层合陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术提供可以在还原气氛下、于１０８０℃以下进行烧结，并且介电常数为２０００以上，温度特性满足Ｘ７Ｒ特性或Ｘ８Ｒ特性、寿命特性良好的层合陶瓷电容器，其特征在于，内部电极４由Ｃｕ或Ｃｕ合金构成，电介质陶瓷３由在截面处观察时的直径平均值为４００ｎｍ以下的粒子８和晶粒边界１２构成，上述粒子８由具有磁畴图案１１的电介质９和形成于该电介质表面的壳１０构成，设在截面处观察时的上述粒子的直径平均值为Ｄ、上述壳的厚度平均值为ｔ时，ｔ／Ｄ为２％～１０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内部电极由贱金属构成的层合陶瓷电容器，特别涉及使用Cu作为内部电极的层合陶瓷电容器。
技术介绍
用于便携设备、通信设备等电子设备中的层合陶瓷电容器越来越 要求小型化和大容量化。另外，也提高了对可靠性的要求，所以需要介电常数的温度特性(TC)平坦、高温加速寿命特性(以下称为寿命 特性)良好的层合陶瓷电容器。作为得到上述小型大容量的层合陶资电容器的方法，例如，有使 用特开平5-9066号公报中公开的非还原性电介质陶瓷组合物的方法。 但是，上述电介质陶瓷组合物为了具有耐还原性而添加了各种添加 物。因此，为了烧结该电介质陶瓷组合物，需要110(TC以上的烧成温 度。另外，内部电才及也必须^f吏用熔点高的Ni。另夕卜，从能量效率方面考虑，提出了由能够在1000。C左右的低温 下烧成的材料构成的层合陶瓷电容器。例如，有使用特开平5-217426 号公报中公开的能够与Cu等内部电极材料同时烧成的非还原性电介 质陶资组合物的方法。上述电介质陶瓷组合物虽然温度特性平坦，但 介电常数低，所以，难以得到小型大容量的层合陶瓷电容器。为了得到温度特性平坦、介电常数高(s22000)的层合陶瓷电容 器，例如，有使用特开平10-308321号公报中公开的由具有芯壳 (Core-Shell)结构的烧结体粒子(grain)构成的电介质陶瓷的方法。 上述芯壳结构必须使Mg等添加物在结晶粒子中扩散。但是，为了使 添加物在结晶粒子中扩散，需要1100。C以上的烧成温度。[专利文献1]特开平5-9066号公报[专利文献2]特开平5-217426号公报 [专利文献3]特开平10-308321号公才艮
技术实现思路
本专利技术的目的是提供能够在还原气氛下在1080。C以下进行烧成、介 电常数为2000以上、温度特性满足X7R特性或X8R特性的层合陶瓷电谷备。本专利技术中，作为第一解决方案，提出一种层合陶瓷电容器，该层合 陶瓷电容器具有大致长方体形状的陶瓷层合体、在该陶瓷层合体中间隔 电介质陶瓷相对置并交替引出到不同的端面而形成的内部电极、和形成 于上述陶资层合体的两个端面并与引出到该端面的上述内部电极分别 电连接的外部电极，上述内部电极由Cu或Cu合金构成，上述电介质陶 瓷由在截面处观察时的直径平均值为400nm以下的粒子和晶粒边界构 成，是以BaTi03 (BT)为主体的钓钛矿型电介质材料的烧结体，上述 粒子由具有磁畴图案(domain pattern)的电介质和形成于该电介质表面 的壳构成。根据上述第一解决方案，能够得到温度特性满足X7R特性或X8R 特性的层合陶乾电容器。另外，通过在1080。C以下较低温度的还原气氛 中进行烧成，能得到介电常数为2000以上的电介质陶瓷，所以能得到 小型大容量的层合陶瓷电容器。作为第二解决方案，提出设在截面处观察时的上述粒子的直径平均值为D、上述壳的厚度平均值为t时，t/D为2%~10%的层合陶瓷电容器。 根据上述第二解决方案，能得到温度特性满足X7R特性或X8R特性、 具有在150°C-20V/|Lmi的环境中24小时以上不劣化的寿命特性的层合陶 瓷电容器。作为本专利技术的第三解决方案，提出夹持在上述内部电极中的上述电 介质陶瓷中分布有Cu的层合陶瓷电容器。才艮据上述第三解决方案，通 过在电介质陶瓷中分布Cu，升高了壳和晶粒边界的势垒，所以，即使是 在1080。C以下的较低温度的还原气氛下烧结的电介质陶瓷，也能得到充 分的绝缘性，提高高温加速寿命特性。根据本专利技术能够得到下述层合陶瓷电容器，其能够在还原气氛下在1080。C以下进行烧结，介电常数为2000以上，温度特性满足X7R特性 或X8R特性。附图说明[图1]本专利技术的层合陶瓷电容器的模式截面示意图。 [图2]图1中A部分的》文大图。 [图3]粒子微细结构的模式示意图。[图4]粒子的直径平均值与壳厚度平均值的测定方法示意图。