專利名稱：帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及帶有變阻器(varistor)功能的層疊型半導體陶瓷電容器，更詳細而言，涉及一種利用SrTiO3系晶界絕緣型的半導體陶瓷的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器。
背景技術(shù)：
近年來隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及移動電話、筆記本電腦等移動用電子機器、搭載于汽車等的車載用電子機器的普及，越來越要求電子機器的小型化、多功能化。另一方面，為了實現(xiàn)電子機器的小型化、多功能化，逐漸大量使用各種IC、LSI等半導體元件，與此相伴的是，電子機器的噪音耐力越來越下降。因此，與以往相比，進行在各種IC、LSI的電源線中配置作為旁路電容器的膜電容器，層疊型陶瓷電容器，半導體陶瓷電容器等，由此來確保電子機器的噪音耐力。特別是在車載導航、車用音響、車載ECU等中，將靜電電容為InF左右的電容器與外部端子連接，由此高頻噪音的吸收得以擴大。然而，這些電容器顯示了對高頻噪音的優(yōu)良的吸收性能，但是電容器自身不具有吸收高電壓脈沖、靜電的功能。因此這樣的高電壓脈沖、靜電侵入電子機器內(nèi)時，有時導致電子機器的誤動作、半導體元件的破損。特別時，靜電電容達到InF左右的低容量時， ESD (Electro-Static Discharge “靜電放電”)耐壓變得非常低(例如，2kV 4kV左右)， 有可能導致電容器本身的破損。因此，以往，如圖2(a)所示，對于連接于將外部端子101和IC102連接的電源線 103的電容器104并聯(lián)設置齊納二極管105，或如圖2(b)所示，對上述電容器104并聯(lián)設置變阻器106，由此來確保ESD耐壓。然而，如上所述地，也對電容器104并聯(lián)設置齊納二極管105或變阻器106時，除了部件個數(shù)增加，導致成本高以外，還必須保證設置空間，有可能導致器件的大型化。因此，如果可以對電容器賦予變阻器功能，則不需要齊納二極管、變阻器，如圖3 所示，對于ESD耐壓也可以不僅僅通過電容器來處理，由此設計的標準化也容易實施，可以提供具有附加價值的電容器。于是，在專利文獻1中提出了一種帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器， 其半導體陶瓷由SrTiO3系晶界絕緣型形成，并且Sr位和Ti位的配合摩爾比m滿足1. 000
1. 020，施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，并且受主元素相對上述Ti元素100摩爾，以0. 5 摩爾以下(其中，不含0摩爾。)的范圍內(nèi)存在于晶界層中，而且，結(jié)晶粒子的平均粒徑為 1. Ομ 以下。在該專利文獻1中，通過半導體陶瓷具有上述的組成，可以得到絕緣性、ESD耐壓良好、且可以薄層化、小型化的具有變阻器功能的層疊型的晶界絕緣型半導體陶瓷電容器。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1國際公開第2008/004389號然而，專利文獻1的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器雖然具有30kV以上的ESD耐壓且比電阻IogP為9. 7以上的良好的絕緣性，但是靜電電容低容量化至InF 左右時，絕緣性能會產(chǎn)生較大偏差，因此，存在制品成品率下降，量產(chǎn)性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事情而研發(fā) 的，其目的在于，提供一種可以確保能耐受實用性的絕緣性能且能實現(xiàn)制品成品率的提高，且具有良好ESD耐壓的適于量產(chǎn)性的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器。