TWI361178B - - Google Patents

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TWI361178B
TWI361178B TW97111621A TW97111621A TWI361178B TW I361178 B TWI361178 B TW I361178B TW 97111621 A TW97111621 A TW 97111621A TW 97111621 A TW97111621 A TW 97111621A TW I361178 B TWI361178 B TW I361178B
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Youichi Yamazaki
Hideyuki Osuzu
Yoshihiro Fujioka
Daisuke Fukuda
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Kyocera Corp
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1361178 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 介^明係關於由以鈦酸鋇為主成分的結晶粒子所構成 杰文、以及將其使用為介電質層的積層陶瓷電容器。 【先剷技術】
=年’隨行動電話等移動式機器的普及、以及個人電腦 機組件之半導體元件高速、高頻化,對此種電子 :鳴載的積層陶曼電容器要求小型、高電容化的需求 曰漸南漲,構成積層陶究電容器的介電質層將 層化與高積層化。 但是’構成積層㈣電容器且做成為介電質層的介電陶 ^ ’自習知起便有使用以鈦酸鋇為主成分的介電率材料。 及至近年,㈣發使鈦酸鋇粉末、與在鈦酸鋇巾固溶 Π;:混合使用,並使該等介電質材料共存的複合系 •貝材料,且已應用於積層陶瓷電容器(例如參昭 文獻1)。 … 另外,使用上述鈦酸鋇粉末、或在鈦酸鎖中已固溶㈣ 的粉末’而所製得介電陶竟’係將諸如鎮、稀土族元素及 鐘的各氧化物使用為添加劑,於燒成時,使該等添加劑分 別固熔於鈦酸鋇粉末、或在鈦酸鋇中已固熔著鈣的粉末之 表面附近’而形成具有所謂「核殼結構」的結晶粒子,俾 達介電常數、介電常數溫度特性等的提升。 立此處,所謂「結晶粒子的核殼結構」係指結晶粒子中心 部的核部與外殼部的殼部,將形成物理性、化學性異相的 97111621 5 1361178 構造,相關以鈦酸鋇為 正方晶系結晶相所佔纟的、、°日曰粒子’均呈現核部由 有的狀態。 有,而咸部則由立方晶系結晶相所佔 [專利文獻1]日本專利特開⑽ 【發明内容】 就么報 (發明所欲解決之問題) 然而,由如上述核殼結曰 雖蔣;^ #人# 偁的、、,°日日粒子所構成介電陶瓷, 雖將電常數,且介電常數的 25°C為基準時的介雷赍叙、θ ώ 专性了滿足X5R(以 π 土干才町;丨電*數溫度變化率, 15%),但是,卻頗難滿 為_
XauCn 9,〇Γ ^ 疋权A5K同,皿的介電常數溫度特性 X6R(以25C為基準時的介電常數溫度 C中為±15%)。 午在55 105 再者,當對介電陶竟施加直流電壓,並增加該直流電壓 時,將有絕緣電阻降低情形變大的問題。 咨述’具有將由核殼結構結晶粒子所構成介電陶 瓷使用為,,電質層#積層陶竟電容器,除介電陶竟 爷數溫度特性無法滿足X6R之外,亦將因絕緣電阻的降 低,V致較難提升高溫負荷試驗中的壽命特性。 所以,本發明之目的在於提供高介電率、且介電常數溫 度特性的安定性優異,同時增加電壓時的絕緣電阻電壓依 存性較小的介電陶瓷;以及提供設有將此種介電陶瓷使用 為介電質層,高溫負荷試驗中之壽命特性優異之積層陶 電容器。 θ (解決問題之手段) 97111621 6 ⑶ 1178 本:明的介電陶究係具有以鈦酸鎖為主成分,·· 1種稀土二的:=、鏑、鈥—至少選擇 晶粒子中的鉦、曲ώ丨 上述Μ日日粒子係具備有··結 子中的鈣痕度少於0.3原子%的第1結曰 度達〇. 3原子%以上的第2結晶粒子,回 ,’相對於構成上述鈦酸鋇的欽100莫耳之下,人右° 依V2〇5換算計〇〗〜〇 2草 3有.銳 莫m銘 g0換算計0.55〜0.75 ⑽依_3換算計0·55 ::二-素 =Ί- n π R ^ 夫开以及錳依ΜηΟ換算 看到的上过莖 此外,當將從介電陶究的研磨面所觀 看^的上㈣i結晶粒子面積設為C1、將上 , 粒子面積設為C2時,C2/(C1+C2)係〇 居^ 溫度係85〜95°C。 U時居禮 上:::陶竟最好含有:上述… .=.35莫耳。上述介電陶究最好上述結晶粒子的“ 粒徑為〇. 25〜〇. 35" m。 _ 本發明的積層陶竞雷玄11,+ 人而 質層盘内部電極声2:: 述介電陶㈣成的介電 0 一 n 口丨电極層之積層體構成。 (發明效果) 根據本發明的介電陶究,藉由相對於鈦酸鎖之下,分別 依既定比例含㈣、鈒、鎂、稀土族元m同時介電 陶瓷的結晶粒子係由鈣濃度不同的2種結晶粒子構成,且 將居禮溫度設定在85〜阶範圍内,便可獲得高介電率、 且介電常數的溫度變化率較小,當施加電壓時的絕緣電阻 97111621
