层叠陶瓷电容器以及层叠陶瓷电容器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种即便在陶瓷电介质层进一步薄层化的情况下，在高温负荷试验中也具有优异的耐久性的可靠性高的层叠陶瓷电容器。本发明的层叠陶瓷电容器(1)具备：陶瓷层叠体(5)，其通过层叠多个陶瓷电介质层(2)而成；多个内部电极(3，4)，它们以隔着陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于陶瓷层叠体的内部；和外部电极(6，7)，它们以与内部电极电连接的方式配设于陶瓷层叠体的外表面；其中，内部电极含有Ni作为主要成分，并且，构成内部电极的Ni的晶格常数在0.3250nm～0.3450nm的范围内。另外，在含有Ni作为主要成分的内部电极中含有Sn。
【专利说明】层叠陶瓷电容器以及层叠陶瓷电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及层叠陶瓷电容器以及层叠陶瓷电容器的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，伴随着电子装置技术的发展，要求层叠陶瓷电容器小型化及大容量化。为 了满足这些要求，而不断推进构成层叠陶瓷电容器的陶瓷电介质层的薄层化。然而，若使陶 瓷电介质层薄层化，则施加至每一层的电场强度会相对提高。因此，要求提高施加电压时的 耐久性、可靠性。
[0003] 作为层叠陶瓷电容器，例如，已知具备层叠体与多个外部电极的层叠陶瓷电容器， 该层叠体具有被层叠的多个陶瓷电介质层、及沿着陶瓷电介质层间的界面而形成的多个内 部电极，该多个外部电极形成于层叠体的外表面且与内部电极电连接（参照专利文献1)。 而且，在该专利文献1的层叠陶瓷电容器中，作为内部电极，公开了使用Ni作为主成分的内 部电极。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平11-283867号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 然而，在具备使用Ni作为主成分的内部电极的上述专利文献1的层叠陶瓷电容器 中，存在如下问题：为了应对近年来的小型化和大容量化的要求，高温负荷试验中的耐久性 尚不充分。
[0009] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即便在陶瓷电介质层 进一步薄层化的情况下，在高温负荷试验中也具有优异的耐久性的可靠性高的层叠陶瓷电 容器。
[0010] 用于解决问题的方法
[0011] 为了解决上述问题，本发明的层叠陶瓷电容器，其特征在于，
[0012] 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多 个内部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内 部；和外部电极，其以与所述内部电极导通的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面，
[0013] 所述内部电极含有Ni作为主要成分，并且，
[0014] 构成所述内部电极的Ni的晶格常数在0? 3250nm?0? 3450nm的范围内。
[0015] 另外，对于本发明的层叠陶瓷电容器而言，含有Ni作为主要成分的所述内部电极 优选含有Sn。
[0016] 内部电极以Ni为主要成分且还含有Sn，由此能够有效且可靠地使构成内部电极 的Ni的晶格常数为0. 3250nm?0. 3450nm的范围，可以使本发明更具实效。
[0017] 另外，本发明的第1层叠陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，
[0018] 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多 个内部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内 部；和外部电极，其以与所述内部电极电连接的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面，
[0019] 所述内部电极含有Ni作为主要成分且同时含有Sn，并且，构成所述内部电极的Ni 的晶格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内，
[0020] 所述层叠陶瓷电容器的制造方法具备如下工序：
