叠层陶瓷电容器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及耐电压性良好、而且可能大容量化和小型化的叠层陶瓷电容器及其制造方法。由于在形成导体层１２的导电性糊中混入含于陶瓷介电质层１１中的添加物，因此，在导体层近旁的陶瓷粒子２０形成很厚的外壳部２２。结果，耐电压特性提高，从而由陶瓷介电质层１１的薄层化所致大容量化和小型化成为可能。（*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质层和导体层交替叠层的叠层陶瓷电容器，特别涉及该介电质层的结构。叠层陶瓷电容器由以下工序制造。首先，制成泥浆。具体地说在BaTiO3等的陶瓷介电质粉体中加入添加物和粘合剂，通过将其用球磨机等搅拌、混合数小时，制成粘度适当的泥浆。其次，用例如刮浆刀法，由泥浆制成陶瓷坯片。用此刮浆刀法使泥浆在基膜上流动，借助与刮浆刀的间隙调整其厚度，此后，将其干燥即获得预定厚度的陶瓷坯片。其次，在陶瓷坯片上，以预定花纹涂布导电性糊。然后，将这些陶瓷坯片需用的片数叠层、压接，制成片叠层物。此后，将片叠层物切断成每个单元部件大小，将其烧成，制得烧结体。经此烧成工序，陶瓷坯片烧成为陶瓷介电质层；导电性糊烧成为导体层。最后，在此烧结体上涂布层电性糊并烧成之，形成外部电极。用以上工序，制造叠层陶瓷电容器。这样的叠层陶瓷电容器存在这样的课题即防止层离和裂纹的发生。作为离层等发生要因之一有在烧成时导电性糊和陶瓷坯片收缩行为的差异。为解决此课题，一般采用在形成导体层的导电性糊中混入用于制成泥浆的陶瓷介电质的技术(正在普及化)。再者，在这样的目的下，该混入导电性糊的材料被称为“共材”。然而，由于伴随着近年的叠层陶瓷电容器的大窬量和小型化，陶瓷介电质层在向薄层化发展，由上述共材的扩散反应所致陶瓷介电质层的物性变化已不能忽视。此外，还有这样的问题当将陶瓷介电质层薄层化时，耐电流特性恶化。本专利技术就是鉴于以上目的而完成的，本专利技术目的在于提供耐电压特性良好并且可能大容量和小型化的叠层陶瓷电容器及其制法。为了达成上述目的，在权利要求1的专利技术中提出了由陶瓷介电质层和导体层交替叠层所构成的叠层陶瓷电容器，其特征在于所述陶瓷介电质层含有具芯壳结构的陶瓷粒子；同时，该陶瓷粒子离导体层越近者，则其外壳部越厚。按照本专利技术，由于陶瓷介电质层具有如下芯壳结构，即处于导体层近旁的陶瓷粒子比离开导体层的陶瓷粒子其壳部的厚度大，故耐电压特性提高。因此，通过陶瓷介电质层的薄层化容易实现大容量化和小型化。这里所谓陶瓷粒子的芯壳结构是指作为陶瓷粒子的中心部的芯部与作为外壳部的壳部形成物理上、化学上不同的相结构。另外，陶瓷介电质层中的全部的陶瓷粒子不只是具有芯壳结构的。在本专利技术的第2项专利技术中提出的方案的特征在于，用TEM(透过型电子显微镜)观察时，具有芯壳结构的陶瓷粒子与不具有芯壳结构的陶瓷粒子的个数之比为9/1～7/3。按照本专利技术，在提高耐电压特性的同时，还可以提高介电常数。另外，在不具有芯壳结构的陶瓷粒子中，存在只是芯部分的粒子和只是壳部分的粒子。只是芯部分的陶瓷粒子发挥提高介电常数的作用，只是壳部分的陶瓷粒子发挥提高耐电压特性的作用。在本专利技术的第3项专利技术中提出的方案的特征在于，不具有芯壳结构的陶瓷粒子，存在于与导体层的界面或导体层附近。按照本专利技术，由于促进烧结并且只成为壳部分的陶瓷粒子具有优良的耐电压特性，所以，由于它存在于导体层的近旁，从而可以提高陶瓷介电质层全体的耐电压特性。此外，在本专利技术涉及的第四项专利技术中提出了叠层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于它由在第一陶瓷介电质粉体中混入第一添加物和粘合剂制成泥浆的工序；将此泥浆加工成片状，制成坯片的工序；将含有上述第一添加物中至少一成分的第二添加物和第二陶瓷介电质粉体混合成导电性糊，将该导电性糊涂布于坯片上的工序；将多个坯片叠层，制成叠层物的工序以及将此叠层物烧成的工序所组成。按照本专利技术，在烧成过程中，上述第二添加物从导电性糊向坯片扩散。此第二添加物含有在形成陶瓷介电质层的元素中的、上述第一添加物中的至少一成分，促进在导体层近旁的陶瓷粒子壳部的成长。因此，具有如下的芯壳结构，即，在导体层近旁的陶瓷粒子比离开导体层的陶瓷粒子其壳部的厚度大。因为按本专利技术所制造的叠层电容器其耐电压特性提高，因此，由于陶瓷介电质层的薄层化则容易实现大容量化和小型化。作为本专利技术优选方案的一例，在专利技术5中提出的方案的特征在于，在专利技术4中所述的叠层陶瓷电容器的制造方法中，上述第1介电质粉体和第2陶瓷介电质粉体是同一组成，另外，在专利技术6中，上述第2陶瓷介电质粉体的粒径是上述第1介电质粉体粒径的一半以下。作为本专利技术的另一优选方案，在专利技术7中，在上述第2添加物中，含有促进陶瓷电介质层的烧结的成分。作为本专利技术适当形态的一例，在专利技术3中提出按专利技术2所述记载的叠层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于所述第二陶瓷介电质粉体的粒径是所述第一陶瓷介电质粉体粒径的一半以下。参照附图对本专利技术所涉及的一个实施形态的叠层陶瓷电容器进行说明。附附图说明图1是叠层陶瓷电容器的部分切口斜视图；附图2是叠层陶瓷电容器的放大剖视图。如附图1所示，此叠层陶瓷电容器10具有由陶瓷介电质层11和导体层12交替叠层成略呈长方体形状的叠层体13以及在叠层体13两端所形成连接于所述导体层12的外部电极14。这里，导体层12对两端的外部电极14交替连接。即，一端外部电极14隔一层与导体层12连接，而另一端外部电极14则与不同上述一端外部电极14连接的导体层12连接。陶瓷介电质层11由例如具有BaTiO3系强介电性的陶瓷烧结体构成。导体层12由例如Pd、Ag等贵金属材料和Ni等贱金属材料构成。叠层体13是将印刷过导电性糊的陶瓷坯片多个叠层，再将其烧结而成。由此，烧结陶瓷坯片形成陶瓷介电质层11；烧结导电性糊形成导体层12。外部电极14由例如Ni、Ag等金属材料构成。如附图2所示那样，陶瓷介电质层11含有具芯壳结构的陶瓷粒子20和无芯壳结构的陶瓷粒子30。两者的构成比例是具有芯壳结构的陶瓷粒子20∶无芯壳结构的陶瓷粒子30约为9∶1～7∶3，在本实施形态中约8∶2。所谓陶瓷粒子的芯壳结构是这样的结构作为陶瓷粒子的中心部的芯部21与作为外壳部的壳部22形成在化学上、物理上不相同的相。又，具有芯壳结构的陶瓷粒子20越靠近导体层12则其壳部22就越厚。参照附图3对该叠层陶瓷电容器的制造方法加以说明。附图3是叠层陶瓷电容器的工序图。首先，在第一陶瓷介电质体粉末中混入第一添加物和粘合剂，制成泥浆(步骤S1)。这里，作为第一陶瓷介电质粉体使用平均粒径0.35μm的BaTiO3粉体。作为第一添加物主要使用稀土元素的氧化物，具体地说用MgO、Ho2O3、Sm2O3以及作为烧结辅助剂的BaSiO3的混合粉体。其次，将此泥浆用刮浆刀法等制成片状，得到陶瓷坯片(步骤S2)。另一方面，制成为形成导体层的导电性糊(步骤S3)。此导电性糊是由Pd、Ag等贵金属和Ni等贱金属所构成的金属材料粉末、第二陶瓷介电质粉体和第二添加物以及粘合剂混合而成。这里，金属材料粉体是形成导体层的主材料，本实施形态使用Ni。上述第二陶瓷介电质是为了在烧成过程中使其与陶瓷坯片的收缩行为一致而混入者，因此，以与上述第一陶瓷介电质的收缩行为近似者为宜。在本实施形态中，使用了与第一陶瓷介电质粉体有相同的组成、并且其平均粒径是一半以下者。上述第二添加物是用于促进壳部在陶瓷坯片的陶瓷粒子中成长。此第二添加物含有上述第一添加物中的至少一成分。在本实施形态中，作为第二添加物使用了MgO、Sm2O3和BaSiO3的混合粉体。其次，在上述陶瓷坯片上按预定花纹印刷导电性糊(步骤S4)，随后，将此陶瓷坯片叠层、压接，得到片叠层体(步骤S5)。其次，本文档来自技高网...

【技术保护点】
叠层陶瓷电容器，它是由陶瓷介电质层和导体层交替叠层构成的叠层陶瓷电容器，其特征在于：所述陶瓷介电质层含具有芯壳结构的陶瓷粒子；同时，该陶瓷粒子离导体层越近者，则其外壳部越厚。

【技术特征摘要】
JP 2000-2-3 26461/001．叠层陶瓷电容器，它是由陶瓷介电质层和导体层交替叠层构成的叠层陶瓷电容器，其特征在于所述陶瓷介电质层含具有芯壳结构的陶瓷粒子；同时，该陶瓷粒子离导体层越近者，则其外壳部越厚。2．按权利要求1所述的叠层陶瓷电容器，其特征在于，所述介电质层含具有芯壳结构的陶瓷粒子和不具有芯壳结构的陶瓷粒子，用TEM观察到的具有芯壳结构的陶瓷粒子和不具有芯壳结构的陶瓷粒子的个数比为9/1～7/3。3．按权利要求2所述的叠层陶瓷电容器，其特征在于，上述不具有芯壳结构的陶瓷粒子存在于与导体层的界面和导体层的附近。4．叠层陶瓷电容器的制造方法，其特征在于具有如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：茶园広一，
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]