多层陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术涉及一种多层陶瓷电容器，其包括：一对外部电极；第一内部电极，其包含贱金属并且连接到上述外部电极中的一个；电介质层，其层叠在第一内部电极上并且包含陶瓷材料和上述贱金属；以及第二内部电极，其层叠在电介质层上，包含上述贱金属，并且连接到上述一对外部电极中的另一个，五个区域中每一个的贱金属浓度在该五个区域的贱金属浓度均值的±20％内，上述五个区域是在第一内部电极和第二内部电极之间在层叠方向上距离第一内部电极和第二内部电极50nm的两位置之间的区域的等分区域，在第一内部电极和第二内部电极之间电介质层中在层叠方向上的平均晶粒数量为三个或更少。

【技术实现步骤摘要】
多层陶瓷电容器
本专利技术的某方面涉及一种多层陶瓷电容器。
技术介绍
为了实现小型大容量的多层陶瓷电容器，已经减薄了电介质层并且增加了层叠电介质层的数量。决定着多层陶瓷电容器的特性的电介质层的设计是重要的。例如，公开了将Ni扩散到内部电极之间距离的3％至30％以改善电容的温度特性的技术(例如，参见日本专利申请公开第10-4027号，下文称为专利文献1)。日本专利申请公开第2012-129508号(以下称为专利文献2)公开了一种通过管理构成电介质层的介电陶瓷组合物的晶界中的Mg丰度和Si丰度而提高多层陶瓷电子部件的静电电容的相对介电常数和温度特性的技术。另外，其公开了通过控制晶界中的Ni丰度来改善高温下的寿命。但是，在专利文献1的技术中，由于在层叠方向上贱金属未在电介质层的中央部扩散，因此，贱金属的浓度可能在层叠方向上局部较高。具有高浓度贱金属的部分使电介质层的介电常数降低。专利文献2的技术没有公开电极之间的电介质层在层叠方向上的贱金属浓度分布。另外，没有对烧结后的晶粒进行说明，并且没有描述单个电介质层中的晶粒数量。因此，没有关于抑制绝缘电阻的差异的描述。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种多层陶瓷电容器，其包括：一对外部电极；第一内部电极，其包含贱金属并且连接到所述一对外部电极中的一个；电介质层，其层叠在所述第一内部电极上并且包含陶瓷材料和所述贱金属；以及第二内部电极，其层叠在所述电介质层上，包含所述贱金属，并且连接到所述一对外部电极中的另一个，其中五个区域的每一个中的贱金属浓度在所述五个区域中的贱金属浓度的均值的±20％内，所述五个区域通过在层叠方向将所述电介质层的区域等分为五个而得到，所述电介质层的所述区域位于所述第一内部电极和所述第二内部电极之间在所述层叠方向上从与所述第一内部电极相距50nm的位置到与所述第二内部电极相距50nm的位置，并且在所述第一内部电极和所述第二内部电极之间所述电介质层在层叠方向上的平均晶粒数量为三个或更少。附图说明图1是多层陶瓷电容器的局部横截面透视图；图2是沿图1中的A-A线的横截面视图；图3是图2的局部放大图；图4示出晶粒和晶界；图5是示出制造多层陶瓷电容器的方法的流程图；且图6示出实施例和比较例。具体实施方式将参考附图给出对实施方式的描述。实施方式将描述多层陶瓷电容器。图1是多层陶瓷电容器100的局部横截面透视图。如图1所示，多层陶瓷电容器100包括具有长方体形状的多层芯片10，以及位于多层芯片10的相对端面上的外部电极20和外部电极30。外部电极20和外部电极30包含贱金属材料。多层芯片10具有如下的结构，该结构设计成具有交替层叠的包含陶瓷材料用作电介质的电介质层11和包含贱金属材料的内部电极层12。内部电极层12的端缘交替地露出至多层芯片10的外部电极20所处的端面以及多层芯片10的外部电极30所处的端面。由此，内部电极层12交替地电连接到外部电极20和外部电极30。这种结构使得多层陶瓷电容器100具有如下的结构，其中多个电介质层11隔着内部电极层12而层叠。另外，在多层芯片10中，电介质层11和内部电极层12层叠的方向(下文称为层叠方向)上的两端面被覆盖层13所覆盖。覆盖层13的材料是，例如与电介质层11的材料相同。多层陶瓷电容器100具有例如0.2mm的长度、0.1mm的宽度和0.3mm的高度，或0.6mm的长度、0.3mm的宽度和0.3mm的高度，或1.0mm的长度、0.5mm的宽度和0.5mm的高度，或3.2mm的长度、1.6mm的宽度和1.6mm的高度，或4.5mm的长度、3.2mm的宽度和2.5mm的高度，但是尺寸不限于上述尺寸。外部电极20和外部电极30以及内部电极层12主要由诸如镍(Ni)、铜(Cu)或锡(Sn)的贱金属构成。电介质层11主要由具有由通式ABO3所表示的钙钛矿结构的陶瓷材料构成。钙钛矿结构包括具有非化学计量组成的ABO3-α。包含在内部电极层12中的贱金属以氧化物的形式扩散到电介质层11中。由此，贱金属分布在电介质层11中。当电介质层11中的贱金属浓度在层叠方向上局部较高时，介电常数降低。因此，在以下的实施方式中，将对能够抑制介电常数降低的多层陶瓷电容器进行说明。