降:依存性較小)之介電陶究。 0·25,莫耳時二介獲電:絕V 的介電陶瓷。 仔名緣電阻幾乎無電壓依存性 結=子:::::::電…將一為主成分的 施加直流電二二图.广°.35"時’將可獲得在所 異介電H U緣電阻增加傾向的優 再者根據本發明的積層陶奢雷交哭,ϋ山人 使用上述介電ml, 盗猎由介電質層係 ^丨冤陶是’便可使介電常數的溫度特性呈安 p使將介電質層薄層化仍古 古、田 仍J確保间絕緣性,因而將可獲得 、何βχ驗中仍具有優異壽命特性的積層陶竟電容器。 【實施方式】 °° 圖1所示係本發明介電陶瓷的微構造切剖示意圖。 本發明的介電陶瓷係具有以鈦酸鋇為主成分,且含有 轉、m以及從記、鏑、鈥、辑及财選擇至少 1#種稀土族兀素的結晶粒子,同時,該結晶粒子係由:鈣 濃度較低的第1結晶粒子la、鈣濃度高於該第i結晶粒 子la的第2結晶粒子lb、以及存在於該等第!結晶粒子 la與第2結晶粒子lb間的晶界相2。 第1結晶粒子la係以鈣濃度低於0.3原子%的鈦酸鋇為 主成分之結晶粒子’而第2結晶粒子1 b係以妈濃度達〇. 3 原子%以上的鈦酸鋇為主成分之結晶粒子。另外,第1結 晶粒子la係涵蓋鈣濃度為零者。 97111621 8 1361178 相關結晶粒子中的鈣濃度(以下亦稱「Ca濃度」),係 =附設有能量分散式光譜儀⑽s)的穿透式電顯微鏡 裝置施打測定。此情況,對在經研磨過的介電陶瓷截面上 所顯示出的結晶粒子,使用EDS,就結晶粒子中 的任意地方進行分析,並將所結晶粒子所檢测出的: =素(Ba、Ti、Ca)與添加劑各元素(v、%、如、肫)總二 设為100%,求取在其中所含的Ca含有 、 rR ^ μ ^ η 〇 ^ …、後’分類為
Ca,農度低於0.3原子%的第i結晶粒子 0.3原子%以上的第2紝曰輪早r .曲由晨度達 …結晶二二 結晶粒子,係從在穿透式電子顯微鏡 2 顯示出的結晶粒子截面面積比率進行求取。二所 晶粒子的中心部附近係&從 卜所明結 過的#伽㈣ 電陶究施行截面研磨 過的试枓研磨表面,所觀看到從 呵描 入直徑1/3的内侧區域。 位子曰曰界起往内較深 其次,針對構成本發明介電陶究的第j結 第2結晶粒子1b之内部構造進行說明。因為^ &與 子1a與第2結晶粒子lb係具有同#的mu、=晶粒 此僅就第1結晶粒子la為例進行說明。 k而在 圖2(a)所示係構成本發明介電陶瓷的结曰 意圖,圖2⑻所示係(a)所示稀土族=的曲二剖示 示意圖。 1次鎂的浪度變化 如圖2(a)、(b)所示,結晶粒子係 分的核部工、在該核部!周圍所形成且以=酸鎖為主成 風且以鈦酸鋇為主成分 97111621 1361178 的殼部3所構成。此外,結晶粒子中將固溶著鈣、釩、錢、 稀土知元素及猛’特別係若就鎂或稀土族元素的固溶狀態 觀之,殼部3的鎂或稀土族元素之濃度梯度大於核部j。 即,如圖2(b)所示,殼部3的稀土族元素或鎂之濃度梯 度大於核部1的稀土族元素或鎂之濃度梯度’且,殼部3 的稀土族兀素或鎂之濃度高於核部丨的稀土族元素或鎂 之濃度。 ' 另外該項測疋係可使用附設有能量分散式光譜儀(EDS) 的穿透式電子顯微鏡裝置施行測定,從結晶粒子表面侧起 至中心部依既定間隔’利用麗施行元素分析,便可求得 稀土族元素或鎂的濃度變化。 構成本發明介電陶竟的結晶粒子,就㈣3的稀土族元 素或鎮之濃度梯度最好將結晶粒子最表面s 度^從最表面SS起朝内部為〇小2原子%/nm,若= ^ ^鎮的濃度梯度設為0.卜2原子%/nm,便具有提升 冋溫負何試驗等的壽命特性之優點。 界相:、=玄殼結構的結晶粒子,核部1與殼部3的邊 二:=1 T斤求得結晶粒子中的稀 最表面心朝内部、以及從結晶粒 起朝取表自ss’分別所拉出直線的交點進行求 此情況’若殼部3的稀土竑- 。」一,且核部二::::::=:::於 與殼部3的稀土族元素或鎂之濃度梯度==:子 97111621 1361178 /i/nm以上,便能判定為核部1與殼部3。 ^本發明介電陶瓷的組成,係相對於構成鈦酸鋇的鈦1〇〇 莫=之下,含有:釩依V2〇5換算計0.^.2莫耳、鎂依Mg〇 真計0.55〜0.75莫耳、從紀、鏑、鈥、斜及試中選擇至 y 1種稀土族元素(RE)依抓2〇3換算計〇. 55〜0· 75莫耳、 以及錳依MnO換算計〇. 25〜〇· 6莫耳。 、再者’本發明介電陶兗係將第1結晶粒子la的面積設 為C1、將第2結晶粒子lb的面積設為C2時,C2/(Ci+c2) 竽為〇. 5 0 · 8,且,居禮溫度係8 5〜9 5 〇C。另外,本發明 中所明居禮溫度」’係指在介電常數溫度特性的測定範 圍(-60〜150。。)内,介電常數呈最大的溫度。 〃右介電陶£的組成、居禮溫度及結晶粒子的比例在上述 範圍内’便具有室溫(25°C)的介電常數可達3綱以上, 且介電常數的溫度特性滿足X6R(_55]〇5〇c溫度範圍内, ^ 25。(:的介電常數變化率在側以内),纟當將對每單位 籲厚度(l/zm)所施加直流電壓值設為12.旰時,絕緣電阻可 達101ϋΩ以上的優點。 即’本發明的介電陶冑,係對鈦酸鎖,固溶著辦、叙、 鎂一、猛、以及從記、鏑、鈥、斜及錢中選擇至少1種稀土 族疋素’同時構成介電陶瓷的第1結晶粒子la盥第2么士 晶粒子ib,依C2/(CH⑵比計係0 5〜〇 8,更將介電陶° 竞的居禮溫度設為85〜9rc,並使居禮溫度朝室溫側偏移。 錯此,即使在鈦酸鋇令固溶著妈,且具有核殼結構,相 對於具有居禮溫度在125。〇附近之結晶粒子的習知介電陶 97111621 瓷之下,仍可達高介電率化,且介 下仍可呈安定。 