[发明专利]电介质陶瓷组合物和电子部件

说明书

技术领域

本发明涉及例如用作层合陶瓷电容器的电介质层等的电介质陶瓷组合物、和使用该电介质陶瓷组合物作为电介质层的电子部件。

背景技术

作为电子部件的一个例子的层合陶瓷电容器例如如下制备：将含有规定的电介质陶瓷组合物的陶瓷生片、和规定图案的内部电极层交互重叠，然后一体化得到生芯片(green chip)，同时将所得生芯片进行烧结来制备。为了使层合陶瓷电容器的内部电极层通过烧结与陶瓷电介质形成一体，必须选择与陶瓷电介质不发生反应的材料。因此，作为构成内部电极层的材料，以往必须使用铂或钯等价格昂贵的贵金属。

但是，近年来开发了可以使用镍或铜等价格低廉的贱金属的电介质陶瓷组合物，实现了成本的大幅降低。

近年来，伴随电子电路高密度化，对电子部件的小型化的要求提高，层合陶瓷电容器的小型化、大容量化得到迅速发展。与此相伴，层合陶瓷电容器中每一层的电介质层的薄层化也得到进展，即使薄层也可保持作为电容器的可靠性的电介质陶瓷组合物成为人们的需求。特别是在高额定电压中使用的中耐压用电容器的小型化、大容量化中，对电介质陶瓷组合物要求非常高的可靠性。

另外，在使用以显示强介电性的钛酸钡为主成分的电介质陶瓷组合物的层合陶瓷电容器中，施加电场时，伴随有发生机械性变形的所谓电致伸缩现象。由该电致伸缩现象导致的振动而发生的振动音有时也处于使人不愉快的音域，需要采取对策。

以往，本申请人提出了在日本特许3091192等中公开的电介质陶瓷组合物，该电介质陶瓷组合物是可使用贱金属作为构成内部电极的材料、并且静电容量的温度变化满足EIA标准的X7R特性(-55至125℃，ΔC＝±15％以内)的技术。但是，由于该技术重视容量温度特性，所以离子半径小的稀土类元素比离子半径大的稀土类元素较多添加。因此，伴随中耐压用电容器的小型、大容量化的高可靠性不充分。并且，具有介电常数为2000、较大，伴随电致伸缩现象的问题。

另外，还已知满足X7R特性的其它技术例如有日本特许3039417或日本特许3064918中公开的电介质陶瓷组合物。

上述电介质陶瓷组合物是在钛酸钡中添加Sc和Y的至少一种稀土类元素的氧化物、和Gd、Tb和Dy中的至少一种稀土类元素的氧化物。即，日本特许3039417中公开的技术是向钛酸钡中添加分别选自任意分组的两组元素群中的至少2种稀土类元素的氧化物，由此使其满足EIA标准的X7R特性，并且谋求提高绝缘电阻的加速寿命。

但是，日本特许3039417中所公开的技术中，由于稀土类的添加量少等原因，介电常数为3000以上、较大，在高电场中出现电致伸缩现象的可能性大。

日本特许3064918中公开了在钛酸钡中添加多种稀土类元素的电介质陶瓷组合物。但是，日本特许3064918中并未公开根据离子半径的大小将稀土类元素分成两组元素组的发明思想。

因此，与日本特许3039417同样，具有介电常数大、伴随电致伸缩现象的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供具有优异的高温负荷寿命和容量温度特性、同时可抑制电致伸缩现象的电介质陶瓷组合物。本发明的目的还在于提供使用上述电介质陶瓷组合物制备的、可靠性得到提高的层合陶瓷电容器等的电子部件。特别是其目的在于提供额定电压高的中耐压用层合陶瓷电容器等电子部件。

本发明人等为实现上述目的进行了深入的研究，结果发现：具有钛酸钡和特定的副成分、并且以特定比例含有离子半径大的稀土类元素和离子半径小的稀土类元素的电介质陶瓷组合物，其高温负荷寿命提高，容量温度特性提高，以及有效抑制电致伸缩现象，从而完成了本发明。

即，本发明的电介质陶瓷组合物具有：

含有钛酸钡的主成分、

含有MgO的第1副成分、

含有SiO₂系烧结助剂的第2副成分、

含有V₂O₅、Nb₂O₅和WO₃中的至少一种的第3副成分、

含有R^A的氧化物(其中R^A为选自Tb、Gd和Dy中的至少一种)的第4A副成分、

含有R^B的氧化物(其中R^B为选自Ho、Y和Yb中的至少一种)的第4B副成分、

含有MnO或Cr₂O₃的第5副成分，

其中，各副成分相对于100mol上述主成分的比例为：