層疊陶瓷電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種層疊陶瓷電容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為即使在低氧分壓下燒成也不會半導(dǎo)體化、而且靜電電容的溫度特性平 坦的層疊電容器用電介質(zhì)材料，例如已經(jīng)提出過很多以BaTi03作為主成分的電介質(zhì)陶瓷組 合物。
[0003] 而且，由于近年來的電子技術(shù)的發(fā)展，電子機(jī)器的高功能化及高集成化不斷推進(jìn)， 層疊陶瓷電容器的使用條件變得越來越嚴(yán)苛。
[0004] 特別是，由于電子機(jī)器的高集成化，安裝在以高頻動作的CPU等發(fā)熱體的附近的 層疊陶瓷電容器的周邊溫度與以往相比越來越高，有可能對可靠性造成影響。
[0005] 另一方面，為了滿足如前所述的層疊陶瓷電容器的小型大容量化的要求，還產(chǎn)生 了將電介質(zhì)陶瓷層進(jìn)一步薄層化、并且多層化的需求。
[0006] 在此種狀況中，對于層疊陶瓷電容器，要求兼顧小型大容量化和絕緣耐力的提高。 因而，作為用于該層疊陶瓷電容器所使用的電介質(zhì)陶瓷組合物，需要如下的電介質(zhì)陶瓷組 合物：其介電常數(shù)高，且介電常數(shù)的溫度特性平坦，即使將電介質(zhì)陶瓷層薄層化，絕緣耐力 和可靠性也優(yōu)異。
[0007] 例如，在專利文獻(xiàn)1中，為了解決上述的要求，提出了一種電介質(zhì)陶瓷組合物，是 以組成式dOCKBa!xCax)Ji03+aMn0+bNb205+cSi02+dRe203(其中，Re是選自Y、Eu、Gd、Tb、Dy、 Ho、Er、Tm、以及Yb中的至少1種金屬元素，a、b、c、以及d表示摩爾比）表示的電介質(zhì)陶瓷組 合物，處于〇· 01彡a彡5、0· 05彡b彡2、0· 4彡c彡8、0· 05彡d彡2. 5、0· 01彡X彡0· 20、 0.99彡m彡L03的范圍內(nèi)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2005-132645號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的問題
[0012] 然而，使用了專利文獻(xiàn)1的電介質(zhì)陶瓷組合物的層疊陶瓷電容器的高溫負(fù)荷時(shí)的 絕緣電阻的經(jīng)時(shí)變化大，存在有可靠性不夠充分的不佳狀況。
[0013] 因而，本發(fā)明的目的在于，提供一種高溫負(fù)荷時(shí)的絕緣劣化耐性高的層疊陶瓷電 容器。
[0014] 用于解決問題的方法
[0015] 本發(fā)明提供一種層疊陶瓷電容器，其具備：層疊體，具有多個(gè)電介質(zhì)陶瓷層、和沿 著電介質(zhì)陶瓷層間的界面形成的多個(gè)內(nèi)部電極；和多個(gè)外部電極，形成于層疊體的外表面， 且與內(nèi)部電極電連接；其中，電介質(zhì)陶瓷層的組成是以含有Ba及Ti的鈣鈦礦型化合物作為 主成分，含有Nb及Ta的至少一種，并且含有Μη及A1，并且任選地含有Mg及稀土類元素，稀 土類元素（Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er中的至少一種），在將Ti的含量設(shè)為100摩爾份時(shí)，含有： (a)Nb及Ta的合計(jì)為0· 2~1. 5摩爾份、（b)Mg為0· 2摩爾份以下（包括0摩爾份）、（c) Μη為1. 0~3. 5摩爾份、（d)Al為1. 0~4. 0摩爾份、（e)稀土類元素為0. 05摩爾份以下 (包括0摩爾份），每1層的電介質(zhì)陶瓷層的平均粒子數(shù)為3個(gè)以下。需要說明的是，所謂 "每1層的電介質(zhì)陶瓷層的平均粒子數(shù)"是指沿著1個(gè)電介質(zhì)陶瓷層的厚度方向存在的陶瓷 粒子（陶瓷晶界）的平均個(gè)數(shù)。
[0016] 本發(fā)明中，電介質(zhì)陶瓷層所含的稀土類元素為0. 05摩爾份以下（包括0摩爾份）， 因此成為高溫負(fù)荷時(shí)的絕緣劣化耐性優(yōu)異的層疊陶瓷電容器。此外，由于每1層的電介質(zhì) 陶瓷層的平均粒子數(shù)（平均晶界數(shù)）少到3個(gè)以下，因此由于晶界的原因而產(chǎn)生的故障減 少，可以實(shí)現(xiàn)更高的絕緣劣化耐性。