符号说明1层合陶瓷电容器2陶瓷层合体3电介质陶瓷4内部电杉L5外部电才及6第一镀层7第二镀层8粒子9电介质10壳11磁畴图案 12晶粒边界具体实施方式下面说明本专利技术的层合陶瓷电容器的实施方案。根据该实施方案得 到的层合陶瓷电容器l如图l所示，具有由层状重叠的电介质陶瓷3、 间隔该电介质陶瓷相对向形成的内部电极4构成的陶瓷层合体2。在陶瓷层合体2的两个端面上形成外部电极5,使其与内部电极电连接，根 据需要在外部电极上形成第一镀层6、第二镀层7。电介质陶瓷3如图2所示，由粒子8和晶粒边界12构成。上述粒子 8如图3所示，由电介质9和形成于该电介质9表面上的壳IO构成，电 介质9具有条状磁畴图案11 。该磁畴图案是用TEM (透射电子显微镜) 观察电介质陶瓷的截面时看到的图案，是因结晶粒子自发极化而呈现的 图案。由于电介质9和壳10的光学特性不同，所以能比较明确地观察 到其交界线。壳IO是通过在烧成过程中，例如稀土类化合物或Mn化合物等添加 物以及电介质9的一部分熔融于变成液相的烧结助剂中，形成固溶体， 在电介质9表面再析出而形成的。该壳IO的绝缘电阻高于电介质9，所 以，其厚度越厚越能提高寿命特性。作为稀土类化合物，可以举出选自 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu及Y 中的至少一种物质的氧化物。另夕卜，作为Mn化合物，可以举出MnO、 MnC03或Mii304等氧化物。晶粒边界12存在于粒子与粒子之间的部分， 其中含有成为液相的烧结助剂、添加物。温度特性取决于粒子的大小、电介质和壳的平衡。为了得到X7R特 性或X8R特性的层合陶瓷电容器，使用上述粒子的直径平均值为400nm 以下的电介质陶乾。粒子的直径平均值在400nm以下时，与直径平均值 超过400nm的情形相比，粒子本身的介电常数降低，所以，介电常数的 温度变化小，能够在较广温度范围内得到平坦的温度特性。另外，为了 同时得到良好的寿命特性和X7R特性或X8R特性这样的温度特性，使 用下述电介质陶瓷，设该电介质陶瓷的上述粒子的直径平均值为D、上 述壳的厚度平均值为t时，t/D为2% 10%。需要说明的是，所谓X7R 特性是指以25。C时的介电常数为基准，在-55。C 125。C温度范围内介电 常数的变化率为±15%的特性。所谓X8R特性是指以25。C时的介电常数 为基准，在-55。C 150。C温度范围内介电常数的变化率为±15%的特性。下面基于图4说明计算粒子的直径平均值D以及壳的厚度平均值t 的方法。首先，用TEM放大观察电介质陶资层的截面，如下所述对一个粒子8进行测定。画出包围粒子8的圆X0，然后画出4条线段X1、 X2、 X3及X4,将该圆XO八等分。测定线段XI落入粒子8中的长度L。 然后测定从电介质9和壳10的交界线至晶粒边界的宽Wl及W2，计算 (W1+W2)/2=W。也对线段X2、 X3及X4进行L和W的计算，从而 计算出1个粒子的L和W的平均值。接下来，对100个粒子进行上述 计算，由L的平均值求出粒子的直径平均值D,由W的平均值求出t。另外，电介质陶瓷3由以BaTi03为主体的钓钛矿型电介质材料的烧 结体构成时，能得到介电常数为2000以上的电介质陶瓷。作为以BaTi03 为主体的钓钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层合陶瓷电容器，具有大致长方体形状的陶瓷层合体、在所述陶瓷层合体中间隔电介质陶瓷相对置并交替引出到不同的端面而形成的内部电极、和形成于所述陶瓷层合体的两个端面并与引出到该端面的所述内部电极分别电连接的外部电极，其特征在于，所述内部电极由Ｃｕ或Ｃｕ合金构成，所述电介质陶瓷由在截面处观察时的直径平均值为４００ｎｍ以下的粒子和晶粒边界构成，是以ＢａＴｉＯ↓［３］为主体的钙钛矿型电介质材料的烧结体，所述粒子由具有磁畴图案的电介质和形成于所述电介质表面的壳构成。

【技术特征摘要】
JP 2006-9-15 281923/20061、 一种层合陶瓷电容器，具有大致长方体形状的陶瓷层合体、 在所述陶瓷层合体中间隔电介质陶瓷相对置并交替引出到不同的端面而形成的内部电;f及、和形成于所述陶瓷层合体的两个端面并与引出 到该端面的所述内部电极分别电连接的外部电极，其特征在于， 所述内部电极由Cu或Cu合金构成，所述电介质陶瓷由在截面处观察时的直径平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹冈伸介，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]