[0021] 形成具有多个未烧成陶瓷电介质层和未烧成内部电极图案的未烧成陶瓷层叠体 的工序，所述多个未烧成陶瓷电介质层是被层叠的多个未烧成陶瓷电介质层，且包含含有 Sn的陶瓷原料，所述未烧成内部电极图案是以隔着所述未烧成陶瓷电介质层而互相对置的 方式配设的多个未烧成内部电极图案，并且所述未烧成内部电极图案由以Ni为主要成分 的导电性糊剂膜形成；和
[0022] 通过对所述未烧成陶瓷层叠体进行烧成，得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着 该陶瓷电介质层而互相对置的方式配设的多个内部电极的陶瓷层叠体的工序。
[0023] 另外，本发明的第2层叠陶瓷电容器的制造方法，其特征在于，
[0024] 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多 个内部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内 部；和外部电极，其以与所述内部电极电连接的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面，
[0025] 所述内部电极含有Ni作为主要成分且同时含有Sn，并且，构成所述内部电极的Ni 的晶格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内，
[0026] 所述层叠陶瓷电容器的制造方法具备如下工序：
[0027] 形成具有被层叠的多个未烧成陶瓷电介质层和未烧成内部电极图案的未烧成陶 瓷层叠体的工序，所述未烧成内部电极图案是以隔着所述未烧成陶瓷电介质层而互相对置 的方式配设的多个未烧成内部电极图案，所述未烧成内部电极图案由含有Ni作为主要成 分且含有Sn的导电性糊剂膜形成；和
[0028] 通过对所述未烧成陶瓷层叠体进行烧成，得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着 该陶瓷电介质层而互相对置的方式配设的多个内部电极的陶瓷层叠体的工序。
[0029] 发明效果
[0030] 如上所述，本发明的层叠陶瓷电容器被构成为：内部电极含有Ni作为主要成分， 并且构成内部电极的Ni的晶格常数为0.3250nm?0.3450nm的范围（需要说明的是，构成 内部电极的Ni的晶格常数通常小于0. 3250nm)。而且，通过将Ni的晶格常数控制在上述范 围内，能够促进电子从内部电极的电离，使内部电极界面的势皇变化。结果能够得到高温负 荷试验中的耐久性优异的可靠性高的层叠陶瓷电容器。
[0031] 但是，如果Ni的晶格常数过大，则Ni变得无法保持单相，可靠性降低，因此在本发 明中，将构成内部电极的Ni的晶格常数规定在0. 3250nm?0. 3450nm的范围。
[0032] 另外，对于本发明的第1层叠陶瓷电容器的制造方法而言，形成了具有包含含有 Sn的陶瓷原料的多个未烧成陶瓷电介质层、以及由以Ni作为主要成分的导电性糊剂膜形 成的未烧成内部电极图案的未烧成陶瓷层叠体，并且通过对该未烧成陶瓷层叠体进行烧 成，而得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着该陶瓷电介质层而互相对置的方式配设的多 个内部电极的陶瓷层叠体，因此，从陶瓷电介质层侧向内部电极侧供给Sn，且Ni的晶格常 数增大。其结果是，可以有效且可靠地制造具备Ni的晶格常数在0. 3250nm?0. 3450nm范 围内的内部电极、并且高温负荷试验中的耐久性优异的可靠性高的层叠陶瓷电容器。
[0033]S卩，通过从陶瓷电介质层侧向内部电极侧供给Sn，使Sn固溶在构成内部电极的Ni 中，从而能够增加Ni的晶格常数。其结果是，促进了电子从内部电极的电离，内部电极界面 的势皇变化。而且，通过使内部电极界面的势皇变化，能够得到高温负荷寿命优异的可靠性 高的层叠陶瓷电容器。
[0034] 另外，对于本发明的第2层叠陶瓷电容器的制造方法而言，形成了具有被层叠的 多个未烧成陶瓷电介质层、以及由含有Ni作为主要成分且同时含有Sn的导电性糊剂膜 形成的未烧成内部电极图案的未烧成陶瓷层叠体，并且通过对该未烧成陶瓷层叠体进行烧 成，而得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着该陶瓷电介质层而互相对置的方式配设的多 个内部电极的陶瓷层叠体，因此，无论构成陶瓷电介质层的材料种类如何，作为内部电极， 均形成了以Ni为主成分并且含有Sn的内部电极。因此，可以有效地制造构成内部电极的 Ni的晶格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内，并且高温负荷试验中的耐久性优异的可 靠性高的层叠陶瓷电容器。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1是表示本发明实施方式的层叠陶瓷电容器的构成的前视剖面图。
[0036] 图2是表示通过WDX对构成本发明的实施方式的层叠陶瓷电容器的内部电极进行 Ni和Sn的面扫描（Y7匕° ）分析的部位的说明图。
[0037] 图3是表示通过WDX对构成本发明的实施方式的层叠陶瓷电容器的内部电极进行 Ni的面扫描分析所得的结果的图。
[0038] 图4是表示通过WDX对构成本发明的实施方式的层叠陶瓷电容器的内部电极进行 Sn的面扫描分析所得的结果的图。
【具体实施方式】
[0039] 以下示出本发明的实施方式，更详细地说明本发明的特征。
[0040] [实施方式1]
[0041]〈层叠陶瓷电容器的构成〉
[0042] 图1是表示本发明的一种实施方式的层叠陶瓷电容器的构成的前视剖面图。
[0043] 该层叠陶瓷电容器1具备陶瓷层叠体5。陶瓷层叠体5具备被层叠的多个陶瓷电 介质层2、和以隔着陶瓷电介质层2而互相对置的方式配设于其内部的多个内部电极3、4。 需要说明的是，配设于陶瓷电介质层2的内部的内部电极3、4被交替地引出至陶瓷层叠体 5的相反侧的端面。
[0044] 而且，在陶瓷层叠体5的互相对置的端面，以与内部电极3、4电连接的方式配设有 外部电极6、7。
[0045] 作为构成该外部电极6、7的导电材料，例如，可以使用以Ag或Cu为主成分的材料 等。
[0046] 需要说明的是，该实施方式的层叠陶瓷电容器1是具备2个外部电极6、7的双端 子型电容器，但本发明也可以适用于具有多个外部电极的多端子型的构成的电容器。
[0047] 在该层叠陶瓷电容器1中，内部电极3、4是以Ni为主成分且含有Sn的电极。
[0048] 而且，在该实施方式的层叠陶瓷电容器中，构成为构成上述内部电极3、4的Ni的 晶格常数为〇? 3250nm?0? 3450nm。
[0049] 在该实施方式的层叠陶瓷电容器中，由于构成内部电极3、4的Ni的晶格常数为 0. 3250nm?0. 3450nm，因此能够促进电子从内部电极的电离，使内部电极界面的势皇发生 变化。其结果是，能够提供高温负荷试验中的耐久性优异的可靠性高的层叠陶瓷电容器。
[0050] 〈层叠陶瓷电容器的制造〉
[0051] 接下来，对上述本发明的一种实施方式的层叠陶瓷电容器1的制造方法进行说 明。
[0052] (1)首先，称量规定量的BaC03粉末和TiO2粉末作为含有Ti和Ba的钙钛矿化合 物的原料。接着，将称量的粉末合在一起，通过球磨机混合后，在规定的条件下进行热处理， 由此得到用作构成陶瓷电介质层的材料的主成分的钛酸钡系钙钛矿化合物粉末。
[0053] (2)接下来，准备作为副成分的Dy203、Mg0、Mn0、Si0jPSnO^各粉末，并以表1所 示的比例将这些粉末与主成分钛酸钡系钙钛矿化合物粉末进行配合。然后，利用球磨机混 合一定时间并干燥后，通过干式粉碎，得到原料粉末（陶瓷原料粉末）。
[0054] (3)接下来，向该原料粉末中加入聚乙烯醇缩丁醛系粘合剂和乙醇等有机溶剂，利 用球磨机进行湿式混合，制备陶瓷浆料。通过刮刀法将该陶瓷浆料成型为片材，得到厚度为 0. 9ym的陶瓷生片。
[0055] (4)接下来，向作为导电成分的Ni粉末中加入聚乙烯醇缩丁醛系粘合剂和乙醇等 有机溶剂，利用球磨机进行湿式混合，由此制作内部电极形成用的导电性糊剂。
[0056] (5)然后，将这种以Ni粉末作为导电成分的导电性糊剂按规定的图案印刷在如上 所述制作的陶瓷生片上，形成在烧成后成为内部电极的导电性糊剂层（内部电极图案）。
[0057] (6)接着，以上述内部电极图案的被引出一侧交替地成为相反侧的方式层叠多个 陶瓷生片，得到未烧成的陶瓷层叠体。
[0058] (7)将该陶瓷层叠体在N2气氛中加热至350°C，使粘合剂燃烧后，在氧分压为 KT1(I?l(T12MPa的由H2-N2-H20气体构成的还原气氛中以20°C/min的升温速度升温，并在 1150°C下烧成20分钟，由此得到烧成后的陶瓷层叠体。
[0059] (8)接下来，在得到的陶瓷层叠体的两个端面上涂布以Ag作为导电成分、且含有 B203-Si02-Ba0系玻璃料的外部电极形成用的导电性糊剂，并在队气氛中、600°C的温度下进 行烧接，由此形成与内部电极电连接的外部电极。
[0060] 由此，得到具有如图1所示结构的层叠陶瓷电容器（表1的试样编号1?8的试 样）1。
[0061] 需要说明的是，在表1中，试样编号带有*的试样编号1和8的试样是不满足本发 明必要条件的比较例的试样，不带有*的试样编号2?7的试样是满足本发明必要条件的 实施例的试样。