本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的，對SrTiO3系晶界絕緣型半導體陶瓷進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)以下的見解通過以Ti位比理論化學計量組成過量為規(guī)定量的方式調(diào)整Sr位和 Ti位的配合摩爾比，可以確保能耐受實用性的絕緣性能，且可實現(xiàn)制品成品率的提高，而且可以得到良好的ESD耐壓。本發(fā)明是基于這些見解而研發(fā)的，本發(fā)明的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器(以下，簡稱為“層疊型半導體陶瓷電容器”。)具有由SrTiO3系晶界絕緣型的半導體陶瓷形成的多個半導體陶瓷層和多個內(nèi)部電極層交替地層疊并進行燒成而成的層疊燒結(jié)體、以及位于該層疊燒結(jié)體的兩端部的與上述內(nèi)部電極層電連接的外部電極，上述半導體陶瓷的特征在于，Sr位和Ti位的配合摩爾比m滿足0. 990 ^ m < 1. 000，施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，而且，相對于上述Ti元素100摩爾，受主元素以0. 5摩爾以下(其中不含0 摩爾。)的范圍的含量存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑是1.5μπι以下。另外，為了既確保所需的ESD耐壓，又能確保更良好的電氣特性和絕緣性，上述受主元素優(yōu)選相對于上述Ti元素100摩爾，在0. 3 0. 5摩爾的范圍內(nèi)含有。即，在本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器中，相對于上述Ti元素100摩爾，上述受主元素優(yōu)選在0. 3 0. 5摩爾的范圍含有。另外，本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器中，上述受主元素優(yōu)選含有Mn、Co、Ni和 Cr中的至少1種元素。另外，本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器中，上述施主元素優(yōu)選含有La、Nd、Sm、 Dy、Nb和Ta中的至少1種元素。另外，本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器中，低熔點氧化物優(yōu)選以相對于上述Ti 元素100摩爾為0. 1摩爾以下的范圍含有。進而，本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器中，上述低熔點氧化物優(yōu)選為Si02。根據(jù)本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器，由于形成半導體陶瓷層的半導體陶瓷中，Sr位和Ti位的配合摩爾比m滿足0. 990 ^ m < 1. 000，La等施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，且Mn等受主元素以相對于上述Ti元素100摩爾為0. 5摩爾以下(優(yōu)選0. 3 0. 5摩爾)的范圍存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑為1.5μπι以下，所以能夠得到可以充分地確保能耐受實用性的絕緣性能，并且可以實現(xiàn)制品成品率的提高，且具有良好的ESD 耐壓的適于量產(chǎn)性的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器。具體而言，靜電電容即使低至InF左右，也具有30kV以上的ESD耐壓，且可以確保絕緣電阻IogIR為8.0以上，可以得到具有85%以上的制品成品率，具有良好的可靠性的適于量產(chǎn)性的層疊型半導體陶瓷電容器。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器的一實施方式的剖面圖。圖2是將齊納二極管或變阻器與電容器并聯(lián)設置時的電路圖。圖3是在電容器中具有變阻器功能時的電路圖。符號的說明
