Title:
Keramischer Mehrschichtenkondensator und Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators
Kind Code:
B4


Abstract:

Keramischer Mehrschichtenkondensator, umfassend:
einen mehrschichtigen Körper (5), einschließlich einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten (2) und einer Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten (2) ausgebildeten Innenelektroden (3, 4); und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers (5) ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden (3, 4) verbundenen Außenelektroden (6, 7), wobei
eine Zusammensetzung des mehrschichtigen Körpers (5) als Hauptbestandteil eine Verbindung vom Perowskit-Typ umfasst, die Ba und Ti enthält, wobei ein Teil von Ba mit mindestens einem von Ca und Sr und ein Teil von Ti mit Zr ersetzt sein kann, und weiterhin La, Mg und Mn umfasst,
wobei bezogen auf einen Gesamtgehalt an Ti und Zr von 100 Molteilen die enthaltenen Anteile der Elemente La, Mg und Mn folgende sind:
La: 4-6 Molteile;
Mg: 3-5 Molteile; und
Mn: 1,5-3 Molteile. embedded image




Inventors:
OKAMOTO, Takafumi (Kyoto, Nagaokokyo-shi, JP)
INOUE, Noriyuki (Kyoto, Nagaokakyo-shi, JP)
Application Number:
DE112012000451T
Publication Date:
08/23/2018
Filing Date:
01/06/2012
Assignee:
Murata Manufacturing Co., Ltd. (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
International Classes:



Foreign References:
JP2007234677A2007-09-13
Attorney, Agent or Firm:
Lorenz Seidler Gossel Rechtsanwälte Patentanwälte Partnerschaft mbB, 80538, München, DE
Claims:
Keramischer Mehrschichtenkondensator, umfassend:
einen mehrschichtigen Körper (5), einschließlich einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten (2) und einer Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten (2) ausgebildeten Innenelektroden (3, 4); und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers (5) ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden (3, 4) verbundenen Außenelektroden (6, 7), wobei
eine Zusammensetzung des mehrschichtigen Körpers (5) als Hauptbestandteil eine Verbindung vom Perowskit-Typ umfasst, die Ba und Ti enthält, wobei ein Teil von Ba mit mindestens einem von Ca und Sr und ein Teil von Ti mit Zr ersetzt sein kann, und weiterhin La, Mg und Mn umfasst,
wobei bezogen auf einen Gesamtgehalt an Ti und Zr von 100 Molteilen die enthaltenen Anteile der Elemente La, Mg und Mn folgende sind:
La: 4-6 Molteile;
Mg: 3-5 Molteile; und
Mn: 1,5-3 Molteile.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach Anspruch 1, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Ce, Pr, und Nd kleiner oder gleich 20 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho und Er kleiner oder gleich 10 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Tm, Yb, und Lu kleiner oder gleich 5 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Keramischer Mehrschichtenkondensator, umfassend : einen mehrschichtigen Körper (5), einschließlich einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten (2) und einer Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten (2) ausgebildeten Innenelektroden (3, 4); und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers (5) ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden (3, 4) verbundenen Außenelektroden (6, 7), wobei
eine Zusammensetzung der dielektrischen Schichten (2), als einen Hauptbestandteil, eine Verbindung vom Perowskit-Typ umfasst, die Ba und Ti enthält, wobei ein Teil von Ba mit mindestens einem von Ca und Sr und ein Teil von Ti mit Zr ersetzt sein kann, und weiterhin La, Mg und Mn umfasst,
wobei bezogen auf einen Gesamtgehalt an Ti und Zr von 100 Molteilen die enthaltenen Anteile der Elemente La, Mg und Mn folgende sind:
La: 4-6 Molteile;
Mg: 3-5 Molteile; und
Mn: 1,5-3 Molteile.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach Anspruch 5, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Ce, Pr, und Nd kleiner oder gleich 20 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho und Er kleiner oder gleich 10 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen,
ist.