[0062] 在该实施方式中得到的层叠陶瓷电容器的外形尺寸是宽度（W) :1.0_、长度（L): 2. 0mm、厚度⑴0mm，介于内部电极间的陶瓷电介质层的厚度为0? 6ym。另外，介于内部 电极间的有效陶瓷电介质层的总数为100层，每1层的对置电极的面积为1. 7Xl(T6m2。
[0063] 〈特性的评价〉
[0064] 通过以下说明的方法，对如上所述制作的各层叠陶瓷电容器（表1的试样编号 1?8的试样）进行高温负荷试验，调查其特性，并且调查构成内部电极的Ni的晶格常数。
[0065] (1)高温负荷试验
[0066] 从试样编号1?8的各试样中分别取样10个试样，在150°C、10V的条件下进行高 温负荷试验，将绝缘电阻达到10KD以下的时间判定为故障。由该故障时间算出MTTF(平 均无故障时间）。将该结果一并示于表1。
[0067] (2)构成内部电极的Ni的晶格常数的测定
[0068] 另外，分别准备2g从上述各试样（层叠陶瓷电容器）除去了外部电极和最外层的 陶瓷电介质层（外层部）的试验用样品，并使用研钵进行粉碎。通过粉末XRD衍射分析该 粉末，仅提取Ni的峰，使用Rietveld解析算出Ni的晶格常数。将算出的晶格常数一并示 于表1。
[0069]
【权利要求】
1. 一种层叠陶瓷电容器，其特征在于， 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多个内 部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内部； 和外部电极，其以与所述内部电极导通的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面， 所述内部电极含有Ni作为主要成分，并且， 构成所述内部电极的Ni的晶格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内。
2. 根据权利要求1所述的层叠陶瓷电容器，其特征在于，含有Ni作为主要成分的所述 内部电极含有Sn。
3. -种层叠陶瓷电容器的制造方法，其特征在于， 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多个内 部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内部； 和外部电极，其以与所述内部电极电连接的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面， 所述内部电极含有Ni作为主要成分且同时含有Sn，并且，构成所述内部电极的Ni的晶 格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内， 所述层叠陶瓷电容器的制造方法具备如下工序： 形成具有多个未烧成陶瓷电介质层和未烧成内部电极图案的未烧成陶瓷层叠体的工 序，所述多个未烧成陶瓷电介质层是被层叠的多个未烧成陶瓷电介质层，且包含含有Sn的 陶瓷原料，所述未烧成内部电极图案是以隔着所述未烧成陶瓷电介质层而互相对置的方式 配设的多个未烧成内部电极图案，并且所述未烧成内部电极图案由以Ni为主要成分的导 电性糊剂膜形成；和 通过对所述未烧成陶瓷层叠体进行烧成，得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着该陶 瓷电介质层而互相对置的方式配设的多个内部电极的陶瓷层叠体的工序。
4. 一种层叠陶瓷电容器的制造方法，其特征在于， 所述层叠陶瓷电容器具备：陶瓷层叠体，其通过层叠多个陶瓷电介质层而成；多个内 部电极，它们以隔着所述陶瓷电介质层而互相对置的方式配设于所述陶瓷层叠体的内部； 和外部电极，其以与所述内部电极电连接的方式配设于所述陶瓷层叠体的外表面， 所述内部电极含有Ni作为主要成分且同时含有Sn，并且，构成所述内部电极的Ni的晶 格常数在0. 3250nm?0. 3450nm的范围内， 所述层叠陶瓷电容器的制造方法具备如下工序： 形成具有被层叠的多个未烧成陶瓷电介质层和未烧成内部电极图案的未烧成陶瓷层 叠体的工序，所述未烧成内部电极图案是以隔着所述未烧成陶瓷电介质层而互相对置的方 式配设的多个未烧成内部电极图案，所述未烧成内部电极图案由含有Ni作为主要成分且 含有Sn的导电性糊剂膜形成；和 通过对所述未烧成陶瓷层叠体进行烧成，得到具备多个陶瓷电介质层、和以隔着该陶 瓷电介质层而互相对置的方式配设的多个内部电极的陶瓷层叠体的工序。
【文档编号】H01G4/12GK104508772SQ201380040668
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】铃木祥一郎, 山口晋一 申请人:株式会社村田制作所