吊數酿度特性在高溫 再者,具有核殼結構的結晶粒子 為核部1的比例減少,殼部3的、較於各知之下’因 有高絕緣電㈣介電HH因而可獲得具 因為A 曰曰粒子中’鎂或稀土族元素的固溶量較少時 因為含有較多諸如氧孔洞等較-時, 高,而當施加直流電㈣,在構成:r 1, 部’氧孔洞等容易成為搬運電 光的、·,”θ粒子内 絕緣性降低,但是,::==子m介電陶究的 而据1 n 彳藉心的添加, 而拎间鎂、稀土族元素及錳等 減少結晶粒子…… 成刀對、,,。曰曰粒子的固溶’便 孔洞等;==例,藉此使結晶粒子中的氧 戰子在度心,而含有多於稀土族元素、鎮,便可 2氧孔洞較少的殼部3之比例’因而判斷可獲得高絕緣 當相對於構成鈦酸鋇的鈦100莫耳之下,叙含有量 二t換算料少於G.1莫耳、或多於〇. 2莫耳的情況, =對於構成鈦酸鋇的鈦100莫耳之下,鎮含有量依秘 、鼻汁為少於〇· 55莫耳、或多於〇 75莫耳的情況,相對 於構成鈦酸鋇的鈦100莫耳之下,從紀、鏑、鈥、斜及铽 中選擇至少1種稀土族元素含有量,依換算計為少 於〇· 55莫耳、或多於〇. 75莫耳的情況,以及相對於構成 鈦馱鋇的鈦i 〇〇莫耳之下,錳含有量依Mn〇換算計為少於 0.25莫耳的情況,均係每單位厚度的直流電壓12 5V中 97111621 12 1361178 之絕緣電阻低於1 〇 Ω,且當相對於構成鈦酸鎖的鈦1 〇 〇 莫耳之下,錳含有量依ΜηΟ換算計為多於06莫耳的情 況,介電常數降低,且高溫負荷試驗中之壽命特性降低。 所以’相對於構成鈦酸鋇的鈦1〇〇莫耳之下,含有:飢 依V2〇5換算計〇·卜〇. 2莫耳、鎂依Mg〇換算計〇. 55〜〇. 75 莫耳、從釔、鏑、鈥、铒及铽中選擇至少丨種稀土族元素 依RE2〇3換算計〇· 55〜0· 75莫耳、以及錳依Mn〇換算兮+ 0· 25〜0· 6莫耳。 '
較佳的組成係當相對於構成鈦酸鋇的鈦1〇〇莫耳之 :,設定為:釩依V2〇5換算計〇.卜〇2莫耳、鎂依Mg〇換 算计〇. 55〜0. 75莫耳、從釔、鏑、鈥、铒及铽中選擇至少 1種稀土族元素依RE2〇3換算計〇 55〜〇 75莫耳時,最好含 有錳依ΜηΟ換算計〇. 25〜〇. 35莫耳,在該範圍内的介電陶 瓷,'將每單位厚度所施加直流電壓值設為3.15V與 12.5V並施行絕緣電阻評估時,可獲得幾乎無出現絕緣電
阻降低的卩電陶*。另夕卜,稀土族元素係就從獲得更高介 電吊數、絕緣電阻較高的觀點,特別以釔為佳。 再者’當介電陶瓷的第1結晶粒子la與第2結晶粒子 lb之面積比C2/(C1+C2)小於〇. 5時,雖可獲得介電常數 較问且回絕緣電阻,但是卻有介電常數的溫度特性無法 滿足X6R的可能性,當面積比C2/(C1+C2)大於0.8時, 雖可獲得高絕緣電阻,且介電常數的溫度特性將可滿足 X6R但疋卻有介電常數將降低的可能性。 再者,當居禮溫度低於85<t時,介電常數降低,且當 97111621 13 1361178 ^禮溫度高於阶時,均係將介電f層每單位厚度 ^ 1Π,〇〇 „ /.旧與12.5V時的絕緣電阻均低 於1〇 Ω。所以,本發明的介電 : C2/(C1+C2)設為〇.5〜",且蔣^ 碏由將面積比 ^ t 且將居禮溫度設為85〜95t, ί可提尚介電常數、介電常數的溫度特性在高溫下仍呈安 疋’且絕緣電阻較高。 女 最二It?明的介電陶㈣就從可高介電率化的觀點, 。曰曰粒子的平均粒徑設定在0.1"以上’但若欲 trr容變動則最好設定在0.5㈣以下範圍内―,最 成第1結晶粒子la與第2結晶粒子113的 =::0·25—若結晶粒子的平均粒徑: ) 35㈣’則具有可獲得所施加直流電壓,在介電質 二早位居度(1/zm)為3.研與12·5ν之間,能顯示出絕 緣電阻增加傾向(正變化)的高絕緣性介電陶究之優點。 構成介電陶究的結晶粒子平均粒徑係利 ⑽)進行求取…首先,將所獲得介電陶= 二研f後’再對該研磨面施行餘刻便獲得供分析用的 μ >斗。接著,使用掃描式電子顯微鏡拍攝研磨面的昭 接著,從所拍攝照片内的結晶粒子中任意選擇約2〇個, 並利用截距法求取各結晶粒子的最大直徑,再從該等平均 值進行求取。此外,將介電質粉末的平均粒徑設為D1、 ,結晶粒子的平均粒徑設為D2’再從D2/D1比求取晶粒 成長率。 此外,本發明的介電陶瓷在能維持所需介電特性之範圍 97111621 1361178 内’尚可含有為提高燒結性之辅助劑的玻璃成分。 其次’針對製造本發明介電陶瓷的方法進行說明。首 先原料粉末係在純度99%以上的鈦酸鋇粉末(以下稱「打 畚末」)、及在鈦酸鋇固溶著鈣的粉末(以下稱「BCT粉末」) ^ ,添加混合V.粉末、Mg〇粉末、以及從γ2〇3粉末、Dy2〇3 粕末、H〇2〇3粉末、βηΟ3粉末及Tb2〇3粉末中選擇至少1種 的^ 土族元素氡化物粉末、及MnC〇3粉末。BCT粉末係以 將邛刀Asite取代為Ca的鈦酸鋇為主成分之固溶體,依 (BahCaOTiOs表示,a site中的Ca取代量最好設為 X 0. 〇1 0· 2。方Ca取代量在該範圍内,藉由與第}結晶 粒子la的共存構造,便可形成經抑制晶粒成長的結晶故 。之此,當使用為電容器的情況,便可在使用溫度範圍 獲得優異的溫度特性。另外,帛2結晶粒子化中所含 的Ca係依为散於第2結晶粒子j b令的狀態固溶。 二Τ π BT粉末# BCT粉末的平均粒徑最好為 •〜。·…m。若BT粉末與BCT粉末的平均 ,^ , 為第日日拉子la與第2結晶粒子lb 谷形成核殼結構,可確保既定量的核部1之體積比 例,因而具有提升介電常數的優點。 