陶瓷电子器件、电介质材料和陶瓷电子器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种陶瓷电子器件，该陶瓷电子器件包括交替层叠的电介质层和内部电极层，其中电介质层中含有氧化钇稳定的氧化锆和作为主要成分的(Ca

【技术实现步骤摘要】
陶瓷电子器件、电介质材料和陶瓷电子器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷电子器件、电介质材料和陶瓷电子器件的制造方法。

技术介绍

[0002]已知有内部电极层和电介质层交替层叠的陶瓷电子器件例如层叠陶瓷电容器。陶瓷电子器件通过以下方法制造：将用于形成内部电极层的导电金属膏和用于电介质层的电介质生片层叠，并对层叠的结构进行烧制。在烧制过程中，含有金属作为主要成分的内部电极层比电介质层收缩得更快，因此这些层中会出现裂缝。为了防止这种情况发生，有效的方法是降低烧制温度。例如，日本专利申请公开号H10
‑
335169(以下简称专利文件1)公开了一种可以在1300℃以下温度下烧制的电介质材料。此外，在日本专利申请公开号2005
‑
179105(以下简称专利文件2)中，通过在电介质材料中使用软化点温度低的玻璃成分，以降低烧制温度。

技术实现思路

[0003]根据一方面的实施方式，提供一种陶瓷电子器件，其包括：交替层叠的电介质层和内部电极层，其中电介质层中含有氧化钇稳定的氧化锆(yttria
‑
stabilized zirconia)和作为主要成分的(Ca
x1
Ba
x2
Sr1‑
x1
‑
x2
)(Ti
y
Zr1‑
y
)O3(0.6≤x1≤0.9，0≤x2≤0.1，0≤y≤0.1)，其中，在电介质层中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，氧化钇稳定的氧化锆的浓度为0.5mol％以上且5.0mol％以下。
[0004]根据另一方面的实施方式，提供一种电介质材料，其包括：氧化钇稳定的氧化锆；和作为主要成分的(Ca
x1
Ba
x2
Sr1‑
x1
‑
x2
)(Ti
y
Zr1‑
y
)O3(0.6≤x1≤0.9，0≤x2≤0.1，0≤y≤0.1)，其中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，氧化钇稳定的氧化锆的浓度为0.5mol％以上且5.0mol％以下。
[0005]根据另一方面的实施方式，提供一种陶瓷电子器件的制造方法，该方法包括：形成层叠结构，其中包括陶瓷粉末的电介质生片和用于形成内部电极层的导电金属膏交替层叠；和烧制层叠结构，其中陶瓷粉末包括氧化钇稳定的氧化锆和作为主要成分的(Ca
x1
Ba
x2
Sr1‑
x1
‑
x2
)(Ti
y
Zr1‑
y
)O3(0.6≤x1≤0.9，0≤x2≤0.1，0≤y≤0.1)，并且其中，在陶瓷粉末中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，氧化钇稳定的氧化锆的浓度为0.5mol％以上且5.0mol％以下。
附图说明
[0006]图1是层叠陶瓷电容器的部分截面透视图；
[0007]图2是沿图1中A
‑
A线截取的剖视图；
[0008]图3是沿图1中B
‑
B线截取的剖视图；
[0009]图4示出层叠陶瓷电容器制造方法的流程图；
[0010]图5A和图5B示出层叠工序；
[0011]图6示出层叠工序；
[0012]图7示出层叠工艺；和
[0013]图8示出SEM
‑
EDS图像中的根据实施例1的层叠陶瓷电容器的截面垂直于电介质层和内部电极层的层叠方向的抛光表面。
具体实施方式
[0014]为了有效地抑制电介质层中的裂缝，优选地将烧制温度进一步降低至低于专利文献1中公开的1300℃。此外，当如在专利文献2中使用玻璃成分时，陶瓷颗粒在烧制时会聚集，电介质层的光滑度会降低，其机械强度会降低。此外，如果试图同时实现降低烧制温度和提高机械强度，则电介质层的质量会劣化。
[0015]在下文中，将参考附图对示例性实施方式进行说明。
[0016][示例性实施方案][0017]现将给出对层叠陶瓷电容器的概述。图1示出根据一实施方式的层叠陶瓷电容器100的透视图，其中示出层叠陶瓷电容器100的一部分的截面。图2是沿图1中的A
‑
A线截取的剖视图。图3是沿图1中的B
‑
B线截取的剖视图。如图1至图3所示，层叠陶瓷电容器100包括：具有长方体形状的层叠芯片10；和分别设置在层叠芯片10的彼此相对的两个端面(edge face)上的外部电极20a和20b。在层叠芯片10的两个端面以外的四个面中，将层叠方向上的顶面和底面以外的两个面称作侧面(side face)。外部电极20a和20b中的每一个延伸到层叠芯片10的层叠方向上的顶面、底面，并延伸到两个侧面。但是，外部电极20a和20b彼此间隔开。
