt 1 verkort.
Wanneer het gehalte aan een als een verontreiniging in {Ba1_x.yCaxRE20}Ti02 opgenomen alkalimetaaloxide meer 5 bedraagt dan 0,03 gew.%, zoals in preparaat nr. 143, dan kan de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort ; zijn.
Wanneer er geen MgO is opgenomen, zoals in preparaat ^ nr. 157, dan is de verhouding R zo hoog als 5,5, hetgeen een I 10 opmerkelijke korrelgroei vertoont, en is de variatie in de 6 diëlektrische constante met de temperatuur nadelig groot, s Wanneer er geen MnO is opgenomen, zoals in preparaat nr. 158, dan is de soortelijke weerstand laag en is de levensduur v nadelig veel korter.
0 „ 15 In Voorbeeld 4 bezit een diëlektrische keramische _ laag een dikte van 6 μπι. Wanneer de gemiddelde korrelafmeting fl a relatief zo groot is als 1,20 μτη, zoals in preparaat nr. 144, dan is de variatie in de diëlektrische constante met de tem-;· peratuur gering, maar is de variatie in de diëlektrische con- 20 stante met de spanning groot, en kan de levensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest kort zijn. Wanneer, in tegenstelling, de gemiddelde korrelafmeting zo gering is als 0,25 'ij μπ\, zoals in preparaat nr. 145, dan kan de diëlektrische -s constante gering zijn en kan de variatie in de diëlektrische [3 25 constante met de temperatuur groot zijn als gevolg van een ~ gering elektrisch veld dat wordt aangelegd in de diëlektri- sche keramische laag.
^ Wanneer de verhouding van (gemiddelde korrelafmeting r“ van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deel- ^ 30 tjesafmeting van het verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, zo gering is als 0,85, zoals in preparaat nr. 146, dan wordt de diëlektrische constante ver-laagd; terwijl korrelgroei wordt geïnduceerd gedurende het bakken wanneer de verhouding R zo hoog is als 1,25, zoals in 35 preparaat nr. 147, waarbij het aantal tussen inwendige elektroden aangebrachte keramische korrels afneemt wanneer een diëlektrische laag dunner wordt gemaakt, waardoor de levens- ~ duur in een hoge-temperatuurbelastingstest mogelijk wordt
F9S
verkort.
Km Ö ·:' Λ J\ i fs \ \) ] 3 j £= % 47
In de preparaten nrs. 148 tot 156 valt de diëlektrische constante binnen het bereik van 1470 tot 2030 en is een diëlektrische keramische laag relatief dik. In Voorbeeld 4 bedraagt de variatie van de elektrostatische 5 capaciteit onder hoogspanning minder dan 40%. Geen verslechtering als gevolg van metalliseren werd waargenomen. De preparaatlevensduur in een hoge-temperatuurbelastingstest is lang, en de preparaten bezitten een uitmuntende betrouwbaarheid. Wanneer echter een preparaat met een gemiddelde deel-10 tjesafmeting zoals in de preparaten nrs. 148 tot 156 wordt toegepast op een gelamineerde keramische condensator met een dikte van 2 μτη of minder zoals in Voorbeeld 1, dan kan de betrouwbaarheid hiervan worden verslechterd.
Zoals hierboven is beschreven, bezit de diëlek-15 trische keramische samenstelling in overeenstemming met de onderhavige uitvinding uitmuntende temperatuur-diëlektrische constante-karakteristieken en een uitmuntende betrouwbaarheid, ongeacht of deze wel of geen kern-omhullingstructuur bezitten. Gedurende vervaardiging van een elektronische 20 diëlektrische keramische samenstelling door bakken in een reducerende omgeving wordt de keramische samenstelling niet gereduceerd. De elektronische gelamineerde keramische condensator volgens de onderhavige uitvinding die wordt gevormd door gebruik van de diëlektrische keramische samenstelling 25 maakt derhalve het gebruik mogelijk van een onedel metaal zoals nikkel of een nikkellegering als het materiaal voor de inwendige elektrode, waardoor de kosten voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator worden verlaagd.