另方面右BT粉末與BCT粉末的平均粒徑在〇 了IS稀:族元素及窥等添加劑,輕易地固溶 且有在焯点、第2、,,°日日粒子lb的内部,且如後述, 八有在k “後,提高從βτ粉末與β 成長為第i結晶粒子la ^刀别曰曰粒 ,、乐z、'、°日日拉子1 b之比率的優 97111621 15 1361178 相關添加劑的從hi粉末、Dy2〇 粉末及 末、H〇2〇3 粉末、εΓ2〇3 末選擇至少1種稀土族元素的氧化物粉 使用與介電質粉末相等或以下。 取好 接著,將該等原料粉末,相對 末的鈦⑽莫耳之下,依陶T粉末與NT粉 ^ Λ 攸V2U5杨末〇. 1〜0· 2莫耳、扒 =·55〜°. 75莫耳、稀土族元素的氧化物粉末。.5二 莫耳、及·〇3粉末依_計為Q 25〜q. 6莫耳的進 調配,經將該成形體施行脫脂後, 仃 成0 交丹於遇原%境中施行燒 電=的=本:明介電陶£之際,若在能維持所需介 力!加燒結輔助劑的玻璃粉末,且添 ^里係虽將以主要原料粉末的Βτ粉末與bct粉末合計量 s又為100質量份時,最好添加0.5〜2質量份。 燒成溫度係就從添加劑對本發明βτ粉末與们 固溶、以及控制結晶粒子晶粒成長的二 110(Ml50t:。 取好叹為 f發明t ’為能獲得該介電陶究,藉由使用微粒的耵 刀與BCT粉末,並在其中添加既定量的上述添加劑,且 Γγτ上:Γ度進行燒/成’便將含有各種添加劑的βΤ粉末與 =之平均粒從,燒成為在燒成前後呈2倍以上的狀 Ρ藉由將經燒成後的結晶粒子之平均粒徑,燒成為 釩、其他添加劑的鈦酸鋇粉末之平均粒徑2倍以上‘”、,第^ 97111621 丄361178 結晶粒子1a及第2結晶粒子lb便將提高添加劑的固溶, 結果將減少核部1的比例,而增加殼部3的體積比例。 再者,本發明中,經燒成後,再度於弱還原環境中施行 •熱處理。該項熱處理係為在還原環境中的燒成時,將已還 原的’I電陶瓷施行再氧化,並在燒成時還原,俾使已降低 的絕緣電阻回復而實施的處理,溫度係就從能在更加抑制 構成,丄結晶粒子la與第2結晶粒子lb之晶粒成長情況 鲁下,提问再氧化量的理由,最好設定為9〇〇〜丨。依 此的話’第1結晶粒子la與第2結晶粒子lb中增加高 絕緣性殼部3 m y I ° ^入+ ㈣積比例’便形成顯示出85〜95Ϊ居禮溫 度的介電陶竟。 圖3所示係本發明積層
發明的積層陶究電容心例的切剖不意圖。本 部電極4。此外φ在電谷器本體10二端部設置外 電鮮7呈二,電容器本體1〇係由介議5與内部 异5:由卜積層的積層體所構成。所以,介電質 =質層=:電:广成。,: 但’本發明積層陶瓷電容八的積广狀態早純化圖示, 7 ’將形成多達數百層的積層體:電質層5與内部電極層 根據此種本發明積層陶 — 用上述介電陶究, 電w *由介電質層5係使 媒保高絕緣性,且古 使將介電質層5薄層化仍可 陶究電容器。…皿、何試驗中的壽命特性優異之積層 在此,介電質層 97111621 旱度最好设定在3#m以下(尤以 17 1J011/6 2.5/^以下為佳),將有助於積声 容化,且為使本發明的靜』::容器的小型高電 定化’介電質層5的厚度更以達變=容;度特性呈安 内部電極層7係就 上為佳。 ,點,最好為諸如鎳(Ni)、:=:::抑制製造成本的 能與本發明介ff層^ 特別係就達 外部電極4係將例如^、或cu^’最好為錄⑹。 烘烤而形成。 一 〃 Νι的合金膠糊施行 "_人針對積層陶瓷電容器 =素原料粉末中添加專用有機在上 料,接著,將陶究襞料使用 調“陶究滎 等片材成形法而形成陶究胚片。此情^狹縫式塗佈法 係就為使介電質層高電容化的薄^ 胚片的厚度 點,最好設為1〜4/^。 曰 維持向絕緣性的觀 其-人,在所獲得陶瓷胚片的主面上 電極圖宰。# # A p刷形成矩形狀内部 圓案將成為内部電極圖案的
Nl、Cu、或該等的合金粉末。 4 4好使用 接著’冑已形成内部電 數,並在上下將複數片未㈣片重疊所需片 體。此μ 丁重且,而形成片材積層 :此清況,片枯積層體中的内部 = 逐次錯開半個圖案。 弔保朝長度方向 接著,將片材積層體切 圖案端部的方式依路出内部電極 乂 ,今器本體成形體。藉由此種積層工 97111621 18 1361178 法,係形成辛經切斷後的電 出内部電極圖案的狀態。 容器本體成形體端面處交錯露 .接著’將電容H本體成形體施行脫脂後,藉由施行與 同的燒成條件與弱還原環境下的理 製得電容器本體。 w 接著在該電谷器本體的相對向端部處,將外部電極膠 糊施行塗佈’經焕烤便形成料電極4。此外,在該外部
電極4的表面為能提高安裝性,亦可形成電鑛膜。 [實施例] 首先,原料粉末係準備:BT粉末、BCT粉末(組成係 (BahCadm χ=〇. 〇5)、Mg〇 粉末、γ2〇3 粉末、μ—粉末、 Ho^〇3^末、Er·粉末、Tb2〇3粉末、MnC〇3粉末及粉末, 將"亥等各種粉末依表丨所示比例進行混合。該等原料粉末 =使用純度99. 9%者。另外,Βτ粉末與BCT粉末的平均粒 =係如表1所示。_粉末、Υ2〇3粉末、Dy2〇3粉末、H〇2〇3 叔末、Εγ2〇3粉末、Tb2〇3粉末、MnC〇3粉末及v2〇5粉末係使 用平均粒徑〇.lem者。Βτ粉末的Ba/Ti比係設為1〇〇5。 燒結輔助劑係使用 Si〇2=55、Ba〇=2〇、Ca〇=15、Li2〇=l〇(莫 耳%)組成的玻璃粉末。玻璃粉末的添加量係相對於BT粉 末100質量份,將設定為i質量份。 其次,將該等原料粉末使用直徑5mm氧化锆磨球,並添 加溶劑的甲苯與醇之混合溶劑而施行濕式混合。 