1部件素體(層疊燒結(jié)體)Ia Ig半導體陶瓷層2、2a 沘內(nèi)部電極3a、3b外部電極
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。圖1是是示意性地表示本發(fā)明的層疊型半導體陶瓷電容器的一實施方式的剖面圖。層疊型半導體陶瓷電容器具備部件素體1、形成于該部件素體1的兩端部的外部電極3a、3b。部件素體1由多個半導體陶瓷層Ia Ig和多個內(nèi)部電極層2a 2f交替地層疊而燒成的層疊燒結(jié)體構(gòu)成，一方的內(nèi)部電極層2a、2c、2e露出于部件素體1的一方的端面， 同時與一個外部電極3a電連接，另一方的內(nèi)部電極層2b、2d、2f露出于部件素體1的另一個端面，同時與另一個外部電極3b電連接。半導體陶瓷層Ia Ig在微觀上由包含半導體的多個結(jié)晶粒子和形成于結(jié)晶粒子的周圍的晶界層構(gòu)成(未圖示)，結(jié)晶粒子彼此經(jīng)由晶界層形成靜電電容。通過在這些靜電電容在內(nèi)部電極層2a、2c、2e和內(nèi)部電極層2b、2d、2f對置面之間串聯(lián)或并聯(lián)地連接，作為整體得到所需的靜電電容。上述半導體陶瓷層Ia Ig由SrTiO3系晶界絕緣型的半導體陶瓷形成。該半導體陶瓷中，Sr位和Ti位的配合摩爾比m( = Sr位/Ti位)滿足0. 990 ^ m < 1. 000，施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，同時相對于Ti元素100摩爾，受主元素以0. 5摩爾以下(其中不含0摩爾。)的范圍的含量存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑設為1.5μπι以下。由此，能夠充分地確保能耐受實用性的絕緣性能，而且可以謀求提高制品成品率， 且可以得到具有良好的ESD耐壓的適于量產(chǎn)性的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器。在此，將Sr位和Ti位的配合摩爾比m設定為0. 990 ^ m < 1. 000是基于以下的理由。如專利文獻1中所述，通過使Sr位的含有摩爾量比理論化學計量組成過剩(例如，配合摩爾比m為1.0001. 020)，可抑制結(jié)晶粒子粗大化而且能防止絕緣電阻下降。即，通過比理論化學計量組成過剩地添加Sr，未固溶于結(jié)晶粒子中而在晶界層析出的 Sr的粒成長得到抑制，由此可得到微粒的結(jié)晶粒子(例如，平均粒徑1.0μπι以下)。這樣的微粒的結(jié)晶粒子中，氧易于到達(行務屆<)晶界層而促進肖特基障壁的形成，由此，可以認為能夠防止絕緣電阻下降。另一方面，比理論化學計量組成過剩地含有Ti時，一般認為沒有在結(jié)晶粒子中固溶完的Ti會在晶界層析出。由此，在晶界層析出的Ti，會與在晶界層偏析的受主元素形成液相而過度促進粒成長，其結(jié)果是導致結(jié)晶粒子的粗大化。結(jié)晶粒子粗大化時氧不能到達 (行豸屆<)晶界層，可以認為絕緣電阻下降。然而，如上述地使Sr位的含有摩爾量比理論化學計量組成過剩時，對于靜電電容為InF左右的低容量化制品而言，量產(chǎn)時制品間的絕緣性能產(chǎn)生較大偏差，其結(jié)果是制品成品率下降、量產(chǎn)性差?？梢哉J為，這是因為過剩地配合的Sr對結(jié)晶晶界的絕緣化產(chǎn)生若干損害。然而，以Ti位比理論化學計量組成稍稍過剩的方式將配合摩爾比m設為 0. 990 ^ m < 1. 000時，雖然結(jié)晶粒子發(fā)生若干粗大化且絕緣電阻有下降趨勢，但是可以將結(jié)晶粒子的平均粒徑抑制在1. 5μπι以下，由此可以確保能充分地耐受實用性的絕緣電阻， 并且由于Sr不存在于結(jié)晶晶界，因此制品成品率得以飛躍性地提高。而且，還可以良好地維持ESD耐壓。因此，本實施方式中，將配合摩爾比m設為0.9901. 000，由此，可以提高制