Keramischer Mehrschichtenkondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Tm, Yb und Lu kleiner oder gleich 5 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators, umfassend die folgenden Schritte:
Herstellen von Hauptbestandteil-Pulver enthaltend als Hauptbestandteil eine Verbindung vom Perowskit-Typ, die Ba und Ti enthält, wobei ein Teil von Ba mit mindestens einem von Ca und Sr und ein Teil von Ti mit Zr ersetzt werden kann,
Herstellen einer La-Verbindung, einer Mg-Verbindung, und einer Mn-Verbindung;
Erhalten von Keramikaufschlämmung nach Mischen des Hauptbestandteil-Pulvers, der La-Verbindung, der Mg-Verbindung, und der Mn-Verbindung;
Erhalten einer Keramikgrünlage aus der Keramikaufschlämmung;
Erhalten eines ungebrannten mehrschichtigen Körpers durch Laminieren der Keramikgrünlage und von Innenelektrodenschichten;
Erhalten des mehrschichtigen Körpers mit zwischen der dielektrischen Schicht ausgebildeten Innenelektroden durch Brennen des ungebrannten mehrschichtigen Körpers, wobei
bezogen auf einen Gesamtgehalt an Ti und Zr von 100 Molteilen die enthaltenen Anteile der Elemente La, Mg und Mn folgende sind:
La: 4-6 Molteile;
Mg: 3-5 Molteile; und
Mn: 1,5-3 Molteile.

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators nach Anspruch 9, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Ce, Pr, und Nd kleiner oder gleich 20 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho und Er kleiner oder gleich 10 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei bezogen auf einen Gehalt an La von 100 Molteilen ein Gesamtgehalt an Tm, Yb und Lu kleiner oder gleich 5 Molteile, 0 Molteile eingeschlossen, ist.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen keramischen Mehrschichtenkondensator. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators.

STAND DER TECHNIK

Ein keramischer Mehrschichtenkondensator als ein typisches keramisches elektronisches Bauteil umfasst im Allgemeinen folgendes: einen mehrschichtigen Körper mit einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten und einer Vielzahl von entlang von Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten ausgebildeten Innenelektroden; und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden verbundenen Außenelektroden.

Mit dem Fortschritt in der Elektroniktechnologie in den letzten Jahren sind in einem keramischen Mehrschichtenkondensator Miniaturisierung und Kapazitätsvergrößerung erforderlich. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde das Verdünnen einer dielektrischen Schicht in einem keramischen Mehrschichtenkondensator gefördert. Allerdings führt das Verdünnen einer dielektrischen Schicht dazu, dass eine an jede Schicht angelegte Feldintensität relativ hoch ist. Darum ist eine Verbesserung in der Zuverlässigkeit während der Spannungsanwendung und insbesondere in den von einem Hochtemperaturbelastungstest gezeigten Lebensdauereigenschaften mit Bezug auf in einer dielektrischen Schicht eingesetzte dielektrische Keramik erforderlich.

Ein Beispiel für eine dielektrische Keramik, die eine dielektrische Schicht aufbaut, ist aus der JP H04 - 169 003 A bekannt, die eine dielektrische Keramik offenbart. Die dielektrische Keramik enthält 100 Anteile an Hauptbestandteilen, darunter 95,0-98,0 Mol-% BaTiO3, mit einem Gehalt an nicht umgesetztem BaO von weniger oder gleich 0,7 Gew.-% und einem Ba/Ti-Molverhältnis von 1,005-1,025, und 2,0-5,0 Mol- % eines Seltenerdoxids von mindestens einem Typ, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus La, Nd, Sm, Dy und Er. Die dielektrische Keramik enthält Nebenbestandteile, darunter 0,3-1,5 Gewichtsteile MnO und 0,5-2,5 Gewichtsteile Oxidglas mit BaO-SrO-Li2O-SiO2 als einen Hauptbestandteil, bezogen auf die Hauptbestandteile.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM

Die JP H04 - 169 003 A beschreibt jedoch nicht den Fall, dass die dielektrischen Schichten so ausgebildet sind, dass sie dünner geformt sind. Wenn darum die darin offenbarte dielektrische Keramik als eine dielektrische Schicht für einen neuen keramischen Mehrschichtenkondensator eingesetzt wird, der den Fortschritt der Verdünnung aufweist, ist hohe Zuverlässigkeit während der Spannungsanwendung nicht gewährleistet.