其次,將經濕式混合的粉末投入於聚乙烯縮丁醛樹脂、 甲苯及醇的混合溶劑中,同樣的使用直徑5mm氧化锆磨球 97111621 19 1361178 施行濕式混合,便調製得陶瓷漿料,再利用到漿刀 厚度2. 5/z m陶瓷胚片。 成 ,接著,在該陶究胚片上面複數形成以Ni為主成分的矩 形狀内部電極圖案。内部電極圖案所使用的導體膠糊, ^粉末為使用平均粒徑0.3//〇1,且相對於Ni粉末質 量份之下,將添加陶究胚片中所使用彡同材 30質量份。 杨末 接著,將經施行内部電極圖案印刷的陶曼胚片積層_ 片,並在其上下面分別積層未印刷内部電極圖案的陶θ究胚 片各20片,使用層壓機,依溫度6〇ΐ、壓力、 間10分鐘的條件施行統括積層,然後切斷成既定尺寸。’ 其次,將積層成形體施行脫黏結處理後, 請。個。C施行2小時燒成,便製 外,試料將接著依30(TC/h的降溫速度冷卻至1〇 並在氮環境巾,於测以崎4小時的再氧 , ::3,C/h的降溫速度進行冷卻,便製得電容器本體。 ^ ^本體的大小係〇. 95x〇. 48xG. 4 w,介電質層厚 度係2",内部電極層一層的有效面積係〇· 3酿2。另外, =2 =積」❹依分別在電容器本體不同方向端面 == 積層’而形成的内部電極層相互間重叠部 容:二將=成的電容器本體施行滾筒研磨後,再於電 谷器本體二端部塗佈令友p〗丨办、士 糊,。 末與玻璃的外部電極膠 糊並依85〇C施行烘烤,便形成外部電極。然後,使用 97111621 20 丄則178 電解滾筒機,在該外部電極表面上依序施行Ni電錢與^ 電鍍’便製得積層陶兗電容器。 其次,針對該等積層陶瓷電容器施行以下的評估。評估 為試料數10個,並求取平均值。介電常數係依 ::上」頻率⑽2、測定電壓1Vrms_定條件施 灯靜電電容的測定,並從介電質層厚度與内部電極層的全 面積二行求取。此外,介電常數的溫度特性係依溫度 -&85C的範圍敎靜電電容。居禮溫度係在介電常數严 f特性的測定範圍中,求取介電常數為最大的溫度'絕; 電阻係依直流電壓6. 3V與25V施行評估。 高^荷試驗係在溫度85tT,依施加電壓MM =·6ν的條件實施’並將截至刚〇小時為止均益呈不P、 高溫負荷試驗中的簡數錢Ϊ為錢 雪:f才 冓成介電質層的結晶粒子平均粒徑係利用掃描式 =員微獅)進行求取。對研磨面施行飯刻= 選擇電子顯微鏡照U的結晶粒子20個,利賴距^ 取各結晶粒子的最大直徑,且求取該等的平均值,此/ 就電質粉末的晶粒成長比例施行評估。 再者相關Ca濃度,針對將積層 過的介電質層表面,利用約二進: 觀f朗畫面上所存在約刚個結晶粒子,使用附丁 疋素分析機态的穿透式電子顯微: 近的任意地方進行分析。此時,將從結 97111621 1361178 二1、Ca、V、Mg、稀土族元素及Μη總量設為10M, /取3有里。所#估的結晶粒子係針對各試料求取剛 .的平均值,在所拍得穿透式電子顯微鏡照片的面積中, ’取第1結晶粒子la與第2結晶粒子lb的各自面積比 ://(CHC2))e另外’所謂「結晶粒子的中心部附近」, 糸指從將介電陶瓷施行截面研磨過的試料研磨表面上從 所出現結晶粒子的晶界起往深度方向深人直徑Μ以 的區域。 •时稀土族元素的濃度梯度測定亦是使用設有元素分析機 穿透式電子顯微鏡施行敎m,對積層陶竞電 t益積層方向的截面施行研磨,並就各試料結晶粒子從最 表面側起至中心部依5nm間隔,使用能量分散式光譜儀進 仃凡素分析,而求得稀土族元素的濃度變化。然後,從利 用30_倍所拍攝得介電陶究既定面積内的可測定結晶 粒子中,任意抽選出5個施行測定,亦求取平均值。此情 •况,Μη量在相對於鈦1〇〇莫耳之下a 〇·5莫耳以下的試 料,在結晶粒子表面附近的殼部中,稀土族元素的濃度梯 度將達0.1〜1原子%/nm以上,但Mn在相對於鈦1〇〇莫耳 下為0. 6莫耳以上的5式料,在結晶粒子表面附近的殼部 中,稀土族元素的濃度梯度將為〇 〇4原子%/ηπ^ 再者,所獲得燒結體的試料組成分析,係利用I π分析 或原子吸光分析而實施。此情況下,將使所獲得介電陶 '瓷、與硼酸及碳酸鈉進行混合並經溶融的混合物,溶解於 鹽酸t,首先利用原子吸光分析施行介電陶究中所含元素 97111621 22 的定性分析,接著,斜 釋過者^的各元素,以標準液經稀 化Λ ΐ 料’並施行1cp發光分光分析而定量 !-1、2-2所示,特 調配=素的價數係採週期表所示價數並求取氧量。 與燒成溫度係如“ lM_2所示燒 的各疋素依氧化物換算之組成係如表 性的結果係如表3-1、3-2所示。 [表 1-1] 試料 No. BT粉末 BCT粉末 巨T粉末的 平均粒徑 BCT粉末的 平均粒徑 V2O5 Αϋ 50 Ui%. 50 H m 0. 1 —iLS_ 0. 1 ki; 0. 05( 2 〇 50 50 0. 1 0. 1 0 Π 0 50 50 0. 1 o~ 〇 1 ςί 4 50 50 0. 1 0. 1 0 9 i *5 ψ 〇 50 50 0. 1 0. 1 "oTTi 不b 50 50 0. 1 on~ -* u V 0 1, 氺7 50 50 0. 1 0. 1 VF . 1 η Τ' 8 50 50 ' 0. 1 0. 1 n 1 9 50 50 0. 1 o~ 0」 1U 50 50 0. 1 0. 1 n i7 氺11 50 50 0. 1 0. 1 0. 1 7ΓΤ' *12 50 50 0. 1 0.1 50 50 0. 1 0. 1 7ΓΡ *14 50 50 0. 1 0. 1 If! *lb 50 50 0. 1 0· 1 — lb 50 50 0. 1 ϋ. 1 0.1 1 / 50 50 0:1 0. 1 0.1 f 18 50 50 0. 1 0. 1 u. 1 r *19 50 50 0. 1 0. 1 0.1 c 木2U 50 50 0. 1 「0· 1 〇· 1 f *21 50 50 0. 1 0. 1 u. 1 r ~W~~ 50 0. 1 _ 0. 1 u. l r 記號*係指逾越本發明範圍外的試料