[0017] 因而，電介質(zhì)陶瓷層中所含的稀土類元素為0.05摩爾份以下（包括0摩爾份）、與 每1層的電介質(zhì)陶瓷層的平均粒子數(shù)（平均晶界數(shù)）為3個(gè)以下協(xié)同地作用而可以得到顯 著的絕緣劣化耐性。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，可以得到高溫負(fù)荷時(shí)的絕緣劣化耐性優(yōu)異的層疊陶瓷電容器。
[0020] 本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將會由參照附圖進(jìn)行的用于實(shí)施以下 的發(fā)明的方式的說明而更加明確。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示本發(fā)明的層疊陶瓷電容器的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 將本發(fā)明的層疊陶瓷電容器的一個(gè)實(shí)施方式與其制造方法一起進(jìn)行說明。
[0023] 1.層疊陶瓷電容器
[0024] 圖1是表示層疊陶瓷電容器1的長度（L)方向的垂直剖面圖。層疊陶瓷電容器1 具備陶瓷主體10、和形成于陶瓷主體10的左右的端部的外部電極20、22。
[0025] 陶瓷主體10具有長方體形狀的層疊體結(jié)構(gòu)，該層疊體結(jié)構(gòu)由多個(gè)內(nèi)層用陶瓷層 11、配設(shè)于多個(gè)內(nèi)層用陶瓷層11彼此的界面處的多個(gè)內(nèi)部電極12、13、配設(shè)于上下而夾持 多個(gè)內(nèi)層用陶瓷層11的外層用陶瓷層15a、15b構(gòu)成。
[0026] 內(nèi)部電極12與內(nèi)部電極13在厚度方向上隔著內(nèi)層用陶瓷層11而對置。該內(nèi)部 電極12和內(nèi)部電極13在隔著內(nèi)層用陶瓷層11而對置的部分形成了靜電電容。
[0027] 內(nèi)部電極12的左側(cè)端部被引出至陶瓷主體10的左側(cè)的端面而與外部電極20電 連接。內(nèi)部電極13的右側(cè)端部被引出至陶瓷主體10的右側(cè)的端面而與外部電極22電連 接。
[0028] 內(nèi)層用陶瓷層11由電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成。配設(shè)于上下的外層用陶瓷層15a、15b 也分別使用與內(nèi)層用陶瓷層11相同的電介質(zhì)陶瓷組合物。需要說明的是，外層用陶瓷層 15a、15b也可以由與內(nèi)層用陶瓷層11不同的電介質(zhì)陶瓷組合物構(gòu)成。
[0029] 關(guān)于內(nèi)層用陶瓷層11的組成，以含有Ba及Ti的鈣鈦礦型化合物作為主成分，含 有Nb及Ta的至少一種，并且含有Μη及A1，并且任選地含有Mg及稀土類元素（Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er中的至少一種），在將Ti的含量設(shè)為100摩爾份時(shí)，含有：
[0030] (a)Nb及Ta的合計(jì)為0· 2~1. 5摩爾份、
[0031] (b)Mg為0· 2摩爾份以下（包括0摩爾份）、
[0032] (c)Mn為 1. 0 ~3. 5 摩爾份、
[0033] (d)Al為 1. 0 ~4. 0 摩爾份、
[0034] (e)稀土類元素為0· 05摩爾份以下（包括0摩爾份）。
[0035] 此外，每1層的內(nèi)層用陶瓷層11的平均粒子數(shù)為3個(gè)以下。所謂"每1層的內(nèi)層 用陶瓷層11的平均粒子數(shù)"是指沿著1個(gè)內(nèi)層用陶瓷層11的厚度方向所存在的陶瓷粒子 (陶瓷晶界）的平均個(gè)數(shù)。
[0036] 關(guān)于具有以上構(gòu)成的層疊陶瓷電容器1，由于內(nèi)層用陶瓷層11所含的稀土類元素 為〇. 05摩爾份以下（包括〇摩爾份），因此成為高溫負(fù)荷時(shí)的絕緣劣化耐性優(yōu)異的層疊陶 瓷電容器。此外，由于每1層的內(nèi)層用陶瓷層11的平均粒子數(shù)（平均晶界數(shù)）少到3個(gè)以 下，因此由于晶界的原因而產(chǎn)生的故障減少，可以實(shí)現(xiàn)更高的絕緣劣化耐性。