作为示例，实施方式将集中于Ni作为包含在内部电极层12中的贱金属且BaTiO3(钛酸钡)作为包含在电介质层11中的具有钙钛矿结构的陶瓷材料。图2是沿图1中的A-A线的横截面视图。夹在两个内部电极层12之间的电介质层11在层叠方向上具有均匀的Ni浓度，两个内部电极层12中的一个连接到外部电极20且另一个连接到外部电极30。由此，在电介质层11中抑制了局部具有高Ni浓度的区域的存在。结果，可以抑制电介质层11的介电常数降低。另外，电介质层11的介电常数降低被抑制，使得其中层叠多个电介质层11的多层陶瓷电容器100的电容稳定。结果，能够减少多个多层陶瓷电容器100之间的电容差异。结果，使如下的电容异常减少，其中电容甚至超出产品平均电容的正态分布的下侧20％范围并偏离正态分布。结果，可以减少电容意外地降至低于电容的容许极限的下限这种电容异常。这里，高电场中的漏电流的电流值倾向于由晶界支配。这种趋势显著地可见于具有高介电常数的BaTiO3多晶基电介质中。从内部电极层12向晶界扩散的贱金属不均匀存在是漏电流不均一的原因之一，并且可能引起绝缘电阻的个体差异。因此，在本实施方式中，使得相邻的两个内部电极层12之间电介质层11在层叠方向上的平均晶粒数量为三个或更少。在该结构中，在晶粒生长过程中分布在晶界中的Ni被引入到晶粒中，因此可以抑制绝缘电阻的不均一(个体差异)，同时使电介质层11中的Ni浓度均衡。接下来，将描述术语“均匀Ni浓度”。图3是多层陶瓷电容器100的横截面的局部放大图，示意性地放大了图2中用圆圈表示的任一区域。省略阴影。如图3所示，在两个相邻的内部电极层12的相对面之间在层叠方向上，从与一个内部电极层12相距50nm的位置到与另一内部电极层12相距50nm的位置的区域，虚拟地被分为五个相等的区域。最靠近内部电极层12的两个测量区域被称为端部1，中央测量区域被称为中央部3，端部1和中央部3之间的测量区域被称为端部2。当通过划分成五个相等区域而获得的五个测量区域中每一个中的Ni浓度在五个测量区域的Ni浓度均值的±20％内时，则两个相邻内部电极层12之间的电介质层11在层叠方向上的Ni浓度被定义为均匀的。采用与内部电极层12相距50nm的区域的原因，是因为内部电极层12的Ni的反射可能妨碍精确测量。另外，使得测量区域的宽度为电介质层11在层叠方向上的厚度的1倍至1.5倍。各测量区域中的电介质层11在层叠方向上的两端面位于在整个区域上的平面图中两个相邻的内部电极层12彼此重叠的区域。这里两个相邻的内部电极层是指产生电容的电极。也就是说，两个相邻的内部电极层是这样的内部电极层，其中一个连接到外部电极20且另一个连接到外部电极30。接着将对Ni浓度的测定方法给出说明。可以通过测量电介质层11在层叠方向上的Ni原子分布来计算Ni浓度。Ni原子分布可以通过透射电子显微镜等来测定。例如，可以使用TEM-EDS(由JEOLLtd.制造的TEMJEM-2100F)、EDS检测器(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层陶瓷电容器，包括：一对外部电极；第一内部电极，其包含贱金属并且连接到所述一对外部电极中的一个；电介质层，其层叠在所述第一内部电极上并且包含陶瓷材料和所述贱金属；以及第二内部电极，其层叠在所述电介质层上，包含所述贱金属，并且连接到所述一对外部电极中的另一个，其中五个区域的每一个中的所述贱金属的浓度在所述五个区域中的所述贱金属的浓度均值的±20％内，所述五个区域通过在层叠方向将所述电介质层的区域等分为五个而得到，所述电介质层的所述区域位于所述第一内部电极和所述第二内部电极之间在所述层叠方向上从与所述第一内部电极相距50nm的位置到与所述第二内部电极相距50nm的位置，且在所述第一内部电极和所述第二内部电极之间所述电介质层在层叠方向上的平均晶粒数量为三个或更少。

【技术特征摘要】
2016.06.20 JP 2016-1220041.一种多层陶瓷电容器，包括：一对外部电极；第一内部电极，其包含贱金属并且连接到所述一对外部电极中的一个；电介质层，其层叠在所述第一内部电极上并且包含陶瓷材料和所述贱金属；以及第二内部电极，其层叠在所述电介质层上，包含所述贱金属，并且连接到所述一对外部电极中的另一个，其中五个区域的每一个中的所述贱金属的浓度在所述五个区域中的所述贱金属的浓度均值的±20％内，所述五个区域通过在层叠方向将所述电介质层的区域等分为五个而得到，所述电介质层的所述区域位于所述第一内部电极和所述第二内部电极之间在所述层叠方向上从与所述第一内部电极相距50nm的位置到与所述第二内部电极相距50nm的位置，且在所述第一内部电极和所述第二内部电极之间所述电介质层在层叠方向上的平均晶粒数量为三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田浩一郎，谷口克哉，龙穣，岩崎誉志纪，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP