陶瓷粉末、导电浆、层积陶瓷电子部件及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是对于层积陶瓷电子部件，抑制裂纹的发生，提高制造成品率。对于电介质陶瓷层和内部电极层交互层积而成的层积陶瓷电子部件，作为添加到用来形成内部电极层的导电浆中的陶瓷粉末，使用具有钙钛矿型晶体构造，并且正方晶相的含量Ｗｔ与立方晶相的含量Ｗｃ的重量比Ｗｔ／Ｗｃ小于２的陶瓷粉末。正方晶相和立方晶相的重量比Ｗｔ／Ｗｃ是由利用Ｒｉｅｔｖｅｌｄ法的多相解析求出的。陶瓷粉末例如是钛酸钡粉末。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件中，作为共材添加到内部电极层的陶瓷粉末，尤其涉及用于改善层积陶瓷电子部件绝缘性的陶瓷粉末。进而，涉及使用所述陶瓷粉末的导电浆、层积陶瓷电子部件及其制造方法。
技术介绍
例如作为层积陶瓷电子部件之一的层积陶瓷电容器，具有多个电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的构造，作为小型、大容量、高可靠性的电子部件而广泛应用。在一台电子机器中使用多个层积陶瓷电容器的情况也并不罕见。近年来，电子机器逐渐变得小型化和高性能化，随之而来对层积陶瓷电容器也要求越来越高的小型化、大容量化、低价格化、高可靠性化等。从而，为了对应于该要求例如使层积陶瓷电容器小型化、大容量化，需要使电介质陶瓷层变薄，或者增加层积数目。如果使构成层积陶瓷电容器的电介质陶瓷层变薄，或者增加层积数目，则能够实现所述小型化和大容量化。但是，当考虑所述电介质陶瓷层的薄层化或增加层积数目时，如果使用以Pd等贵金属为主要成分的内部电极用导电浆来形成内部电极层，从制造成本等方面来看是不利的。如果使用以Pd等贵金属为主要成分的内部电极用导电浆来形成内部电极层，随着层积数目增加，电极形成成本会显著提高。因此，开发出了以Ni等贱金属为主要成分的内部电极用导电浆，使用该导电浆形成内部电极层的层积陶瓷电容器等就变得比较实用。只是，如果由所述以Ni等贱金属为主要成分的内部电极用导电浆形成内部电极层，则例如电介质陶瓷层的厚度在10μm以下，或者层积数目在100层以上时，内部电极层的收缩、膨胀和电介质陶瓷层的收缩行为的差异引起的影响变得显著，导致发生剥离(分层)或裂纹(结构缺陷)，引起制造成品率恶化的问题。为了解决上述问题，在烧成工序中抑制Ni粉末收缩是有效的，因此在用来形成内部电极层的内部电极用导电浆中添加与电介质浆中含有的陶瓷粉末同质的粉末材料作为共材(例如参照专利文献1等)。通过在所述导电浆中添加共材，可以使导电浆的烧结起始温度接近于陶瓷成型体的烧结起始温度，并且使烧结时的收缩率接近于陶瓷成型体，来抑制所述裂纹的产生。或者，也可以改变构成电介质陶瓷层的陶瓷的组成，或者改变烧成条件或再氧化处理条件等(例如参照专利文献2等)。在专利文献2中，公开了一种层积陶瓷电子部件的制造方法，其中，外层陶瓷层在烧成时收缩率变化率最大的温度和内部电极层积部的陶瓷层在形成内部电极状态下的烧成时的收缩率变化率最大的温度之差在60℃以下，并且，与构成内部电极层积部的陶瓷层的陶瓷的A位置离子的摩尔浓度A和B位置离子的摩尔浓度B之比A/B相比，外层陶瓷层的摩尔比A/B要更低。专利文献1特开2005-347288号公报专利文献2特开2004-221268号公报
技术实现思路
但是，随着层积陶瓷电子部件的进一步的小型化和大容量化，仅靠上述以往的技术是无法解决问题的。也即，层积陶瓷电子部件进一步向小型化、大容量化发展时，Ni部分(内部电极层)在元件全体中所占的比例就增高，上述的分层或裂纹等问题就变得更为显著，即使采用上述对策，也会有裂纹产生率高，制品成品率恶化等问题。本专利技术就是鉴于上述的现有技术情况而进行的，目的在于提供即使是想进一步实现构成层积陶瓷电子部件的电介质陶瓷层的薄层化和增加其层积数目的情况下，也能够减少裂纹发生，提高制造成品率的陶瓷粉末和导电浆。另外，本专利技术通过提供所述陶瓷粉末和导电浆，可以实现绝缘性和高温负荷时的耐久性优异的可靠性高的层积陶瓷电子部件，进而提供其制造方法。为了达到上述目的，本专利技术人等进行了长期的研究。具体讲，对于用作层积陶瓷电子部件的内部电极层的共材的陶瓷粉末进行了更加详细的分析。其结果，发现具有钙钛矿型晶体构造的陶瓷粉末中含有正方晶系(Tetragonal)相和立方晶系(Cubic)相，并且要想减少层积陶瓷电子部件发生裂纹，将这些正方晶相和立方晶相的比率(重量比)最优化是有效的，以至完成了本专利技术。本专利技术就是基于上述的见解而完成的。也即，本专利技术的陶瓷粉末是添加到用来形成电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件的所述内部电极层的导电浆中的陶瓷粉末，具有钙钛矿型晶体构造，将正方晶相的含量Wt与立方晶相的含量Wc的重量比Wt/Wc记为X时，X＜2。