In de diëlektrische keramische samenstelling in 30 overeenstemming met de onderhavige uitvinding is de temperatuurafhankelijkheid van de diëlektrische constante gering gemaakt, hetgeen niet is gebaseerd op de kern-omhullingstructuur, maar is gebaseerd op de intrinsieke temperatuurkarak-teristieken van de keramische samenstelling. De temperatuur-35 karakteristieken en de betrouwbaarheid worden derhalve niet beïnvloed door de toestand of de dispersie van een toe-voegingscomponent, waardoor de variatie en de karakteristieken met bakcondities wordt verlaagd. Aangezien de gelami- 101 1324 48 neerde keramische condensator in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt vervaardigd door gebruik van de diëlektrische keramische samenstelling, vertoont de condensator een geringe variatie van de karakteristieken en een 5 geringe temperatuursafhankelijkheid van de diëlektrische constante.
Volgens de werkwijze voor het vervaardigen van een , gelamineerde keramische condensator in overeenstemming met de onderhavige uitvinding bezit de gelamineerde keramische con-10 densator, zelfs wanneer deze een diëlektrische keramische l laag met een zo geringe dikte als 3 μπι of minder bezit, een ' diëlektrische constante met een geringe temperatuursafhanke- I lijkheid tot 125°C en een hoge betrouwbaarheid wanneer de gemiddelde deeltjesafmeting van de verbinding die wordt 15 gerepresenteerd door {Ba1.xCax0}Tï02, bij voorkeur {Ba1.x.yCaxREy0}Ti02, zodanig wordt geregeld dat deze zo klein is als 0,1 μπι - 0,3 μπι. Bovendien kan de diëlektrische keramische laag worden gevuld met een aantal keramische korrels, waardoor de betrouwbaarheid hiervan wordt verhoogd. 20 Aldus kunnen kleinschalige dunne gelamineerde keramische condensatoren met een hoge elektrostatische capaciteit op voordelige wijze worden verkregen.
Wanneer de gemiddelde deeltjesafmeting van de . verbinding, die wordt gerepresenteerd door {Ba1.xCax0}Ti02, o ?* 25 bij voorkeur {Ba1_x_yCaxREy0}Ti02, zodanig wordt geregeld dat deze meer dan 0,3 μπι, maar niet meer dan 0,8 μπι bedraagt, dan bezit de gelamineerde keramische condensator met een diëlektrische keramische laag met een dikte van 3 μπι of meer, een diëlektrische constante met een geringe temperatuursafhanke-:!i 30 lijkheid tot een temperatuur van 150°C, en een hoge betrouw baarheid.
Volgens de werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator in overeenstemming met de 'Γ onderhavige uitvinding wordt het gehalte aan een alkali- — 35 metaaloxide in de verbinding, die wordt gerepresenteerd door {Ba1.xCax0}mTi02, bij voorkeur {Baj^.yCaxREyoJjjTiOj,, waarbij het alkalimetaaloxide als een verontreiniging is opgenomen, Ï? geregeld tot 0,03 gew.% of minder, waardoor de betrouwbaar-
.1 JS
^ heid van de diëlektrische keramische laag wordt verhoogd.
•lm 1 Λ * O $ ,f vszsm 49
In de diëlektrische keramische samenstelling of een keramische laag van de gelamineerde keramische condensator in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt een sin-terhulpstof, bijvoorbeeld één die hoofdzakelijk Si02 omvat, 5 opgenomen in een hoeveelheid van 0,2 - 5,0 gewichtsdelen gebaseerd op 100 gewichtsdelen van de resterende componenten van de diëlektrische keramische samenstelling. Door het toevoegen van een dergelijke sinterhulpstof kan het diëlektrische keramiek in de bakstap eenvoudig worden gesinterd op 10 een relatief lage temperatuur zoals 1250°C of lager. In de gelamineerde keramische condensator neemt derhalve de krimp van inwendige elektroden gedurende de bakstap af. Zelfs wanneer de gelamineerde keramische condensator een dunne diëlektrische keramische laag bezit, kan de betrouwbaarheid der-15 halve worden verhoogd, en kunnen materialen die een onedel metaal zoals nikkel, koper of een legering hiervan omvatten, zonder enig probleem worden toegepast als de inwendige elektroden.
Volgens de werkwijze voor het vervaardigen van een 20 gelamineerde keramische condensator in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt, gedurende sinteren voor het verkrijgen van de diëlektrische keramische samenstelling, de verhouding van (gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deeltjesafmeting van het 25 verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, gekozen binnen het bereik van 0,90 - 1,2. Wanneer de verhouding zich binnen een dergelijk bereik bevindt, treedt geen opmerkelijke korrelgroei op gedurende het sinteren van het keramiek, en kan er een diëlektrisch keramiek worden ver-30 kregen met een diëlektrische constante die een uitmuntende geringe temperatuursafhankelijkheid bezit.
