包含介电层的电子器件的制备方法技术

一种制备包含介电层的电子器件的方法，该介电层包括含有以组成通式（Ｓｒ↓［１－Ｘ］Ｃａ↓［ｘ］）Ｏ｝↓［ｍ］.（Ｔｉ↓［１－Ｙ］Ｚｒ↓［ｙ］）Ｏ↓［２］表示的主成分的介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中Ｘ满足０≤ｘ≤１．００，所述组成通式中Ｙ满足０≤Ｙ≤０．２０，其特征为通过采用以组成通式（Ｓｒ↓［１－ｘ］Ｃａ↓［ｘ］）Ｏ｝↓［ｍ］.（Ｔｉ↓［１－Ｙ］Ｚｒ↓［ｙ］）Ｏ↓［２］表示的起始材料制备所述介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值ｍ’满足ｍ’＜ｍ。该方法制成的电容器具有优异的抗还原性、优异的电容－温度特性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将介电陶瓷组合物作为介电层的电子器件的制备方法。
技术介绍
作为电子器件的一个实例的多层陶瓷电容器通过在由预定的介电陶瓷组合物组成的坯片上印刷导电膏，将印刷有导电膏的多个坯片叠放，并将生坯薄片和内电极烧结成一体而制成。介电陶瓷组合物具有当其在中性或具有低氧气分压的还原气氛中烧结时被还原并变成半导体的特性。因此，当制备多层陶瓷电容器时，必然要在具有高氧气分压的氧化气氛中烧结。同样，作为与陶瓷组合物同时烧结的内电极材料，需要使用昂贵的贵金属，如钯和铂，这些金属在介电陶瓷组合物烧结温度下不会熔化，且当其在氧化气氛下烧结时不会氧化，由此这已成为降低多层陶瓷电容器制备费用的大障碍。另一方面，为了使用廉价的贱金属，如镍和铜作为内电极材料，需要开发一种具有在中性或还原气氛下低温烧结不会变成半导体的特性的介电陶瓷组合物，该组合物具有优异的抗还原性，并在烧结后表现出足够的介电常数和优异的介电特性(例如，具有小的电容—温度变化率)。在现有技术中提出了贱金属可用作内电极材料的介电陶瓷组合物的各种建议。例如，日本未审专利公开No.1988-224108中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为(Sr1-xCax)m(Ti1-yZry)O3(0.30≤x≤0.50，0.03≤y≤0.20，0.95≤m≤1.08)的介电氧化物，并含有作为副成分的相对100重量份主成分为0.01～2.00重量份的Mn(转化为MnO2)和0.10～4.00重量份的SiO2。日本未审专利公开No.1988-224109中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物除含有上述Mn和SiO2外，还含有相对上述主成分为0.01～1.00重量份的ZnO。日本未审专利公开No.1992-206109中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为(Sr1-xCax)m(Ti1-yZry)O3(0.30≤x≤0.50，0.00≤y≤0.20，0.95≤m≤1.08)的介电氧化物，且粒径在0.1～1.0μm范围内。日本未审专利公开No.1987-24388中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为MeOkTiO2(Me是选自Sr、Ca和Sr+Ca的金属，k为1.00～1.04)的介电氧化物，和相对100重量份主成分为0.2～10.0重量份的玻璃成分，其中Li2O、M(M是选自BaO、CaO和SrO的至少一种金属氧化物)和SiO2按预定的摩尔比值使用。日本未审专利公开No.1984-227769中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为{(Sr1-xCax)O}k·TiO2(0≤x≤1.00，1.00≤k≤1.04)的介电氧化物，和相对100重量份主成分为0.2～10.0重量份的玻璃成分，其中Li2O、M(M是选自BaO、CaO和SrO的至少一种金属氧化物)和SiO2按预定的摩尔比值使用。日本未审专利公开No.1988-224106中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为(Sr1-xCax)m(Ti1-yZry)O3(0.30≤x≤0.50，0.03≤y≤0.20，0.95≤m≤1.08)的介电氧化物，并含有作为副成分的相对100重量份主成分为0.01～2.00重量份的Mn(转化为MnO2)、0.10～4.00重量份的SiO2和0.01～1.00重量份的Mo(转化为MoO)。日本未审专利公开No.1992-14704中公开了一种介电陶瓷组合物，该组合物含有作为主成分的组成为(SrxCa1-x)(ZryTi1-y)O3(0.59≤x≤0.65，0≤y≤0.1)的介电氧化物，并含有相对100重量份主成分的少于3.0重量份的SiO2(不包括0重量份)。然而，这些文献中描述的介电陶瓷组合物存在一些缺点，即其绝缘电阻(IR)容易降低，特别是当其制成薄膜，和当用介电陶瓷组合物制备具有贱金属内电极的多层陶瓷电容器时，所得多层陶瓷电容器的初始绝缘电阻的缺陷率增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种制备介电陶瓷组合物的方法，所述陶瓷介电组合物在烧结中具有优异的抗还原性，烧结后具有优异的电容一温度特性，本专利技术还提供制备电子器件如片状电容器的方法，该电容器的绝缘电阻难以降低，特别是当制成薄层时，且初始绝缘电阻的缺陷率低。