[发明专利]介电陶瓷和层叠陶瓷电容器

说明书

技术领域

本发明涉及介电陶瓷和层叠陶瓷电容器，特别是涉及适用于薄层大容量型的层叠陶瓷电容器的介电陶瓷以及使用该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器。

背景技术

作为满足层叠陶瓷电容器的小型化和大容量化要求的有效手段之一，可以使层叠陶瓷电容器所具备的介电陶瓷层薄层化。但是，伴随着介电陶瓷层的薄层化，每层介电陶瓷层的电场强度变得更高。因此，要求所使用的介电陶瓷具有更高的可靠性，特别是在负载试验中具有更高的寿命特性。

另一方面，作为构成层叠陶瓷电容器的介电陶瓷层的介电陶瓷，常用BaTiO₃系介电陶瓷。另外，在BaTiO₃系介电陶瓷中，为了使可靠性和各种电特性良好，添加稀土类元素或Mn等元素作为副成分。

例如，在日本特开平10-330160号公报(专利文献1)中，为了提高绝缘破坏电压，公开了如下介电陶瓷：其是以ABO₃(A必须含有Ba，有时还含有Ca和Sr中的至少一种。B必须含有Ti，有时还含有Zr、Sc、Y、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Tb、Tm和Lu中的至少一种。)为主成分的核壳(core-shell)结构的介电陶瓷，其中，Mn、V、Cr、Co、Ni、Fr、Nb、Mo、Ta和W中的至少一种几乎均匀地分布于粒子整体。另外，在专利文献1中还公开了如下实施例：以Mg为壳成分，该Mg不分布于核部而仅分布于壳部。

但是，即使使用了上述专利文献1中记载的介电陶瓷，当使介电陶瓷层进一步薄层化时，可靠性、特别是负载试验中的寿命特性也存在不足，希望进一步改善。

专利文献1：特开平10-330160号公报

发明内容

为此，本发明的目的在于提供即使介电陶瓷层进一步薄层化也能实现高可靠性的介电陶瓷以及使用该介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器。

本发明首先涉及一种介电陶瓷，其主成分是Ba(Ti，Mn)O₃系或(Ba，Ca)(Ti，Mn)O₃系，作为副成分，含有R(R是选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu以及Y中的至少一种)和M(M是选自Fe、Co、V、W、Cr、Mo、Cu、Al以及Mg中的至少一种)及Si，其特征在于，为了解决上述技术课题，在各主成分粒子的截面中，存在有选自R和M中的至少一种的区域的面积比例，按平均值计为10％以下。

在本发明的介电陶瓷中，Mn的含有比例优选在整个(Ti，Mn)位点中为0.01～1摩尔％。

另外，Ca的含有比例优选在整个(Ba，Ca)位点中为15摩尔％以下。

本发明还涉及一种层叠陶瓷电容器，其具备电容器主体和多个外部电极，所述电容器主体由层叠的多层介电陶瓷层、以及沿介电陶瓷层间的特定界面形成的多个内部电极构成；所述多个外部电极形成于电容器主体的外表面上的互不相同的位置上，并且与内部电极的特定电极电连接。

本发明的层叠陶瓷电容器的特征在于，介电陶瓷层由上述本发明的介电陶瓷形成。

根据本发明的介电陶瓷，通过使Mn均匀地固溶于主成分粒子内，能提高主成分粒子内的绝缘性。此时，由于作为副成分的R成分和/或M成分的固溶区域为10％以下，因而能抑制烧结时的局部的颗粒成长。因此，若使用本发明的介电陶瓷来构成层叠陶瓷电容器，则能使烧结后的介电陶瓷层变平滑。这有助于层叠陶瓷电容器的薄层化，即使是薄层化后的层叠陶瓷电容器，也能维持高的可靠性、特别是负载试验中的良好寿命特性。

若单纯地在主成分粒子内均匀地固溶Mn，是不会引起局部的颗粒成长的。关于上述局部的颗粒成长，认为是在Mn均匀地固溶于主成分粒子内的情况下，进一步在主成分粒子内按一定以上的比例共存R和/或M时容易产生局部的颗粒成长。关于这点，据推测通过如上所述那样使R成分和/或M成分的固溶区域为10％以下，能抑制局部的颗粒成长。

在本发明的介电陶瓷中，当主成分为(Ba，Ca)(Ti，Mn)O₃系时，也就是说若事先使Ca在Ba位中固溶，则可抑制上述局部颗粒成长的作用更高，可靠性进一步得到提高。

在本发明的介电陶瓷中，若Mn的含有比例在整个(Ti，Mn)位点中为0.01～1摩尔％，则能进一步提高寿命特性。

另外，在本发明的介电陶瓷中，若Ca的含有比例在整个(Ba，Ca)位点中为15摩尔％以下，则能进一步提高寿命特性。

附图说明

图1为图示使用本发明的介电陶瓷构成的层叠陶瓷电容器1的截面图。