101 1324

Claims (11)

1. Diëlektrische keramische samenstelling, omvattende een complex oxide dat Ba, Ca, Ti, Mg en Mn als metaalele-menten bevat, met het kenmerk, dat deze wordt gerepresenteerd door de formule {Ba-L.x.yCaxREyOlnjTiC^ + aMgO + /3MnO, waarbij RE 5 een zeldzame-aardemetaalelement, 0,001 sas 0,05; 0,001 s β s 0,025; 1,000 < m s 1,035; 1 0,02 s X s 0,15; en y=0 Of 0,001 s y s 0,06 is.
2. Diëlektrische keramische samenstelling volgens , conclusie 1, waarbij RE ten minste één element geselecteerd I 10 uit de groep bestaande uit Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er en Yb omvat.
3. Diëlektrische keramische samenstelling volgens conclusies 1 of 2, voorts omvattende een sinterhulpstof in een hoeveelheid van 0,2 - 5,0 gewichtsdelen gebaseerd op 100 gewichtsdelen van de resterende componenten van de diëlektri- 15 sche keramische samenstelling.
4. Diëlektrische keramische samenstelling volgens conclusie 3, waarbij de sinterhulpstof Si02 als primaire component omvat. i
5. Gelamineerde keramische condensator, omvattende 20. een laminaat gevormd uit een aantal diëlektrische kera- t mische lagen; ’ - een aantal uitwendige elektroden die zijn aangebracht op verschillende posities op zij-oppervlakken van het laminaat,-en 25. aantal inwendige elektroden die in het laminaat zijn : aangebracht, waarbij elke inwendige elektrode zodanig langs een interface tussen twee naast elkaar liggende diëlektrische keramische lagen is aangebracht dat een uiteinde van de inwendige elektrode is blootgesteld aan één van de zijvlakken 30 teneinde elektrisch contact tot stand te brengen met één van 7 de uitwendige elektroden, waarbij de diëlektrische keramische lagen zijn gevormd uit een diëlektrische keramische samenstelling volgens één van de voorgaande conclusies. 1011324
6. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator, omvattende de volgende stappen: - een stap voor het prepareren van een mengsel dat een 5 verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREyO}mTi02, waarbij RE een zeldzame-aardemetaal-ele-ment is, een Mg-verbinding en een Mn-verbinding omvat; - een stap voor het vervaardigen van een laminaat door het lamineren van een aantal keramische groenlagen die het meng- 10 sel bevatten en een aantal inwendige elektroden die elk zodanig zijn gevormd langs een specifiek interface tussen twee naast elkaar liggende keramische groenlagen dat van elk van de inwendige elektroden één uiteinde is blootgesteld aan één van de zijvlakken; 15. een stap voor het bakken van het laminaat teneinde het mengsel te sinteren waardoor een diëlektrisch keramisch pro-dukt wordt gevormd; en - een stap voor het zodanig vormen van een aantal uitwendige elektroden op elk zijvlak van het laminaat dat het 20 ene uiteinde van elk van de inwendige elektroden dat is blootgesteld aan het zijvlak elektrisch contact maakt met één van de uitwendige elektroden.
7. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator volgens conclusie 6, waarbij de 25 verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREy0}mTi02 een alkalimetaaloxide, als een verontreiniging, omvat in een hoeveelheid van 0,03 gew.% of minder.
8. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator volgens conclusie 6 of 7, waar- 30 bij de verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREy0}mTi02, een gemiddelde deeltjesafmeting van 0,1 - 0,8 /xm bezit.
9. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator volgens conclusie 8, waarbij de 35 verbinding die wordt gerepresenteerd door {Ba-^.yCaxREyO^TiOj, een gemiddelde deelt jesafmeting tussen en inclusief 0,1 μτη en 0,3 μνα bezit. 1011324
10. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator volgens conclusie 8, waarbij de i verbinding, die wordt gerepresenteerd door {Ba1.x.yCaxREy0}mTi02, een gemiddelde deeltjesafmeting groter 5 dan 0,3 μτη, maar niet groter dan 0,8 μτη bezit.
11. Werkwijze voor het vervaardigen van een gelamineerde keramische condensator volgens één van de conclusies 6 tot 10, waarbij de verhouding (gemiddelde korrelafmeting van het diëlektrische keramische produkt)/(gemiddelde deel- ' 10 tjesafmeting van het verschafte uitgangsmateriaalpoeder) die wordt gerepresenteerd door R, tussen en inclusief 0,90 en 1,2 5 bedraagt. fi S3 tra I 1011324
NL1011324A 1998-02-17 1999-02-17 Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator. NL1011324C2 (nl)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3517198 1998-02-17
JP3517298 1998-02-17
JP3517198 1998-02-17
JP3517298 1998-02-17
JP23380698A JP3945033B2 (ja) 1998-02-17 1998-08-20 積層セラミックコンデンサの製造方法
JP23380798A JP3603607B2 (ja) 1998-02-17 1998-08-20 誘電体セラミック、積層セラミックコンデンサおよび積層セラミックコンデンサの製造方法
JP23380698 1998-08-20
JP23380798 1998-08-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1011324C2 true NL1011324C2 (nl) 1999-08-18

Family

ID=27460050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1011324A NL1011324C2 (nl) 1998-02-17 1999-02-17 Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator.

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6225250B1 (nl)
KR (1) KR100307681B1 (nl)
CN (2) CN1089324C (nl)
DE (1) DE19906582B4 (nl)
NL (1) NL1011324C2 (nl)
TW (1) TW434600B (nl)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3918372B2 (ja) * 1999-07-26 2007-05-23 株式会社村田製作所 誘電体セラミック組成物、および積層セラミックコンデンサ
JP2001240466A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Taiyo Yuden Co Ltd 誘電体磁器と積層セラミック電子部品
JP4100173B2 (ja) * 2003-01-08 2008-06-11 株式会社村田製作所 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ
US6900150B2 (en) * 2003-04-29 2005-05-31 Cts Corporation Ceramic composition and method
JP2005145791A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Tdk Corp 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法
JP4203452B2 (ja) 2004-06-28 2009-01-07 Tdk株式会社 積層型セラミックコンデンサの製造方法
CN1716473B (zh) * 2004-06-29 2010-05-05 王蕾雅 一种以真空溅镀法制作多层陶瓷电容器的方法
CN100390099C (zh) * 2004-07-08 2008-05-28 株式会社村田制作所 介电陶瓷组合物和单片陶瓷电容器
JP4572628B2 (ja) * 2004-08-30 2010-11-04 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物及び電子部品
US7387755B2 (en) * 2005-03-21 2008-06-17 Praxair Technology, Inc. Method of making a ceramic composite
KR100674846B1 (ko) * 2005-03-29 2007-01-26 삼성전기주식회사 유전체용 세라믹분말의 제조방법, 및 그 세라믹분말을이용하여 제조된 적층세라믹커패시터
JP4721069B2 (ja) * 2005-06-14 2011-07-13 株式会社村田製作所 セラミック板の製造方法
KR100631995B1 (ko) * 2005-07-28 2006-10-09 삼성전기주식회사 저온 소성용 유전체 자기조성물 및 이를 이용한 적층세라믹 콘덴서
CN101341558B (zh) * 2006-07-03 2011-01-12 株式会社村田制作所 带可变阻功能的层叠型半导体陶瓷电容器及其制造方法
JP2008078593A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Taiyo Yuden Co Ltd 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
US7541306B2 (en) * 2007-01-17 2009-06-02 Ferro Corporation X8R dielectric composition for use with nickel electrodes
US7521390B2 (en) * 2007-03-05 2009-04-21 Ferro Corporation Ultra low temperature fixed X7R and BX dielectric ceramic composition and method of making
WO2010013414A1 (ja) * 2008-07-29 2010-02-04 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
KR101548785B1 (ko) * 2012-05-08 2015-08-31 삼성전기주식회사 적층 세라믹 부품
KR101420535B1 (ko) * 2012-12-13 2014-07-16 삼성전기주식회사 유전체 조성물 및 이를 유전체층으로 포함하는 적층형 세라믹 콘덴서
KR101933417B1 (ko) * 2016-12-28 2018-12-28 삼성전기 주식회사 유전체 파우더 및 이를 이용한 적층형 커패시터
CN107500754B (zh) * 2017-09-30 2020-01-14 厦门松元电子有限公司 一种用于高容高压mlcc的陶瓷介质材料及其制备方法
JP2019134098A (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 Tdk株式会社 積層セラミックコンデンサ
US10923279B2 (en) * 2018-10-22 2021-02-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic electronic component