Mg〇 RE2O3 MnC〇3燒成溫度
Υ2〇3 0. Wo;
Yz〇3 07Τ5 Υ2〇3 0. 75 Ϊ2〇3 05 2〇3 〇 . 0. 65
UW TT3F TT3F ΤΤ30~ ΤΤ30" ΤΓ30" 1130- TT3F 0. 0. K〇7T7 Υ2〇3 0775 1130 TT3F TTW ΙΓΡ" 97111621 23 1361178 [表 1-2 ]
記號*係指逾越本發明範圍外的試料 97111621 24 丄 /δ
-----1_ u · I___0 J- έ己號*係指逾越 晶粒 :旨ca濃度未滿U原子;的第1結晶粒子。 係指Ca濃度達0.3原子%以上的第2結晶粒子 C2/(C1+C2)比係相對於第】結晶粒子面積與第2結 子面積的總面積之下,第2結晶粒子的面積比例。 97111621 25 1361178
[表 2-2J
e號*係指逾越本發明範圍外的試^· 紅1係指Ca濃度未滿"原的第 C2係指Ca濃度達〇 3 。、的第1結晶粒子。 C2/(C1+C2)比係相對於笛子/β以上的第2結晶粒子。 子面積的總面積之下·、 1結晶粒子面積與第2結晶粒 ’第2結晶粒子的面積比例。 97111621 26 1361178 [表 3-1 ]
tm No. 结晶粒子的 平均粒徑 晶粒成長率 居禮溫度 介電常數 (25〇〇 絕緣電阻 (63Vdc) 絕緣電阻 25Vdc 介電常數的 溫度特性 高溫負荷試驗 中之姜4特性 高温負荷試驗 中之壽命特性 βΐΆ % °C — Ω Ω X6R** 85°C、9.45V、 1000小時* 85°C、12. 6V、 1000 小時8(8 木1 0.220 220 105 4100 1.0E+10 9. 0E+09 〇 X X 2 0.250 250 85 4000 2.0E+10 3. 0E+10 〇 〇 〇 3 0.350 350 90 3900 2.0E+10 2.5E+10 〇 〇 〇 4 0.370 370 95 3800 1.3E+10 1.3E+10 〇 〇 〇 *5 0.400 400 100 3700 5.1E+08 3.1E+08 X X X 氺6 0.440 440 85 4000 1.1E+10 8.0E+09 〇 X X 本7 0.396 396 85 4000 1.0E+10 9. 0E+09 〇 X X 8 0.360 360 85 4000 1.0E+10 1.0E+10 〇 〇 〇 9 0.310 310 85 4000 1.0E+10 1.1E+10 〇 〇 〇 10 0.280 280 85 4000 1.0E+10 1.1E+10 〇 〇 〇 *11 0.210 210 85 3900 8.0E+09 5. 0E+09 〇 X X *12 0.200 200 85 3800 7. 0E+09 4.0E+09 〇 X X *13 0. 180 180 85 3700 5. 0E+09 3. 0E+09 〇 X X *14 0.440 440 85 4000 1.0E+10 8. 0E+09 〇 X X *15 0.396 396 85 4000 1.0E+10 9.0E+09 〇 X X 16 0.396 396 85 4000 1.0E+10 1.0E+10 〇 〇 〇 17 0.396 396 85 4000 1.0E+10 1.0E+10 〇 〇 〇 18 0.396 396 85 4000 1.0E+10 1.0E+10 〇 〇 〇 *19 0.210 210 85 3900 6. 0E+09 5. 0E+09 〇 X X 木20 0.200 200 85 3800 6. 0E+09 4.0E+09 〇 X X *21 0.180 180 85 3700 5. 0E+09 3. 0E+09 〇 X X *22 0. 300 300 85 4000 2. 0E+08 1.0E+08 〇 X X 記號*係指逾越本發明範圍外的試料。
** 〇:滿足X6R的情況、X :未滿足X6R的情況 ※ 〇:滿足85°C、9.45V、1000小時的情況、X :未滿 足左記條件的情況 ※※〇:滿足85°C、12. 6V、1 000小時的情況、X :未滿 足左記條件的情況 27 97111621 1361178 [表 3-2] tm No. 結晶粒子的 平均粒徑 晶粒成長率 居禮溫度 介電常數 (25°〇 絕緣電阻 (63Vdc) 絕緣電阻 25Vdc 介電常數的 溫度特性 高溫負荷試驗 中之壽今特性 高溫負荷試驗 中之壽♦特性 β\Ά % °C — Ω Ω X6Re 85°C、9.45V、 1000小時a 85°C、12.6V、 1000 小時888 *23 0.300 300 85 4000 2. 