另外，本专利技术的导电浆是用来形成电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件的所述内部电极层的导电浆，特征为含有导电材料和陶瓷粉末，作为该陶瓷粉末使用上述的陶瓷粉末。进而，本专利技术的层积陶瓷电子部件是电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件，所述内部电极层是由所述导电浆形成电极前驱体层后，将其烧成而形成；本专利技术的层积陶瓷电子部件的制造方法的特征为，由电介质浆和导电浆交互层积形成电介质生片和电极前驱体层后，将其烧成而制成层积陶瓷电子部件时，作为该导电浆使用上述导电浆。至今，关于用作导电浆的共材的陶瓷粉末，应当使用何种陶瓷粉末几乎没有研究。基本上，使用与用来形成电介质陶瓷层的陶瓷粉末相同的陶瓷粉末。在本专利技术中对于所述用作为共材的陶瓷粉末进行了反复的解析，并将其最优化。例如，就具有钙钛矿型晶体构造的钛酸钡来讲，随着比表面积变化，X射线衍射曲线也会变化。本专利技术人等推测所述X射线衍射曲线的变化是由正方晶相和立方晶相的混相引起的，对于X射线衍射图进行了利用Rietveld法的多相解析(例如假定为正方晶相和立方晶相的2相的2相解析)的结果，发现与所述推测相当一致，确认所述推测是正确的。进而解析的结果，发现根据钛酸钡的制造条件等不同所述正方晶相和立方晶相的比率会发生变化，由此对其特性带来影响。也即，对于作为共材添加到内部电极层中的陶瓷粉末来说，将正方晶相的含量Wt与立方晶相的含量Wc的重量比Wt/Wc记为X时，如果X＜2，则可以减少裂纹发生。在本专利技术中，作为选择原料(陶瓷粉末)的指标，采用了正方晶相的含量Wt与立方晶相的含量Wc的重量比Wt/Wc(＝X)。通过使用根据该指标选择的陶瓷粉末作为形成内部电极层时的共材，例如随着小型化或大容量化对构成层积陶瓷电容器的电介质陶瓷层进行薄层化或增加层积数目时，也可以减少裂纹发生，提高层积陶瓷电子部件的制造成品率。附图说明图1是表示层积陶瓷电容器的一个构成例子的简要截面图；图2的(a)～(b)是表示钛酸钡粉末的X射线衍射曲线的变化状态的示意图，其中的X射线衍射图是2θ在44°～46°附近的图；图3的(a)是表示正方晶相和立方晶相的X射线衍射曲线，(b)是假设为混相时的X射线衍射曲线，其中的X射线衍射图是2θ在44°～46°附近的图。图中，1是层积陶瓷电容器；2是电介质陶瓷层；3是内部电极层；4、5是外部电极；6是外装电介质层。具体实施例方式下面，详细地说明适用本专利技术的陶瓷粉末及导电浆，进而使用它们的层积陶瓷电子部件(在这里是层积陶瓷电容器)及其制造方法。首先，说明使用本专利技术的陶瓷粉末的层积陶瓷电容器。如图1所示，对于层积陶瓷电容器1来说，多个电介质陶瓷层2和内部电极层3交互层积而构成了元件本体。内部电极层3被层积成在元件本体的对置的两端面上，各侧端面交互露出，元件本体的两侧端部形成有可与内部电极层3导通的一对外部电极4、5。另外，元件本体中，所述电介质陶瓷层2和内部电极层3的层积方向的两端部分上配置有外装电介质层6，该外装电介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷粉末，其为添加到用来形成电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件的所述内部电极层的导电浆中的陶瓷粉末，其特征在于，具有钙钛矿型晶体构造，并且将正方晶相的含量Ｗｔ与立方晶相的含量Ｗｃ的重量比Ｗｔ／Ｗｃ记为Ｘ时，Ｘ＜２。

【技术特征摘要】
JP 2006-3-10 2006-0659451.一种陶瓷粉末，其为添加到用来形成电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件的所述内部电极层的导电浆中的陶瓷粉末，其特征在于，具有钙钛矿型晶体构造，并且将正方晶相的含量Wt与立方晶相的含量Wc的重量比Wt/Wc记为X时，X＜2。2.根据权利要求1所述的陶瓷粉末，其特征在于，所述正方晶相的含量Wt和立方晶相的含量Wc是由利用Rietveld法的多相解析求出的值。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷粉末，其特征在于，比表面积为10m2/g以上。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的陶瓷粉末，其特征在于，主要成分为钛酸钡粉末。5.一种导电浆，其为用来形成电介质陶瓷层和内部电极层交互层积的层积陶瓷电子部件的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：原治也，渡边康夫，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]