Ferner beschreibt die JP 2007-234677 A eine dielektrische Keramik mit Bariumtitanat enthaltend Zr als Hauptkomponente, wobei neben Mg und Mn auch La mit einem Molanteil von 2 enthalten sein kann.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben beschriebene Problems bewerkstelligt, und ihre Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators mit günstigen dielektrischen Eigenschaften auch bei Verdünnung einer dielektrischen Schicht und Anwendung einer Spannung mit einer hohen Feldintensität, und der überragende Lebensdauereigenschaften während eines Hochtemperatur-Belastungstests zeigt.

LÖSUNG DES PROBLEMS

Ein keramischer Mehrschichtenkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung (keramischer Mehrschichtenkondensator nach Anspruch 1) umfasst folgendes: einen mehrschichtigen Körper einschließlich einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten und einer Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten ausgebildeten Innenelektroden; und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden verbundenen Außenelektroden. Eine Zusammensetzung des mehrschichtigen Körpers umfasst, als einen Hauptbestandteil, eine Verbindung vom Perovskit-Typ, die Ba und Ti enthält (ein Teil von Ba kann mit mindestens einem von Ca und Sr ersetzt sein, und ein Teil von Ti kann mit Zr ersetzt sein) und umfasst weiterhin La, Mg, und Mn. Wenn der mehrschichtig Körper durch ein Lösungsmittel gelöst wird, und in einem Fall, wobei ein Gesamtgehalt an Ti und Zr 100 Molteile beträgt, sind die enthaltenen Elementanteile folgende: La: 4-6 Molteile; Mg: 3-5 Molteile; und Mn: 1,5-3 Molteile.

Weiterhin umfasst ein keramischer Mehrschichtenkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung (keramischer Mehrschichtenkondensator nach Anspruch 5) folgendes: einen mehrschichtigen Körper einschließlich einer Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten und einer Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen den dielektrischen Schichten ausgebildeten Innenelektroden; und einer Vielzahl von auf einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers ausgebildeten und elektrisch mit den Innenelektroden verbundenen Außenelektroden. Eine Zusammensetzung von dielektrischen Schichten umfasst, als einen Hauptbestandteil, eine Verbindung vom Perovskit-Typ, die Ba und Ti enthält (ein Teil von Ba kann mit mindestens einem von Ca und Sr ersetzt sein, und ein Teil von Ti kann mit Zr ersetzt sein), und umfasst weiterhin La, Mg, und Mn. In einem Fall, wobei ein Gesamtgehalt an Ti und Zr 100 Molteile beträgt, sind die enthaltenen Anteile von Elementen folgende: La: 4-6 Molteile; Mg: 3-5 Molteile; und Mn: 1,5-3 Molteile.

Weiterhin umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen keramischen Mehrschichtenkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung (Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators nach Anspruch 9) die folgenden Schritte: Herstellen von Hauptbestandteil-Pulver, das, als einen Hauptbestandteil, eine Verbindung vom Perovskit-Typ einschließt, die Ba und Ti enthält (ein Teil von Ba kann mit mindestens einem von Ca und Sr ersetzt sein, und ein Teil von Ti kann mit Zr ersetzt sein); Herstellen einer La-Verbindung, einer Mg-Verbindung, und einer Mn-Verbindung; Erhalten einer Keramikaufschlämmung nach Mischen des Hauptbestandteil-Pulvers, der La-Verbindung, der Mg-Verbindung, und der Mn-Verbindung; Erhalten einer Keramikgrünlage aus der Keramikaufschlämmung; Erhalten eines ungebrannten mehrschichtigen Körpers durch Laminieren der Keramikgrünlage und von Innenelektrodenschichten; und Erhalten des mehrschichtigen Körpers mit zwischen dielektrischen Schichten ausgebildeten Innenelektroden durch Brennen des ungebrannten mehrschichtigen Körpers. In einem Fall, wobei ein Gesamtgehalt an Ti und Zr 100 Molteile beträgt, sind die enthaltenen Anteile von Elementen folgende: La: 4-6 Molteile; Mg: 3-5 Molteile; und Mn: 1,5-3 Molteile.

Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Ce, Pr, und Nd vorzugsweise kleiner oder gleich 20 Molteile (0 Molteile eingeschlossen).

Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, und Er vorzugsweise kleiner oder gleich 10 Molteile (0 Molteile engeschlossen).

Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Tm, Yb, und Lu vorzugsweise kleiner oder gleich 5 Molteile (0 Molteile eingeschlossen).

VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG

Gemäß der dielektrischen Keramik der vorliegenden Erfindung kann die vorstehend beschriebene Zusammensetzung einen keramischen Mehrschichtenkondensator mit günstigen dielektrischen Eigenschaften auch bei Verdünnung einer dielektrischen Schicht und Anwendung einer Spannung mit einer hohen Feldintensität bereitstellen und zeigt während eines Hochtemperatur-Belastungstests überragende Lebensdauereigenschaften.

Figurenliste

  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines keramischen Mehrschichtenkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Hierin wird im Folgenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

1 ist eine Querschnittsansicht eines keramischen Mehrschichtenkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung.

Ein keramischer Mehrschichtenkondensator 1 umfasst einen mehrschichtigen Körper 5. Der mehrschichtige Körper 5 weist eine Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten 2 und eine Vielzahl von entlang Grenzflächen zwischen der Vielzahl von laminierten dielektrischen Schichten 2 ausgebildeten Innenelektroden 3 und 4 auf. Die Innenelektroden 3 und 4 können aus einem Material sein, das zum Beispiel Ni als einen Hauptbestandteil enthält.

An verschiedenen Stellen einer Außenfläche des mehrschichtigen Körpers 5 sind Außenelektroden 6 und 7 ausgebildet. Die Außenelektroden 6 und 7 können aus einem Material sein, das zum Beispiel Ag und Cu als Hauptbestandteile enthält. In dem in 1 gezeigten keramischen Mehrschichtenkondensator sind die Außenelektroden 6 und 7 auf gegenüberliegenden Endflächen des mehrschichtigen Körpers 5 ausgebildet. Die Innenelektroden 3 bzw. 4 sind mit den Außenelektroden 6 bzw. 7 elektrisch verbunden. Die Innenelektroden 3 und 4 sind in dem mehrschichtigen Körper 5 abwechselnd mit den dielektrischen Schichten 2 laminiert.

Der keramische Mehrschichtenkondensator 1 kann ein zweiterminaler Typ mit zwei Außenelektroden 6 und 7 oder ein mehrterminaler Typ mit einer Vielzahl von Außenelektroden sein.

Die dielektrische Schicht 2 ist aus einer dielektrischen Keramik aufgebaut, einschließlich, als einen Hauptbestandteil, einer Verbindung vom Perovskit-Typ, die Ba und Ti enthält (ein Teil von Ba kann mit mindestens einem von Ca und Sr ersetzt sein, und ein Teil von Ti kann mit Zr ersetzt sein), und die La mit 2-6 Molteilen, Mg mit 3-5 Molteilen, und Mn mit 1,5-3 Molteilen in einem Fall enthält, wobei ein Gesamtgehalt an Ti und Zr 100 Molteile beträgt. Wie vorstehend beschrieben kann, wenn La, Mg, und Mn zusammen im Bereich von vorbestimmten Mengen bezüglich des Hauptbestandteils enthalten sind, ein keramischer Mehrschichtenkondensator erhalten werden, der überragende Lebensdauereigenschaften während eines Hochtemperatur-Belastungstests aufweist.

In einem Fall, wobei ein Gesamtgehalt an Ti und Zr 100 Molteile beträgt, ist La vorzugsweise im Bereich von 4-6 Molteilen vorhanden. In diesem Fall kann ein keramischer Mehrschichtenkondensator erhalten werden, der überragende Lebensdauereigenschaften während eines Hochtemperatur-Belastungstests aufweist.

Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Ce, Pr, und Nd vorzugsweise kleiner oder gleich 20 Molteile (0 Molteile eingeschlossen). Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, und Er vorzugsweise kleiner oder gleich 10 Molteile (0 Molteile eingeschlossen). Weiterhin ist in einem Fall, wobei ein Gehalt an La 100 Molteile beträgt, ein Gesamtgehalt an Tm, Yb, und Lu vorzugsweise kleiner oder gleich 5 Molteile (0 Molteile eingeschlossen). Auch in diesen Fällen kann ein keramischer Mehrschichtenkondensator erhalten werden, der überragende Lebensdauereigenschaften während eines Hochtemperatur-Belastungstest aufweist.

Ein Molverhältnis der Summe von Ba, Ca, und Sr bezüglich der Summe von Ti und Zr wird entsprechend eingestellt und vorzugsweise im Bereich von 0,98-1,05 gewählt.

Rohmaterialpulver einer dielektrischen Keramik wird zum Beispiel durch Festphasensynthese hergestellt. Insbesondere werden zunächst Verbindungspulver von Oxid-, Carbonat-, Chlorid-, organischer Metallverbindung und dergleichen, die Elementbestandteile der Hauptbestandteile enthalten, in einem vorbestimmten Verhältnis gemischt und kalziniert. Verfahren, die anders sind als die Festphasensynthese können angewandt werden. Zum Beispiel können ein Kopräzipitationsverfahren, ein Hydrothermalverfahren, ein Oxalsäureverfahren, und dergleichen angewandt werden.

Der keramische Mehrschichtenkondensator wird zum Beispiel in einer nachstehend beschriebenen Weise hergestellt. Das Rohmaterialpulver einer wie vorstehend beschrieben erhaltenen dielektrischen Keramik wird zur Herstellung der Keramikaufschlämmung verwendet. Sodann wird eine Keramikgrünlage durch ein Folienbildungsverfahren und dergleichen gebildet. Anschließend wird Leiterpaste, die eine Innenelektrode aufbaut, durch Drucken und dergleichen auf eine unter einer Vielzahl von Keramikgrünlagen vorbestimmte Keramikgrünlage aufgebracht. Dann wird die Vielzahl von Keramikgrünlagen laminiert und anschließend mit Druck verklebt, um einen mehrschichtigen Rohkörper zu erhalten. Anschließend wird der mehrschichtige Rohkörper gebrannt. In diesem Schritt des Brennens wird das Rohmaterialpulver einer dielektrischen Keramik gebrannt, um eine von einer dielektrischen Keramik aufgebaute dielektrische Schicht zu erhalten. Anschließend werden auf Endflächen des mehrschichtigen Körpers Außenelektroden durch Brennen und dergleichen ausgebildet.

Als nächstes werden Versuchsbeispiele beschrieben, die auf der vorliegenden Erfindung beruhen.

[Versuchsbeispiel 1]

In Versuchsbeispiel 1 wurde ein keramischer Mehrschichtenkondensator durch Verwenden einer dielektrischen Keramik, die Bariumtitanat als einen Hauptbestandteil enthielt, und mit, bezogen auf den Hauptbestandteil, geänderten Gehalten an La, Mg, und Mn hergestellt, und ein Hochtemperatur-Lebensdauer-Belastungstest wurde durchgeführt.

Herstellung von Rohmaterialpulver für dielektrische Keramik

Als Ausgangsmaterial für einen Hauptbestandteil wurden Pulver von BaCO3 und TiO2 hergestellt. Sodann wurden die Pulver gewogen, so dass das Molverhältnis von Ba bezüglich Ti 1,01 wird, und für einen vorgebestimmten Zeitraum durch eine Kugelmühle mit Wasser als einem Mittel gemischt. Anschließend wurde das Gemisch bei 1000°C kalziniert und dann pulverisiert, um Keramikpulver des Hauptbestandteils zu erhalten.

