[发明专利]电介质瓷器和电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电介质瓷器和电容器，特别是涉及将钛酸钡作为主成分的 晶粒构成的电介质瓷器和使用它的电容器。

背景技术

现在以便携式计算机或移动电话为首的数字方式的电子仪器的普及 惊人，在不久的将来，会开始地面数字广播。作为承担地面数字广播的数 字方式的电子仪器，有液晶显示器和等离子体显示器等，但是在这些数字 方式的电子仪器中使用了很多的LSI。

因此，在液晶显示器和等离子体显示器等数字方式的电子仪器中所形 成的电源电路中，安装有很多旁路(bypass)用的电容器。这里所使用的 电容器在需要高的静电电容时，采用高介电常数类的层叠陶瓷电容器(例 如参照专利文献1)。另一方面，当即使在低电容也重视温度特性时，采用 电容变化率小的温度补偿类的层叠陶瓷电容器(例如参照专利文献2)。

可是，在所述专利文献1中所描述的高介电常数类的层叠陶瓷电容器 由具有强介电性的电介质陶瓷的晶粒构成，所以有比介电常数的温度变化 率大、并且表示介电极化的磁滞(hysteresis)现象大的问题。

而且，在使用所述的强介电性电介质陶瓷而形成的电容器中，在电源 电路中容易发生电感应变形，所以成为在等离子体显示器等中使用时的障 碍。

另一方面，由于温度补偿类的层叠陶瓷电容器中，构成它的电介质陶 瓷主要是常介电性，所以自发极化小。因此，虽然具有不发生强介电特性 特有的电变形的优点，但是电介质陶瓷的比介电常数低，所以具有不能满 足作为旁路电容器的性能的问题。

专利文献1：特开2001-89231号公报

专利文献2：特开2001-294481号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供一种表现高介电常数并且稳定的比介电常数 的温度特性、并且自发极化小的电介质瓷器，以及使用了它的电容器。

本发明的电介质瓷器以钛酸钡(BaTiO₃)为主成分，由含有镁、稀土 类元素和锰的晶粒构成，其特征在于：所述晶粒的结晶构造是立方晶；对 于1摩尔钡，用MgO换算，含有镁0.033～0.085摩尔，用RE₂O₃换算，含 有稀土类元素(RE)0.1～0.2摩尔，用MnO换算，含有锰0.006～0.018摩 尔。

本发明的电介质瓷器以钛酸钡作为主成分，将镁、稀土类元素和锰按 所述比例含有，并将晶粒的结晶构造制作成立方晶，从而能够得到表现高 介电常数且稳定的比介电常数的温度特性、并且没有表现强介电性的自发 极化的电介质瓷器。

附图说明

图1是表示本发明的电容器的剖视示意图。

图2是本发明的电介质瓷器的X射线衍射图的代表例。

图3是表示关于本发明的电介质瓷器的比介电常数的变化率的曲线图 (试料No.3、4、6、8和9)。

图4是表示关于本发明的电介质瓷器的比介电常数的变化率的曲线图 (试料No.4、17)。

图5是关于本发明的电介质瓷器所求出的介电极化(V-Q)特性的代 表例。

具体实施方式

本发明的电介质瓷器，以用化学式BaTiO₃表示的钛酸钡为主成分，且 重要的是结晶构造具有立方晶的钙钛矿(perovskite)型结晶构造。即使 电介质瓷器以钛酸钡为主成分，只要是立方晶的钙钛矿型结晶构造，就表 现常介电性，所以成为没有强介电性引起的自发极化的电介质瓷器。

相对于此，在电介质瓷器中，当即使少也存在表现强介电性的区域时， 会出现自发极化。因此，在电源电路中将这样的电介质陶瓷作为电介质层 的电容器在电源电路中使用时，容易发生电变形引起的噪声。能使用X射 线衍射(2θ＝20～60°，Cu-Kα)，进行结晶相的鉴定。

作为构成本发明的电介质瓷器的晶粒的平均粒径，未特别限制，但是 通常优选是100～145nm。晶粒的平均粒径，是根据在研磨了电介质瓷器 的切断面之后实施蚀刻、并在扫描型电子显微镜(SEM)相片中所拍照出 的晶粒的轮廓，用图像处理求出各粒子的面积。接着，计算出换算为具有 相同的面积的圆时的直径。作为如此求出直径的晶粒约100个的平均值来 求得即可。