为达到上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了制备介电陶瓷组合物的方法，该组合物所含主成分用组成通式表示为(AO)m·BO2，其中组成通式中的元素A是选自Sr、Ca和Ba的至少一种元素，而组成通式中的元素B是选自Ti和Zr的至少一种元素，其特征为通过采用组成通式(AO)m’·BO2表示的起始材料(sourcematerial)制备介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值m’满足m’＜m。优选的，所述介电陶瓷组合物通过向所述起始材料中加入含有所述元素A的物质后烧结来制备。更优选的，所述介电陶瓷组合物通过向所述起始材料中加入含有所述元素A的物质，而不加入含有所述元素B的物质后烧结来制备。为达到上述目的，特别优选的实施方案是根据以下本专利技术的第二方面制备介电陶瓷组合物的方法。根据本专利技术的第二方面，提供了制备介电陶瓷组合物的方法，该组合物所含主成分用组成通式表示为{(Sr1-xCax)O}m·(Ti1-yZry)O2，其中组成通式中的x满足0≤x≤1.00，组成通式中的y满足0≤y≤0.20，其特征为通过采用组成通式{(Sr1-xCax)O}m’·(Ti1-yZry)O2表示的起始材料制备介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值m’满足m’＜m。优选的，所述介电陶瓷组合物通过向所述起始材料中加入含有所述Sr和Ca的至少一种元素的物质后烧结来制备。更优选的，所述介电陶瓷组合物通过向所述起始材料中加入含有所述Sr和Ca的至少一种元素的物质，而不加入含有Ti的物质后烧结来制备。优选的，在所述组成通式中摩尔比值m和m’的关系满足m-m’＜0.085。优选的，在所述介电陶瓷组合物的主成分的组成通式中摩尔比值m满足0.94＜m＜1.08。为达到上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了制备包含介电层的电子器件的方法，所述介电层包括含有用组成通式(AO)m·BO2表示的主成分的介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的元素A是选自Sr、Ca和Ba的至少一种元素，而所述组成通式中的元素B是选自Ti和Zr的至少一种元素，其特征为通过采用组成通式(AO)m’·BO2表示的材料制备所述介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值m’满足m’＜m。为达到上述目的，特别优选的实施方案是根据以下本专利技术的第二方面制备电子器件的方法。根据本专利技术的第二方面，提供了制备包含介电层的电子器件的方法，所述介电层包括含有用组成通式{(Sr1-xCax)O}m·(Ti1-yZry)O2表示的主成分的介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的x满足0≤x≤1.00，所述组成通式中的y满足0≤y≤0.20，其特征为通过采用组成通式{(Sr1-xCax)O}m’·(Ti1-yZry)O2表示的起始材料制备介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值m’满足m’＜m。本专利技术人已弄清楚的是，当制备含有用组成通式(AO)m·BO2表示的主成分的介电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备包含介电层的电子器件的方法，所述介电层包括含有以组成通式（ＡＯ）↓［ｍ］.ＢＯ↓［２］表示的主成分的介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的元素Ａ是选自Ｓｒ、Ｃａ和Ｂａ的至少一种元素，而所述组成通式中的元素Ｂ是选自Ｔｉ和Ｚｒ的至少一种元素，其特征为通过采用以组成通式（ＡＯ）↓［ｍ’］.ＢＯ↓［２］表示的材料制备所述介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩尔比值ｍ’满足ｍ’＜ｍ。

【技术特征摘要】
JP 2000-3-30 93416/001.一种制备包含介电层的电子器件的方法，所述介电层包括含有以组成通式(AO)m·BO2表示的主成分的介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的元素A是选自Sr、Ca和Ba的至少一种元素，而所述组成通式中的元素B是选自Ti和Zr的至少一种元素，其特征为通过采用以组成通式(AO)m’·BO2表示的材料制备所述介电陶瓷组合物，其中所述组成通式中的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井隆史，渡边康夫，高桥三喜夫，佐藤阳，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]