0E+09 1.2E+09 〇 X X 24 0.300 300 85 4000 1. 2E+10 2.0E+10 〇 〇 〇 25 0.300 300 85 4000 3_ 5E+10 4_ 0E+10 〇 〇 〇 26 0.300 300 85 4000 3. 0E+10 2.0E+10 〇 〇 X 27 0.300 300 85 4000 3. 3E+10 2. 5E+10 〇 〇 X 28 0.300 300 85 4000 3. 3E+10 2.9E+10 〇 〇 X *29 0.300 300 82 3600 3. 4E+10 3.2E+10 〇 〇 X *30 0.210 210 90 3500 2.1E+10 3.1E+10 〇 〇 〇 31 0.225 225 85 4000 1.1E+10 1.1E+10 〇 〇 〇 32 0.275 275 85 4000 1.1E+10 1.2E+10 〇 〇 〇 33 0.325 325 85 4000 1. 0E+10 1.1E+10 〇 〇 〇 木34 0.340 340 85 4000 2.1E+10 3.1E+10 X 〇 〇 35 0. 225 225 85 4000 1. 0E+10 1.0E+10 〇 〇 〇 36 0.325 325 85 4200 2. 0E+10 3.5E+10 〇 〇 〇 木37 0.315 105 125 3000 9. 0E+07 5· 0E+07 〇 X X 木38 0.120 120 105 3200 2. 0E+08 1.0E+08 〇 X X 39 0.350 350 90 3850 1. 9E+10 2.4E+10 〇 〇 〇 40 0.350 350 90 3850 1. 9E+10 2.4E+10 〇 〇 〇 .41 0.350 350 90 3850 1. 9E+10 2.4E+10 〇 〇 〇 42 0.350 350 90 3850 1. 9E+10 2.4E+10 〇 〇 〇 43 0.215 215 90 3900 2. 0E+10 2.0E+10 〇 〇 〇 44 0.397 397 90 3900 1.9E+10 1. 9E+10 〇 〇 〇
記號*係指逾越本發明範圍外的試料。 **〇:滿足X6R的情況、X :未滿足X6R的情況 ※ 〇:滿足85°C、9. 45V、1000小時的情況、X :未滿 足左記條件的情況 ※※〇:滿足85°C、12. 6V、1 000小時的情況、X :未滿 足左記條件的情況 由表卜3的结果中得知,相對於鈦酸鋇之下,分別依既 定比例含有妈、飢、錢、稀土族元素及猛,同時介電陶瓷 的結晶粒子係由鈣濃度不同的2種結晶粒子構成,且相對 28 97111621 1361178 ;第1結日日粒子與第2結晶粒子的合計面積之下,將第2 結晶粒子的面積比(C2/(C1+C2))設為〇5〜〇8,並將居禮 /皿度设為85〜951:範圍内的試料N〇 2〜4、8〜10、16〜18、
28 31 33、35、36及39〜44,對將施加電壓設為6 3V *與25V時的直流電屋增加,絕緣電阻降低減小,且施加電 應25V的絕緣電阻達1〇丨。Ω以上,介電常數達·以上, 介電常數的溫度特性滿足X6R。該等試料均係燒成前賴 粉末與BCT粉末平均粒徑、與燒成後的結晶粒子平均粒徑 ♦變化率之燒成前後晶粒成長率,均達⑽以上。此外, 相關將該等本發明介電陶究形成介電質層的積層陶莞電 ^器,經依溫度阶、施加電壓9.45V的條件施行高溫 負何試驗’結果均在經1_小時後仍呈零不良狀態。 再者將猛3有里设為Q. 25〜0.35莫耳的試料No· 2〜4、 I 10 费 16〜18、24、25、3卜33、35、36 及 39〜44,均對直 流電壓的增加,無出現絕緣電阻降低情形,且,該等試料 籲=滿足溫度85t、施加電壓12 6ν、刚小時的高溫 負何5式驗。 再者’結晶粒子平均粒徑為〇 25〜〇.35_的試料 〇:ώ 3、9、10、24、25、32、33、36、及39~42,均對 直流電愿的增加’將呈現絕緣電阻增加的傾向,能獲得絕 緣特性優異的介電陶莞。 相對於此,逾越本發明範圍外的試料No. 1、5〜7、11〜15 及=9 2胃3、37及38 ’將施加電壓設為6 3V與25V時,對 直流電壓增加,將出現絕緣電阻降低的傾向,且直流電壓 97111621 29 丄二)ϋ丄丄/δ 25V的絕緣電阻亦較低於1〇〖°Ω。 ΐ,入3有〇.8莫耳的試料Ν0·29,居禮溫度為82 ;丨,吊數則為3600,均低於本發明的介電陶瓷。 粒子平^成則的介電質粉末平均粒徑、與燒成後的結晶 :二經之變化率的燒成前後晶粒成長率為 38,介電i數且A居禮溫度為靴〜⑽的制N〇.37、 w晃⑦數為3000〜3200。 再者,相對於第丨結晶粒 之下,第2砝曰如工μ 卞。弟2、纟〇日日粒子的合計面積 134,介電1^ 比(C2/(C1+C2))為〇.4的試料 ;丨電吊數的溫度特性並盔 C2/(CHC2)為u ^滿足⑽。此外’ 本發明的介電陶究。,1電常數係3500,低於 【圖式簡單說明】 圖1為本發明介電陶瓷 圖2中,r k 允的被構造切剖示意圖。 (a)係構成本發明介 意圖,(b)係U)所示截面 :瓷的結晶粒子切剖示 示意圖。 族元素或鎮的濃度變化 為本發明積層陶竟電容器 【主要元件符號說明】 eJ圖 核部 la lb 2 3 第1結晶粒子 第2結晶粒子 晶界相 殼部 97111621 30 1361178 4 外部電極 5 介電質層 7 内部電極層 10 電容器本體 10A 積層體 SS 最表面