Als Nächstes wurden als Ausgangsmaterial für Nebenbestandteile Pulver von La2O3, MgCO3, MnCO3, und SiO2 erhalten. Dann wurden diese Pulver gewogen, so dass „a“ Molteile eines La-Gehalts, „b“ Molteile eines Mg-Gehalts, „c“ Molteile eines Mn-Gehalts, und 1,5 Molteile eines Si-Gehalts, bezogen auf 100 Molteile Ti, erhalten wurden. Sodann wurden die Pulver mit dem Keramikpulver des Hauptbestandteils gemischt und in einer Kugelmühle mit Wasser gemixt. Anschließend wurden Eindampfen und Trocknen angewandt, um Rohmaterialpulver einer dielektrischen Keramik mit, bezogen auf den Hauptbestandteil, geänderten Gehalten an La, Mg und Mn zu erhalten. Tabelle 1 zeigt die Werte a, b, und c der Proben jeweils unter den Versuchsbedingungen.

Die ICP-Emissionsspektroskopieanalyse wurde mit Bezug auf das erhaltene Rohmaterialpulver durchgeführt. Das Ergebnis bestätigte, dass die Gemischzusammensetzung im Wesentlichen die gleiche war wie die in Tabelle 1 gezeigte Gemischzusammensetzung.

Herstellung des keramischen Mehrschichtenkondensators

Als Erstes wurde eine Keramikgrünlage, die eine dielektrische Schicht aufbaut, gebildet. Insbesondere wurden dem Rohmaterialpulver Polyvinylbutyral-basiertes Bindemittel und Ethanol zugesetzt, und Nassmischen wurde durch eine Kugelmühle durchgeführt. Sodann wurde die Aufschlämmung durch ein Rakelverfahren geformt, um eine blattartige Form aufzuweisen, um eine Keramikgrünlage zu erhalten.

Als Nächstes wurde ein mehrschichtiger Rohkörper geformt. Insbesondere wurde auf eine bestimmte Keramikgrünlage eine Leiterpaste, die Ni als einen Hauptbestandteil enthielt, unter Bildung eines Leiterpastenfilms, der eine Innenelektrode aufbaute, durch Siebdruck aufgedruckt. Eine Vielzahl von Keramikgrünlagen mit den darauf ausgebildeten Leiterpastenfilmen wurde laminiert, so dass abwechselnd ausgezogene Seiten von Leiterpastenfilmen bereitgestellt und dann durch Druck verklebt wurden, so dass ein mehrschichtiger Rohkörper erhalten wurde.

Als Nächstes wurde der mehrschichtige Rohkörper gebrannt. Insbesondere wurde der mehrschichtig Rohkörper zuerst unter einer Reduktionsatmosphäre auf eine Temperatur von 300 °C erhitzt, um ein Bindemittel zu verbrennen. Anschließend wurde das Brennen unter einer Reduktionsatmosphäre von H2-N2-H2O-Gas mit einem Sauerstoff-Partialdruck von 10-10 MPa 3 Stunden bei einer Temperatur von 1250 °C durchgeführt.

Der gebrannte mehrschichtige Körper wurde durch ein Lösungsmittel gelöst, und die ICP-Emissionsspektroskopieanalyse wurde durchgeführt. Das Ergebnis bestätigte, dass die Gemischzusammensetzung im Wesentlichen die gleiche war wie die in Tabelle 1 gezeigte Gemischzusammensetzung, mit Ausnahme von Ni als ein Innenelektrodenbestandteil.

Als Nächstes wurden die Außenelektroden geformt. Insbesondere wurde Cu-Paste, enthaltend B2O3-Li2O-SiO2-BaO-basierte Glasurmasse, auf beide Endflächen des mehrschichtigen Körpers aufgebracht. Anschließend wurde Erhitzen bei einer Temperatur von 800 °C in einer Stickstoff-Atmosphäre durchgeführt, um die Cu-Paste zu brennen.

Die Außendimensionen des wie vorstehend beschrieben hergestellten keramischen Mehrschichtenkondensators wiesen eine Länge von 1,6 mm, eine Breite von 3.2 mm, und eine Dicke von 0,7 mm auf. Die Anzahl wirksamer dielektrischer Schichten betrug 100. Ein Außenbereich der Innenelektroden für jede dielektrische Schicht betrug 2,5 mm2. Eine Dicke der zwischen Innenelektroden vorgesehenen dielektrischen Schichten betrug 3,0 µm, und eine Dicke von Innenelektroden betrug 0,8 µm.

Hochtemperatur- Belastungslebensdauerexperiment

Für den erhaltenen keramischen Mehrschichtenkondensator wurde das Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment durchgeführt.

Als Erstes wurde eine Spannung von 90 V bei einer Temperatur von 150 °C an keramische Mehrschichtenkondensatoren gemäß den Proben angelegt und dann die Änderungen im Isolationswiderstand mit der Zeit gemessen. Sodann wurde das Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment mit 100 Proben durchgeführt. Die Proben, die einen Isolationswiderstandswert von weniger als oder gleich 10 kQ zeigten, wurden als Fehlschlag bestimmt, und eine mittlere Betriebsdauer bis zum Ausfall (MTTF) von 50 % wurde nach der Weibull-Analyse einer Betriebsdauer bis zum Ausfall berechnet. Hierin wurde eine MTTF von größer oder gleich 500 Stunden als eine günstige Bedingung angenommen.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse für MTTF in dem Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment für jede Probe jeweils unter der experimentellen Bedingung. In Tabelle 1 sind die mit * neben der Probennummer bezeichneten Proben Testproben außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. (Tabelle 1)

Probe NummerLa (a)Mg (b)Mn (c)Hochtemperatur-Belastungstest MTTF (Zeit)*11,03,02,0130*22,03,02,095034,03,52,0135046,03,53,01900*58,03,53,0250*65,02,01,53075,03,01,5175085,04,01,5132095,05,01,51220*105,06,01,5480*113,03,00,5450*123,03,01,5880*133,03,02,5980*143,03,03,5390

Probe Nr. 1 wies einen La-Gehalt von 1,0 Molteilen, bezogen auf 100 Molteile Ti, auf, und das Ergebnis zeigte, dass die MTTF gering war. Weiterhin wies Probe Nr. 5 einen La-Gehalt von 8,0 Molteilen auf, und das Ergebnis zeigt, dass die MTTF gering war.

Probe Nr. 6 wies einen Mg-Gehalt von 2,0 Molteilen auf, und das Ergebnis zeigt, dass die MTTF gering war. Weiterhin wies Probe Nr. 10 einen Mg-Gehalt von 6,0 Molteilen auf, und das Ergebnis zeigt, dass die MTTF gering war.

Probe Nr. 11 wies einen Mn-Gehalt von 0,5 Molteilen auf, und das Ergebnis zeigt, dass die MTTF gering war. Weiterhin wies Probe Nr. 14 einen Mn-Gehalt von 3,5 Molteilen auf, und das Ergebnis zeigt, dass die MTTF gering war.

Andererseits wiesen die Proben Nr. 2-4, 7-9, 12, und 13 einen La-Gehalt im Bereich von 2-6 Molteilen, einen Mg-Gehalt im Bereich von 3-5 Molteilen, und einen Mn-Gehalt im Bereich von 1,5-3 Molteilen auf und zeigten günstige Lebensdauereigenschaften, wobei die MTTF größer oder gleich 880 Stunden war. Insbesondere wiesen die Proben Nr. 3 und 4 einen La-Gehalt von 4-6 Molteilen auf, und zeigten günstige Lebensdauereigenschaften, wobei die MTTF größer oder gleich 1350 Stunden war.

[Versuchsbeispiel 2]

In Versuchsbeispiel 2, wurde ein keramischer Mehrschichtenkondensator durch die Verwendung einer dielektrischen Keramik mit einem geänderten La-Gehalt und einem geänderten Molverhältnis an Re (Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) -Element, bezogen auf La, hergestellt.

Herstellung von Rohmaterialpulver für dielektrische Keramik

Als Erstes wurde Keramikpulver eines Hauptbestandteils in einer Weise entsprechend derjenigen von Versuchsbeispiel 1 erhalten. Als Nächstes wurden, zusätzlich zu den in Versuchsbeispiel 1 gezeigten Pulvern, als Ausgangsmaterial für Nebenbestandteile Pulver von Ce2O3, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, Y2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3 und Lu2O3 hergestellt, und diese Pulver wurden gewogen, so dass „a1“ Molteile eines La-Gehaltes, „a2“ Molteile eines Re-Gehaltes, 3 Molteile eines Mg-Gehaltes, 2 Molteile eines Mn-Gehaltes, und 1,5 Molteile eines Si-Gehaltes, bezogen auf 100 Molteile Ti, in Keramikpulver des Hauptbestandteils erhalten wurden. Sodann wurde das Gemisch mit dem Keramikpulver des Hauptbestandteils gemischt, um Rohmaterialpulver einer dielektrischen Keramik zu erhalten. Tabelle 2 zeigt a1-, a2-Werte für Proben jeweils unter Experimentbedingung.

Mit dem erhaltenen Rohmaterialpulver wurde die ICP-Emissionsspektroskopieanalyse durchgeführt. Das Ergebnis bestätigte, dass die Gemischzusammensetzung im Wesentlichen die gleiche war wie die in Tabelle 2 gezeigte Gemischzusammensetzung.

Herstellung eines keramischen Mehrschichtenkondensators

Ein keramischer Mehrschichtenkondensator wurde in einer Weise entsprechend Versuchsbeispiel 1 unter Verwendung des Rohmaterialpulvers der dielektrischen Keramik hergestellt.

Der gebrannte mehrschichtige Körper wurde durch ein Lösungsmittel gelöst, und die ICP-Emissionsspektroskopieanalyse wurde durchgeführt. Das Ergebnis bestätigte, dass die Gemischzusammensetzung im Wesentlichen die gleiche war wie die in Tabelle 2 gezeigte Gemischzusammensetzung, außer Ni eines Innenelektrodenbestandteils.

Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment

Für den erhaltenen keramischen Mehrschichtenkondensator wurde das Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment wurde durchgeführt. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis der MTTF in dem Hochtemperatur-Belastungslebensdauerexperiment für die Probe jeweils unter Experimentbedingung. Tabelle 2

Probe Nr.La (a1)Re (a2)Re/La - VerhältnisHochtemperatur-Belastungstest MTTF (Zeit)CePrNdSmEuGdTbDyYHoErTmYbLu212,00,2-------------0,10800223,0-0,6-----------0,20870235,0--0,5-----------0,101300242,00,4-------------0,20900252,0--0,6-----------0,30560263,0-----0,1---0,1----0,07790273,0----0,1--0,2------0,10870283,0---0,1------0,2---0,10870293,0------0,1-0,1-----0,07790303,0--------0,3-----0,10880313,0-------0,2-0,2----0,13530323,0-----------0,1--0,03850332,0------------0,1-0,05700343,0-------------0,10,03820352,0------------0,2-0,10510

Die Proben Nrn. 21-35 zeigten günstige Lebensdauereigenschaften, wobei die MTTF unter allen Bedingungen größer oder gleich 510 Stunden war.

Insbesondere wiesen die Proben Nrn. 21-24 ein Molverhältnis von Ce, Pr, und Nd, bezogen auf La, von kleiner oder gleich 0,2 auf und zeigten eine MTTF, die größer oder gleich 800 Stunden war. Die Proben Nrn. 26-30 wiesen ein Molverhältnis von Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, Er, bezogen auf La, von kleiner oder gleich 0,1 auf und zeigten eine MTTF, die größer oder gleich 790 Stunden war. Die Proben Nrn. 32-34 wiesen ein Molverhältnis von Tm, Yb, und Lu, bezogen auf La, von kleiner oder gleich 0,05 auf und zeigten eine MTTF, die größer oder gleich 700 Stunden war.

Bezugszeichenliste

1 keramischer Mehrschichtenkondensator ; 2 dielektrische Schicht; 3, 4 Innenelektrode; 5 mehrschichtiger Körper; 6, 7 Außenelektrode.