[发明专利]多层陶瓷电容器

说明书

【问题】所解决的问题在于提供一种介电组成，其被有利地使用在具有高额定电压的电源电路中并且具有当施加DC偏压时的极好的介电常数和极好的高温负荷正常运行时间，并且还在于提供包括所述介电组成的介电元件、电子部件和层压电子部件。【方案】一种介电组成，其具有包含至少Bi、Na、Sr和Ti的钙钛矿晶体结构。所述介电组成包括低Bi相，在所述低Bi相中，Bi浓度是介电组成整体中的平均Bi浓度的不大于0.8倍。

技术领域

本发明涉及介电组成，所述介电组成包括钙钛矿晶体结构并且对于具有高额定电压的高电压应用和中等电压应用是有利的，并且还涉及包括所述介电组成的介电元件、电子部件和层压电子部件。

背景技术

近年来，随着电子电路达到更高的密度，对介电元件的小型化和增加的可靠性的需求越来越大。电子部件诸如层压陶瓷电容器的小型化、连同增加的容量和更高的可靠性正在快速进步，同时其应用也正在扩展。随着这些应用扩展，需要各种特性。以钛酸钡（BaTiO₃）作为主要组分的材料常规上经常用作介电组成。

例如，诸如机动车辆DC-DC转换器或AC-DC逆变器的平滑电容器或缓冲电容器经常用在其中施加数百伏特的高DC偏压的位置中。

因此，对于具有包括以BaTiO₃作为主要组分的介电组成的介电层的常规电子部件存在问题，因为当施加高DC偏压时存在介电常数的减小。该问题是由于如下事实：BaTiO₃是铁电材料，因此DC偏压越高，介电常数趋于降低。例如，因此当具有包括以BaTiO₃作为主要组分的介电组成的介电层的电子部件被用于涉及高DC偏压施加的应用时，必要的是想出一种用于使用这样的电子部件的方法。根据已知方法的一个示例，预测介电常数减小的量并且使多个电子部件并联连接以供使用，以便维持需要的电容或介电常数。

此外，在以BaTiO₃作为主要组分的常规介电组成中，在诸如数伏特或更少的低DC偏压下使用期间施加到介电层上的场强度是小的，因此介电层的厚度能够被设置成不发生击穿的充分薄的水平。这意味着基本上不存在诸如作为介电层的击穿的结果而发生的短路缺陷之类的问题。然而，在诸如数百伏特或更高的高DC偏压下使用期间，由介电组成其本身引起的绝缘电阻的减小和短路缺陷等成为问题。形成介电层的介电组成因此需要极其可靠。

在现有技术中，已经通过添加顺电性物诸如锆酸钡而开发了具有改进的可靠性的介电组成。然而，近些年，甚至更大的可靠性成为期望的。

专利文献1描述了一种层压陶瓷电容器，在其中通过设置具有核-壳结构的介电陶瓷颗粒中的核与壳的表面积比例的特定范围来改进温度特性、介电常数和高温负荷正常运行时间。

然而，关于专利文献1中描述的层压陶瓷电容器的高温负荷正常运行时间的改进是不充分的，并且需要进一步的改进。

此外，以下提到的专利文献2描述了一种介电瓷制品，其包括钙钛矿钛酸钡晶粒（BTZ型晶粒），在其中BaTiO₃（其是铁电材料）的B位点的部分用Zr来替代，并且同样地包括钙钛矿钛酸铋钠晶粒（BNST型晶粒）。在所述介电瓷制品中，Mg、Mn以及至少一种稀土元素存在于BTZ型晶粒与BNST型晶粒之间的晶界相中。此外，介电瓷制品具有核-壳结构，在所述核-壳结构中BTZ型晶粒和BNST型晶粒二者的平均颗粒尺寸是0.3-1.0 µm。

然而，关于专利文献2中描述的介电瓷制品和层压陶瓷电容器，存在介电常数关于DC偏压的大的减小，并且对于使用在高电压下（例如，使用在诸如机动车辆DC-DC转换器或AC-DC逆变器的平滑电容器或缓冲电容器中）而言，介电常数不能够被视为足够的。因此需要当施加DC偏压时的介电常数的进一步改进。

现有技术文献

专利文献

【专利文献 1】JP 2000-223351 A