品成品率、謀求量產(chǎn)性的改善。此外，配合摩爾比m不足0. 990時，結(jié)晶粒子的平均粒徑過度粗大化，絕緣性的下降顯著，而且ESD耐壓也下降。因此，需要在Ti位足夠多的范圍內(nèi)配合摩爾比m滿足0. 990 以上。另外，通過將施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，陶瓷可以半導體化。即，為了在還原氣氛進行燒成處理而將陶瓷半導體化，施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，但是其含量無特別限定。 但是，施主元素相對于Ti元素100摩爾不足0. 2摩爾時，有可能導致靜電電容的過度的下降。另一方面，施主元素相對于Ti元素100摩爾超過1. 2摩爾時，燒成溫度的容許溫度幅度有可能變窄。因此，相對于Ti元素100摩爾施主元素的含有摩爾量可以為0. 2 1. 2摩爾，優(yōu)選為0. 4 1. 0摩爾。由此，作為這樣的施主元素，沒有特別的限定，例如，使施主元素固溶于Sr位時， 可使用La、Nd、Sm、Dy等，使施主元素固溶于Ti位時，可使用Nb、Ta等。另外，相對于Ti元素100摩爾，將受主元素的含有摩爾量設為0. 5摩爾以下(其中不含0摩爾。)是基于以下的理由。通過使受主元素存在于晶界層中，晶界層形成電活性化的能級(晶界能級)而促進肖特基障壁的形成，由此絕緣電阻提高，可以得到具有良好的絕緣性的層疊型半導體陶瓷電容器。其另一方面，增加晶界層中的受主元素的含有摩爾量時，肖特基障壁的形成雖然得到促進，但是若其含有摩爾量相對于Ti元素100摩爾為超過0. 5摩爾時，會導致ESD耐壓的下降，因此不優(yōu)選。因此，本實施方式中，相對于Ti元素100摩爾，將受主元素的含有摩爾量設為0. 5 摩爾以下(其中不含0摩爾。)。
此外，為了確保所需的ESD耐壓且得到所需的靜電電容和良好的絕緣性(絕緣電阻)，相對于Ti元素100摩爾，優(yōu)選受主元素以0. 3 0. 5摩爾的范圍的含量含有。作為這樣的受主元素，無特別的限定，可以使用Mn、Co、Ni、Cr等，特別優(yōu)選使用 Mn。另外，在上述半導體陶瓷中，相對于Ti元素100摩爾，優(yōu)選以0. 1摩爾以下的范圍的含量添加低熔點氧化物，通過添加這些低熔點氧化物，可以提高燒結(jié)性，還可以促進上述受主元素向晶界層的偏析。此外，將低熔點氧化物的含有摩爾量設為上述范圍是因為，其含有摩爾量相對于 Ti元素100摩爾超過0. 1摩爾時，會導致靜電電容的過度的下降，有可能不能得到所需的電特性。另外，作為低熔點氧化物，無特別限定，可使用含有Si02、B、堿金屬元素(K、Li、Na 等)的玻璃陶瓷、銅-鎢鹽等，但是優(yōu)選使用Si02。此外，通過與上述的組成范圍互相配合地控制Ti化合物的比表面積、預燒溫度、 燒成溫度等制造條件，半導體陶瓷的結(jié)晶粒子的平均粒徑可以容易地控制在1. 5μπι以下。接下來，說明上述層疊型半導體陶瓷電容器的制造方法的一實施方式。首先，作為陶瓷原料，分別準備SrCO3等Sr化合物、含有La或Sm等施主元素的施主化合物以及例如比表面積為10m2/g以上(平均粒徑約0. 1 μ m以下)的TiO2等微粒的 Ti化合物，按規(guī)定量進行秤量。接著，在該秤量物中添加規(guī)定量(例如，1 3重量份)的分散劑，PSZ(Partially Stabilized Zirconia ；“部分穩(wěn)定化氧化鋯”)磨球等粉碎介質(zhì)和純水，將其一同投入球磨機，在該球磨機內(nèi)充分地進行濕式混合，制作漿料。接著，使該漿料蒸發(fā)干燥，然后，大氣氣氛下，以規(guī)定溫度(例如，1250 °C 1400°C )實施2小時左右的預燒處理，制作施主元素固溶了的預燒粉末。接下來，以SiO2等低熔點氧化物的含有摩爾量相對于Ti元素100摩爾達到0 0. 1摩爾的方式進行SiO2等低熔點氧化物的秤量，進而，以Mn、Co等受主元素的含有摩爾量相對于Ti元素100摩爾達到0. 5摩爾以下(優(yōu)選0. 3 0. 5摩爾)的方式秤量受主化合物。