[0037] 因而，內(nèi)層用陶瓷層11所含的稀土類元素為0.05摩爾份以下（包括0摩爾份） 與每1層的內(nèi)層用陶瓷層11的平均粒子數(shù)（平均晶界數(shù)）為3個(gè)以下協(xié)同地作用，發(fā)揮出 可以獲得顯著的絕緣劣化耐性的協(xié)同效應(yīng)。
[0038] 2.層疊陶瓷電容器的制造方法
[0039] 下面，對層疊陶瓷電容器1的制造方法進(jìn)行說明。
[0040] 首先，稱量準(zhǔn)備出用于電介質(zhì)陶瓷組合物的原料粉末。用于電介質(zhì)陶瓷組合物的 原料粉末以含有Ba及Ti的鈣鈦礦型化合物作為主成分。此外，作為副成分，含有Nb及Ta 中的至少一種，并且含有Μη及A1，并且任選地含有Mg及稀土類元素（Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er 中的至少一種），在將Ti的含量設(shè)為100摩爾份時(shí)，含有：
[0041] (a)Nb及Ta的合計(jì)為0· 2~1. 5摩爾份、
[0042] (b)Mg為0. 2摩爾份以下（包括0摩爾份）、
[0043] (c)Mn為 1. 0 ~3. 5 摩爾份、
[0044] (d)Al為 1. 0 ~4. 0 摩爾份、
[0045] (e)稀土類元素為0· 05摩爾份以下（包括0摩爾份）。
[0046] 該電介質(zhì)陶瓷組合物是非還原性電介質(zhì)材料，即使在還原性氣氛中進(jìn)行燒成，也 可以燒結(jié)而不發(fā)生半導(dǎo)體化。
[0047] 之后，用于電介質(zhì)陶瓷組合物的原料粉末被漿料化。該漿料被成形為片狀，得到用 于內(nèi)層用陶瓷層11及外層用陶瓷層15a、15b的陶瓷生片。
[0048] 然后，在用于內(nèi)層用陶瓷層11的陶瓷生片的表面，形成內(nèi)部電極12、13。內(nèi)部電極 12、13由選自附、附合金、&1及(：11合金中的至少1種導(dǎo)電性材料構(gòu)成。內(nèi)部電極12、13是 使用由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的導(dǎo)電性糊劑、并利用絲網(wǎng)印刷法或轉(zhuǎn)印法等形成的。
[0049] 然后，將形成了內(nèi)部電極12、13的用于內(nèi)層用陶瓷層11的陶瓷生片層疊所需的數(shù) 目后，使這些陶瓷生片被用于外層用陶瓷層15a、15b的陶瓷生片夾持，制成層疊體。通過對 層疊體進(jìn)行熱壓接，而制成未燒成的層疊體。
[0050] 然后，將未燒成的層疊體在規(guī)定的還原性氣氛中以規(guī)定的溫度燒成，制成如圖1 所示的燒結(jié)了的陶瓷主體10。
[0051] 之后，在陶瓷主體10的兩個(gè)端部，分別形成外部電極20、22。外部電極20、22分別 與內(nèi)部電極12、13電連接。作為外部電極20、22的材料，可使用Ni、Ni合金、Cu、Cu合金、 Ag、或Ag合金等。外部電極20、22通過如下方式形成：將向金屬粉末中添加玻璃料而得的 導(dǎo)電性糊劑涂布在陶瓷主體10的兩端部并燒接。
[0052] 需要說明的是，將成為外部電極20、22的導(dǎo)電性糊劑也可以涂布于未燒成的陶瓷 主體10,并在陶瓷主體10的燒成的同時(shí)被燒接。另外，根據(jù)需要，也可以在外部電極20、22 上，形成Ni、Cu、焊料、Sn等的鍍層。
[0053] 根據(jù)以上的方法，可以可靠地批量生產(chǎn)高溫負(fù)荷時(shí)的絕緣劣化耐性優(yōu)異的層疊陶 瓷電容器1。
[0054] 實(shí)施例
[0055] 1.實(shí)施例及比較例
[0056] 制作實(shí)施例及比較例的試樣（層疊陶瓷電容器1)，進(jìn)行每1層的內(nèi)層用陶瓷層11 的平均粒子數(shù)測定及高溫負(fù)荷壽命試驗(yàn)。
[0057] (電介質(zhì)陶瓷組合物的制作）
[0058] 對于作為主成分的鈦酸鋇的起始原料而言，準(zhǔn)備了BaC03粉末及Ti02粉末。稱量 各材料，從而在將Ti的含量設(shè)為100摩爾份時(shí)，使Ba的含量為104摩爾份，以水作為介質(zhì) 利用球磨機(jī)混合。之后，在