[0018]层叠芯片10具有被设计成具有交替地层叠的电介质层11和内部电极层12的结构。电介质层11含有用作电介质材料的陶瓷材料。内部电极层12含有贱金属。内部电极层12的端缘(end edge)交替地露出于层叠芯片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。由此，内部电极层12交替地电连接至外部电极20a和外部电极20b。因此，层叠陶瓷电容器100具有如下结构：其中层叠有多个电介质层11，其间夹有内部电极层12。在电介质层11和内部电极层12的层叠结构中，层叠方向上的最外层是内部电极层12，覆盖层13覆盖着层叠结构的顶面和底面。覆盖层13主要由陶瓷材料组成。例如，覆盖层13的主要成分与电介质层11的主要成分相同。
[0019]从增加层叠陶瓷电容器100的容量的角度来看，电介质层11的厚度优选为2μm以下。内部电极层12的厚度为0.3μm以上且1.5μm以下，更优选为0.5μm以上且1.0μm以下。由此，能够抑制内部电极层12中不连续区域的产生，同时抑制由于内部电极层12增厚导致的成本增加，并且能够稳定地烧制内部电极层12。例如，层叠陶瓷电容器100可以为长度0.25mm，宽度0.125mm和高度0.125mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度0.4mm，宽度0.2mm和高度0.2mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度0.6mm，宽度0.3mm和高度0.3mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度1.0mm，宽度0.5mm和高度0.5mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度3.2mm，宽度1.6mm和高度1.6mm。层叠陶瓷电容器100可以为长度4.5mm，宽度3.2mm和高度2.5mm。但是，层叠陶瓷电容器100的尺寸不限于以上尺寸。
[0020]如图2所示，连接至外部电极20a的内部电极层12与连接至外部电极20b的内部电
极层12相对的部分，是层叠陶瓷电容器100中生成电容的部分。因此，该部分被称作电容部14。即，电容部14是连接至不同外部电极的两个相邻的内部电极层12彼此相对的区域。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷电子器件，包括：交替层叠的电介质层和内部电极层，其中所述电介质层含有氧化钇稳定的氧化锆和作为主要成分的(Ca
x1
Ba
x2
Sr1‑
x1
‑
x2
)(Ti
y
Zr1‑
y
)O3(0.6≤x1≤0.9，0≤x2≤0.1，0≤y≤0.1)，并且其中，在所述电介质层中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，所述氧化钇稳定的氧化锆的浓度为0.5mol％以上且5.0mol％以下。2.根据权利要求1所述的陶瓷电子器件，其中所述电介质层包括锰化合物，并且其中，在所述电介质层中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，所述锰化合物的浓度以MnO计为0.2mol％以上且5.0mol％以下。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子器件，其中所述电介质层包括硅化合物，并且其中，在所述电介质层中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，所述硅化合物的浓度以SiO2计为0.5mol％以上且5.0mol％以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述电介质层包括硼化合物，并且其中，在所述电介质层中，当Ti和Zr的总量为100mol％时，所述硼化合物的浓度以(B2O3)/2计为0.2mol％以上且1.0mol％以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的陶瓷电子器件，其中在所述电介质层的截面中，所述氧化钇稳定的氧化锆的晶粒的面积比为1％以上且15％以下。6.根据权利要求5所述的陶瓷电子器件，其中所述电介质层包括多个空隙，并且其中在所述电介质层的截面中，所述多个空隙的总面积小于所述氧化钇稳定的氧化锆的晶粒的总面积。7.根据权利要求6所述的陶瓷电子器件，其中所述多个空隙的每一个的长径为0.1μm以上且0.6μm以下。8.根据权利要求6或7所述的陶瓷电子器件，其中所述多个空隙中的至少一个与所述晶粒中的至少一个彼此接触。9.根据权利要求1～8中任一项所述的陶瓷电子器件，其中所述电介质层的厚度为2μm以下。10.根据权利要求1～9中任一项所述的陶瓷电子器件，其中通过所述电介质层在25℃下的静电容量与在125℃下的静电容量之差得到的温度系数为
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300ppm/℃以上且30...

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