陶瓷原料粉末、电介质生片及陶瓷原料粉末和陶瓷电子部件的制造方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷原料粉末，其包含：含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的平均粒径为80nm或更大且150nm或更小；和氯，其中氯相对于陶瓷颗粒的B位元素的浓度为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。大且1.1atm％或更小。大且1.1atm％或更小。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷原料粉末、电介质生片及陶瓷原料粉末和陶瓷电子部件的制造方法


[0001]本公开的某方面涉及陶瓷原料粉末、电介质生片、制造陶瓷原料粉末的方法以及制造陶瓷电子部件的方法。

技术介绍

[0002]陶瓷电子部件如层叠陶瓷电容器具有被设计为包含交替堆叠的电介质层和内部电极层的结构。可以通过例如在日本专利申请公开第2009
‑
190912号和第2016
‑
94324号中公开的烧制陶瓷原料粉末来形成电介质层。

技术实现思路

[0003]期望陶瓷电子部件具有较小的尺寸和较大的电容。为满足这些要求，需要使电介质层薄层化。然而，当减小陶瓷原料粉末的粒径以使电介质层变薄时，可能出现晶粒过度生长。另一方面，防止晶粒过度生长可能使可靠性降低。
[0004]本公开的目的在于提供能够抑制晶粒过度生长和可靠性降低的陶瓷原料粉末、电介质生片以及制造陶瓷原料粉末的方法和制造陶瓷电子部件的方法。
[0005]根据实施方式的第一方面，提供陶瓷原料粉末，其包含：含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的平均粒径为80nm或更大且150nm或更小；和氯，其中氯相对于陶瓷颗粒B位元素的浓度为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。
[0006]根据实施方式的第二方面，提供制造陶瓷原料粉末的方法，包括以下步骤：合成含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒；以及将陶瓷颗粒的平均粒径调节为80nm或更大且150nm或更小，其中合成陶瓷颗粒的步骤包括：由钡化合物原料和陶瓷颗粒的B位元素的化合物原料合成陶瓷颗粒；和通过使钡化合物原料和B位元素的化合物原料中的至少一种含有氯或通过将合成的陶瓷颗粒与氯化合物混合将氯相对于B位元素的浓度调节为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。
[0007]根据实施方式的第三方面，提供电介质生片，其包含：含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒，该陶瓷颗粒的平均粒径为80nm或更大且150nm或更小；和氯，其中氯相对于陶瓷颗粒的B位元素的浓度为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。
[0008]根据实施方式的第四方面，提供制造陶瓷电子部件的方法，包括以下步骤：通过交替堆叠电介质生片和用于形成内部电极的导电膏体来形成层叠结构，该电介质生片包含含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒，和氯；烧制层叠结构，其中，在电介质生片中，陶瓷颗粒的平均粒径为80nm或更大且150nm或更小，并且氯相对于陶瓷颗粒的B位元素的浓度为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。
附图说明
[0009]图1是层叠陶瓷电容器的局部截面透视图；
[0010]图2是说明制造层叠陶瓷电容器的方法的流程图；且
[0011]图3A至图3D呈现实施例和比较例的结果。
具体实施例
[0012]在下文中将参考附图对实施方式进行描述。
[0013][实施方式][0014]图1是根据实施方式的层叠陶瓷电容器100的局部截面透视图。如图1所说明，层叠陶瓷电容器100包括：具有大致长方体形状的层叠芯片10；以及设置在层叠芯片10的彼此相对的两个端面的外部电极20a和20b。在除了层叠芯片10的两个端面以外的四个面中，除了堆叠方向上的上下两面之外的两个面称为侧面。外部电极20a和20b延伸到上下两面和两个侧面。然而，外部电极20a和20b在上下两面和两个侧面彼此隔开。
[0015]层叠芯片10具有被设计为具有交替堆叠的电介质层11和内部电极层12的结构。电介质层11包含作为电介质材料的陶瓷材料。内部电极层12包含贱金属材料。内部电极层12的端缘交替地露出至层叠芯片10的第一端面和层叠芯片10的不同于第一端面的第二端面。外部电极20a设置在第一端面上。外部电极20b设置在第二端面上。因此，内部电极层12交替地电连接到外部电极20a和外部电极20b。因此，层叠陶瓷电容器100具有这样的结构，在该结构中多个电介质层11堆叠，内部电极层12夹在电介质层11中的每两个之间。在由电介质层11和内部电极层12形成的层叠结构中，堆叠方向上的最外层是内部电极层12，并且层叠体的上下两面由覆盖层13覆盖。覆盖层13的主要成分是陶瓷材料。例如，覆盖层13的主要成分与电介质层11的主要成分相同。