97111621 31

Claims (1)

1361178 十、申請專利範圍: 1.種”電陶瓷,係具有結晶粒子,該結晶粒子係以鈦 酸鋇為主成分,且含有m鐘,以及從n 鈥、餌與铽中選擇之至少1種稀土族元素;其中, 上述結晶粒子係具備有:結晶粒子中的鈣濃度少於〇.3 原子%的第1結晶粒子、與結晶粒子中的鈣濃度為〇 3原 子%以上的第2結晶粒子;並且, 相對於構成上述鈦酸鋇的鈦1〇〇莫耳之下,含有依 二,算計為0.卜。.2莫耳之鈒;依_換算計; 0.55〜0.75莫耳之鎖;依咖3換算計為〇 55 ο】莫耳之 從紀、鏑、鈥、铒及财選擇之至少i種稀土族元素(re); 以及依MnO換算計為〇· 25〜〇· 6莫耳之錳. 陶竟的研磨面所觀看到的上述第1結晶粒 子面積設為Π、將上述第2結晶粒子面積設為㈡時, (C1+C2)係〇·5〜0.8,且居禮溫度係85〜95。〔。 /μ 11 ί t利範圍第1項之介電陶究,其中,上述㈣ 依Mn0換异計含有0. 25〜0· 35莫耳。 社3·如申請專利範圍第1或2項之介電陶究,直中,上述 、.°晶粒子的平均粒徑係0.25〜0.35 0 m。 電係由中請專利範圍第1項之介 電陶是構成的介電質層、與内部電極層之積層體構成。 97111621 32
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4992918B2 (ja) * 2009-01-30 2012-08-08 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
EP2328193B1 (en) 2009-11-30 2015-03-11 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, method for making the same, piezoelectric element, liquid discharge head, and ultrasonic motor
JP5578882B2 (ja) * 2010-02-25 2014-08-27 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP5573261B2 (ja) * 2010-03-18 2014-08-20 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ、その製造方法及び内部応力評価方法
JP5655036B2 (ja) * 2012-06-21 2015-01-14 太陽誘電株式会社 誘電体セラミックス、誘電体セラミックスの製造方法及び積層セラミックコンデンサ
JP5936534B2 (ja) * 2012-12-27 2016-06-22 国立大学法人九州大学 セラミックスラリーおよびその製造方法ならびに固体酸化物形燃料電池
KR101792368B1 (ko) * 2015-12-24 2017-11-20 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물, 유전체 재료 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302467A (ja) * 1993-04-16 1994-10-28 Tdk Corp 誘電体磁器組成物及び誘電体磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサ
JP3091192B2 (ja) * 1998-07-29 2000-09-25 ティーディーケイ株式会社 誘電体磁器組成物および電子部品
JP2001278662A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Kyocera Corp 誘電体磁器およびその製法
JP4502741B2 (ja) * 2004-07-29 2010-07-14 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製法
JP4502740B2 (ja) * 2004-07-29 2010-07-14 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製法
JP4706398B2 (ja) * 2005-08-30 2011-06-22 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI587332B (zh) * 2015-07-01 2017-06-11 Holy Stone Enterprise Co Ltd Method for manufacturing electrode of chip ceramic capacitor

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Publication number Publication date
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