接著，將這些低熔點氧化物和受主化合物和上述預燒粉末和純水、以及根據(jù)需要添加的分散劑，再度與上述粉碎介質(zhì)一同投入球磨機中，在該球磨機內(nèi)充分地進行濕式混合。隨后，使其蒸發(fā)干燥，在大氣氣氛下，以規(guī)定溫度(例如，500 70(TC)進行5小時左右熱處理，制作熱處理粉末。 接著，在該熱處理粉末中適當添加甲苯、醇等有機溶劑、有機粘結(jié)劑、消泡劑、表面改性劑等，進行充分地濕式混合，由此得到陶瓷漿料。接著，使用刮刀法、唇涂法、模涂法等成形加工法，對陶瓷漿料實施成形加工，以燒成后的厚度為規(guī)定厚度(例如，1 2μπι左右)的方式制作陶瓷生片。接下來，使用內(nèi)部電極用導電性糊劑，在陶瓷生片上通過絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷法、或真空蒸鍍法、濺射法等，實施轉(zhuǎn)印等，在上述陶瓷生片的表面形成規(guī)定圖案的導電膜。此外，作為在內(nèi)部電極用導電性糊劑中含有的導電性材料，無特別限定，優(yōu)選使用 Ni、Cu等具有良導電性的廉價金屬材料。接下來，將多片形成有導電膜的陶瓷生片沿規(guī)定方向?qū)盈B，并且層疊未形成導電膜的外層用的陶瓷生片之后，實施壓合，切斷為規(guī)定尺寸，制作層疊體。隨后，在大氣氣氛下以溫度300 500°C進行2小時左右的脫粘結(jié)劑處理。接下來，使用H2氣和N2氣以規(guī)定的流量比(例如，H2/N2 = 0. 025/100 1/100)形成的還原氣氛的燒成爐，在該燒成爐內(nèi)，以1200 1250°C的溫度進行2小時左右的一次燒成，將層疊體半導體化。這樣，通過使預燒處理的預燒溫度(1250 1400°C )比一次燒成處理的燒成溫度 (1200 1250°C )高，在一次燒成處理中，結(jié)晶粒子的粒成長幾乎沒有得到促進，結(jié)晶粒 子粗大化可以得到抑制。可以在預燒粉末制作時通過控制的預燒處理，使得結(jié)晶粒子的平均粒徑達到1.5μπι以下。此外，一次燒成處理時，在1. 5μπι以下的范圍內(nèi)希望將結(jié)晶粒子的平均粒徑增大時，可以將一次燒成處理的燒成溫度設定在1200 1250°C的范圍內(nèi)的高溫側(cè)。另外，即使在一次燒成處理的燒成溫度比預燒溫度高時，通過盡量使雙方的溫度接近，也能夠?qū)⒔Y(jié)晶粒子的平均粒徑抑制在1. 5 μ m以下。如上所述，將層疊體半導體化后，在弱還原氣氛下、大氣氣氛下或氧化氣氛下，以 Ni、Cu等內(nèi)部電極材料不被氧化的方式在600 900°C的低溫下進行1小時左右的二次燒成。將半導體陶瓷再氧化，形成晶界絕緣層，由此，制作了由埋設有內(nèi)部電極2的層疊燒結(jié)體構(gòu)成的部件素體1。接著，在部件素體1的兩端部涂布外部電極用導電性糊劑，進行烘烤處理，形成外部電極3a、3b，由此制造層疊型半導體陶瓷電容器。此外，作為外部電極3a、3b的形成方法，通過印刷、真空蒸鍍或濺射等形成即可。 另外，也可以在未燒成的層疊體的兩端部涂布外部電極用導電性糊劑后，與層疊體同時實施燒成處理。對于外部電極用導電性糊劑中含有的導電性材料無特別限定，優(yōu)選使用Ga、In、 Ni、Cu等材料，進而，這些電極上也可以形成Ag電極。如上所述，在本實施方式，由于形成半導體陶瓷層Ia Ig的半導體陶瓷中，Sr位和Ti位的配合摩爾比m滿足0. 990 ^ m < 1. 000，La、Nd、Sm、Dy、Nb、Ta等施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，而且Mn、Co、Ni、Cr等受主元素，相對于上述Ti元素100摩爾以0. 5摩爾以下 (優(yōu)選0. 3 0. 5摩爾)的范圍的含量存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑為1. 5μπι 以下，因此能夠充分地確保能耐受實用性的絕緣性能，但是為了謀求制品成品率的提高，且能夠得到具有良好的ESD耐壓的適于量產(chǎn)性的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容