[0016]例如，层叠陶瓷电容器100可以具有0.25mm的长度、0.125mm的宽度和0.125mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有0.4mm的长度、0.2mm的宽度和0.2mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有0.6mm的长度、0.3mm的宽度和0.3mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有1.0mm的长度、0.5mm的宽度和0.5mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有3.2mm的长度、1.6mm的宽度和1.6mm的高度。层叠陶瓷电容器100可以具有4.5mm的长度、3.2mm的宽度和2.5mm的高度。然而，层叠陶瓷电容器100的尺寸不限于以上尺寸。
[0017]内部电极层12的主要成分是贱金属，诸如镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)等。内部电极层12可以由贵金属诸如铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)或其合金制成。
[0018]电介质层11主要由具有由通式ABO3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
。在本实施方式中，采用具有钡(Ba)位于A位的钙钛矿结构的陶瓷材料。这类陶瓷材料的实例包括但不限于钛酸钡(BaTiO3)和具有钙钛矿结构的Ba1‑
x
‑
y
Ca
x
Sr
y
Ti1‑
z
Zr
z
O3(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)。
[0019]电介质层11例如通过烧制陶瓷原料粉末而得到。在本实施方式中，作为陶瓷原料粉末的实例，采用钛酸钡粉末。陶瓷原料粉末中包含的钛酸钡颗粒是通过以下步骤而合成：使用例如固相合成法将粒状钡化合物原料和粒状钛化合物原料混合，然后干燥并烧制所得材料。钡化合物原料为例如碳酸钡(BaCO3)。钛化合物原料为例如二氧化钛(TiO2)。
[0020]在生产钛化合物原料诸如二氧化钛的生产过程中，钛化合物原料中含有氯(Cl)。同样，在用于生产钡化合物原料诸如碳酸钡的生产过程中，钡化合物原料中可含有氯。所含氯的量根据生产过程的条件而变化。氯也将包含在陶瓷原料粉末中。取决于氯的量，钛酸钡
的物理性质、层叠陶瓷电容器100的烧结行为以及电特性发生改变。
[0021]为使层叠陶瓷电容器100具有较小的尺寸和较大的电容，期望使电介质层11薄层化。为使电介质层11薄层化，期望使用粒径小的陶瓷原料粉末。然而，粒径小的陶瓷原料粉末的比表面积大，因此反应性高。因此，在烧制过程中可能发生晶粒生长。另一方面，抑制晶粒生长可能使可靠性诸如寿命特性降低。专利技术人发现，当使用粒径小的陶瓷原料粉末时，通过调节氯的含量，使晶粒过度生长得到抑制且可靠性如寿命特性的降低得到抑制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷原料粉末，包含：含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的平均粒径为80nm或更大且150nm或更小，和氯，其中，氯相对于所述陶瓷颗粒的B位元素的浓度为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。2.根据权利要求1所述的陶瓷原料粉末，其中所述陶瓷颗粒是钛酸钡颗粒。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷原料粉末，其中所述陶瓷原料粉末中所包含的氯中的至少一部分呈氯化合物的形式。4.一种制造陶瓷原料粉末的方法，包括以下步骤：合成含钡的具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒；将所述陶瓷颗粒的平均粒径调节为80nm或更大且150nm或更小，其中，所述陶瓷颗粒的合成步骤包括：由钡化合物原料和所述陶瓷颗粒的B位元素的化合物原料合成所述陶瓷颗粒，以及通过使所述钡化合物原料和所述B位元素的化合物原料中的至少一种含有氯或通过将所合成的陶瓷颗粒与氯化合物混合，将氯相对于所述B位元素的浓度调节为0.2atm％或更大且1.1atm％或更小。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述陶瓷颗粒是钛酸钡颗粒。6.一种电介质生片，包含：含...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口克哉，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：