KR20190121229A (ko) * 2018-12-12 2019-10-25 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5742588A (en) * 1980-08-25 1982-03-10 Saito Osamu Heat-insulating material for spray filling
US4845062A (en) * 1987-10-19 1989-07-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low-firing dielectric composition
JPH0779004B2 (ja) * 1990-10-31 1995-08-23 株式会社村田製作所 誘電体磁器組成物
JPH07118431B2 (ja) 1991-03-16 1995-12-18 太陽誘電株式会社 磁器コンデンサ及びその製造方法
DE4220681C2 (de) * 1991-06-27 1995-09-14 Murata Manufacturing Co Nichtreduzierende, dielektrische, keramische Zusammensetzung
DE69209417T2 (de) * 1991-09-25 1996-11-28 Murata Manufacturing Co Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung
JP3227859B2 (ja) * 1993-01-08 2001-11-12 株式会社村田製作所 非還元性誘電体磁器組成物
JP2764513B2 (ja) * 1993-01-21 1998-06-11 ティーディーケイ株式会社 耐還元性誘電体磁器組成物
US5510305A (en) * 1993-06-15 1996-04-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Non-reducible dielectric ceramic composition
JP3450903B2 (ja) * 1994-07-19 2003-09-29 京セラ株式会社 非還元性誘電体磁器組成物
KR100192563B1 (ko) * 1995-01-12 1999-06-15 무라따 야스따까 모놀리식 세라믹 커패시터
GB9504443D0 (en) * 1995-03-06 1995-04-26 Cookson Group Plc Temperature stable dielectric
US5646081A (en) 1995-04-12 1997-07-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Non-reduced dielectric ceramic compositions
TW321776B (nl) * 1995-07-21 1997-12-01 Tdk Electronics Co Ltd
JP2998639B2 (ja) * 1996-06-20 2000-01-11 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP3282520B2 (ja) * 1996-07-05 2002-05-13 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP3180681B2 (ja) * 1996-07-19 2001-06-25 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP3391269B2 (ja) * 1998-01-20 2003-03-31 株式会社村田製作所 誘電体セラミックおよびその製造方法、ならびに、積層セラミック電子部品およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1305087C (zh) 2007-03-14
KR100307681B1 (ko) 2001-09-24
CN1396607A (zh) 2003-02-12
DE19906582B4 (de) 2014-05-08
US20010036896A1 (en) 2001-11-01
DE19906582A1 (de) 1999-09-23
US6225250B1 (en) 2001-05-01
US6411495B2 (en) 2002-06-25
CN1089324C (zh) 2002-08-21
TW434600B (en) 2001-05-16
CN1226538A (zh) 1999-08-25
KR19990072723A (ko) 1999-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1011324C2 (nl) Diëlektrische keramische samenstelling, gelamineerde keramische condensator, en werkwijze voor het vervaardigen van de gelamineerde keramische condensator.
EP0851444B1 (en) Ceramic composition and multilayer ceramic capacitor made therefrom
US5757610A (en) Dielectric ceramic and monolithic ceramic electronic part using the same
JP3509710B2 (ja) 誘電体セラミック組成物、および積層セラミックコンデンサ
JP3039397B2 (ja) 誘電体磁器組成物とそれを用いた積層セラミックコンデンサ
JP3180690B2 (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP3391268B2 (ja) 誘電体セラミックおよびその製造方法、ならびに、積層セラミック電子部品およびその製造方法
JP2998639B2 (ja) 積層セラミックコンデンサ
KR100201201B1 (ko) 모놀리딕 세라믹 커패시터
JPH1074660A (ja) 積層セラミックコンデンサ
KR980009197A (ko) 적층 세라믹 커패시터
JPH0355003B2 (nl)
JP3039426B2 (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP3603607B2 (ja) 誘電体セラミック、積層セラミックコンデンサおよび積層セラミックコンデンサの製造方法
EP0905724A2 (en) Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic capacitor using the composition
JPH0684692A (ja) 積層型セラミックチップコンデンサ
JP4029204B2 (ja) 誘電体セラミック組成物および積層セラミック電子部品
JP3945033B2 (ja) 積層セラミックコンデンサの製造方法
JP4048808B2 (ja) 誘電体セラミック組成物および積層セラミック電子部品
JP4691790B2 (ja) 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ
JPH09241074A (ja) 非還元性誘電体セラミック及びそれを用いた積層セラミック電子部品
JP4400860B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JP3250927B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH10172857A (ja) 積層セラミックコンデンサ
JPH10172858A (ja) 積層セラミックコンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
MK Patent expired because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20190216