ο具體而言，靜電電容即使低容量化至InF左右，也具有30kV以上的ESD耐壓，可確保絕緣電阻IogIR為8. 0以上，能夠得到具有85%以上的制品成品率且具有良好的可靠性的適于量產(chǎn)性的層疊型半導體陶瓷電容器。此外，本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，上述實施方式中，固溶體通過固相法制作，但是固溶體的制作方法沒有特別限定，例如也可以使用水熱合成法、溶膠 凝膠法、水解法、共沉法等任意的方法。接著，具體地說明本發(fā)明的實施例。實施例
〔試樣的制作〕作為陶瓷原料，準備SrC03、比表面積為30m2/g(平均粒徑約30nm)的TiO2以及作為施主化合物的LaCl3、SmCl3、NdCl3、DyCl3。接著，以施主元素的含量相對于Ti元素100摩爾達到表1所述含量的方式秤量上述施主化合物，進而以Sr位和Ti位的配合摩爾比m(= Sr位/Ti位)達到表1的量的方式秤量SrCO3和Ti02。接下來，相對于這些秤量物100重量份，添加3重量份的多羧酸銨鹽作為分散劑，然后，將其于作為粉碎介質(zhì)的直徑2mm的PSZ 磨球和純水一同投入球磨機中，在該球磨機內(nèi)進行16小時濕式混合，制作漿料。接著，使該漿料蒸發(fā)干燥后，在大氣氣氛下，以1350°C的溫度實施2小時預燒處理，得到施主元素固溶于結(jié)晶粒子的預燒粉末。接著，對于上述預燒粉末，以Mn元素的含量相對于Ti元素100摩爾達到表1的量的方式添加MnCO3,進而以SiO2的含有量摩爾相對于Ti元素100摩爾達到0. 1摩爾的方式添加四乙氧基硅烷(Si (OC2H5)4),進而，以分散劑達到1重量％的方式添加該分散劑，接下來，再次將其與直徑2mm的PSZ磨球和純水一同投入球磨機中，在該球磨機內(nèi)進行16小時濕式混合。此外，也可以代替MnCO3而使用MnCl2水溶液和MnO2溶膠，也可以代替四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4)而使用SiO2溶膠。隨后，使其蒸發(fā)干燥，大氣氣氛下，在600°C進行5小時的熱處理，得到熱處理粉末。接著，在上述熱處理粉末中適量添加甲苯、醇等有機溶劑和分散劑，再次將其與直徑2mm的PSZ磨球一同投入球磨機，在該球磨機內(nèi)進行16小時濕式混合。隨后，作為有機粘結(jié)劑的聚乙烯基縮丁醛(PVB)和作為增塑劑的苯二甲酸二辛酯(D0P)，再適量添加陽離子性表面活性劑，進行1. 5小時濕式混合處理，由此制作了陶瓷漿料。接著，使用唇模涂法對該陶瓷漿料實施成形加工，制作陶瓷生片，接下來，使用以 M為主成分的內(nèi)部電極用導電性糊劑在陶瓷生片上實施絲網(wǎng)印刷，在上述陶瓷生片的表面形成規(guī)定圖案的導電膜。接下來，將多片形成有導電膜的陶瓷生片沿規(guī)定方向進行層疊后，層疊未形成導電膜的外層用的陶瓷生片，以其厚度達到0. 7mm左右的方式實施熱壓合，得到陶瓷生片和內(nèi)部電極交替地層疊的層疊體。隨后，在氮氣氛中，以溫度375°C實施2小時的脫粘結(jié)劑(脫〃 夕')處理，接下來，在調(diào)整為H2 N2=I 100的流量比的還原氣氛下，在1250°C的溫度對層疊體實施2 小時的一次燒成，將層疊體半導體化。此外，燒成溫度按照使各試樣CR積變?yōu)樽畲蟮臏囟葋磉M行設定。接下來，在大氣氣氛下，以700°C的溫度進行1小時的二次燒成，實施再氧化處理， 隨后實施研磨端面，制作部件素體(層疊燒結(jié)體)。接下來，在該部件素體的兩端面實施濺射，形成包含Ni-Cr層、Ni-Cu層、Ag層的三層結(jié)構(gòu)的外部電極。接下來，實施電鍍，在外部電極的表面依次形成M被膜和Sn被膜，由此制作了試樣編號1 17的試樣。此外，所得的各試樣的外徑尺寸為長度L 1. 0mm、寬度W 0. 5mm、厚度T 0. 5mm，層疊數(shù)為10層?！苍嚇拥脑u價〕接著，用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察試樣編號1 17的各試樣，對試樣表面和斷裂面的SEM照片進行圖像解析，求得結(jié)晶粒子的平均粒徑(平均結(jié)晶粒徑)。
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另夕卜，對于各試樣，使用 Impedance Analyzer (Agilent Technologies Inc.制 HP4194A)，測定頻數(shù)1kHz，電壓IV的條件下的靜電電容。進而，對各試樣，根據(jù)ESD的抗擾性(immunity)試驗規(guī)格的IEC61000-4-2 (國際規(guī)格)，施加正逆10次，使其接觸放電，測定ESD耐壓。另外，對各試樣100個，施加1分鐘50V的直流電壓，從其漏電流測定絕緣電阻 (loglR)，求出平均值。進而，對于各試樣100個，對具有50MΩ以上的絕緣電阻的試樣進行計數(shù)，求得制品成品率(％)。表1是出試樣編號1 17的組成和測定結(jié)果。表1
試樣編號1由于配合摩爾比m為1. 020，Sr位豐富，因此絕緣電阻IogIR (平均值) 為8. 9，良好，但是制品成品率低至58%。試樣編號2由于配合摩爾比m為1. 010，于試樣編號1同樣為Sr位豐富，所以絕緣
權(quán)利要求
1.一種帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器，其特征在于，具有用SrTiO3系晶界絕緣型的半導體陶瓷形成的多個半導體陶瓷層和多個內(nèi)部電極層交替地層疊并燒成而成的層疊燒結(jié)體、以及位于該層疊燒結(jié)體的兩端部的與上述內(nèi)部電極層電連接的外部電極，上述半導體陶瓷的Sr位和Ti位的配合摩爾比m滿足0. 990 ^ m < 1. 000，施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，并且相對于上述Ti元素100摩爾，受主元素以0.5摩爾以下但不包括 0摩爾的范圍的含量存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑為1.5μπι以下。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器，其特征在于，相對于上述Ti元素100摩爾，上述受主元素的含量為0. 3 0. 5摩爾。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器，其特征在于， 上述受主元素含有Mn、Co、Ni和Cr中的至少1種元素。
4.如權(quán)利要求1 3中的任一項所述的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器， 其特征在于，上述施主元素含有La、Nd、Sm、Dy、Nb和Ta中的至少1種元素。
5.如權(quán)利要求1 4中的任一項所述的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器， 其特征在于，含有相對于上述Ti元素100摩爾的含量為0. 1摩爾以下的低熔點氧化物。
6.如權(quán)利要求5中所述的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器，其特征在于， 上述低熔點氧化物為SiO2。
全文摘要
本發(fā)明可以確保能耐受實用性的絕緣性能且謀求制品成品率的提高，且可以實現(xiàn)具有良好的ESD耐壓的適于量產(chǎn)性的帶有變阻器功能的層疊型半導體陶瓷電容器。本發(fā)明中，形成半導體陶瓷層1a～1g的半導體陶瓷中，Sr位和Ti位的配合摩爾比m為0.990≤m＜1.000，La等施主元素固溶于結(jié)晶粒子中，且Mn等受主元素相對于上述Ti元素100摩爾以0.5摩爾以下(優(yōu)選0.3～0.5摩爾)的范圍的含量存在于晶界層中，并且結(jié)晶粒子的平均粒徑為1.5μm以下。
文檔編號C04B35/47GK102347132SQ201110205208
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者川本光俊 申請人:株式會社村田制作所