陶瓷生片、层叠陶瓷电容器的制造方法及层叠陶瓷电容器的制造方法_2

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瓷元件之后,在层叠陶瓷元件上形成与内部电极导通的外部电极,因 此能够可靠地制造具备在铁酸领系陶瓷的晶界中添加成分不存在的晶界相对于整个晶界 的比例较少的电介质层的层叠陶瓷电容器。于是,在电介质层中,即使在被施加了高电场的 情况下,也能够抑制向特定部位的电场的集中,因此能够有效地制造绝缘电阻的劣化较少 的高可靠性的层叠陶瓷电容器。
[0040] 此外,本发明的层叠陶瓷电容器能够提供一种如下的高可靠性的层叠陶瓷电容 器:稀±元素存在于构成电介质层的铁酸领系陶瓷的晶界中的98% W上的晶界,在构成电 介质层的铁酸领系陶瓷的晶界中,添加成分(稀±元素)不存在的晶界相对于整个晶界的比 例较低,且即使在被施加了高电场的情况下,也能够抑制向电介质层的特定部位的电场的 集中。
【附图说明】
[0041] 图1是表示本发明的实施方式所设及的层叠陶瓷电容器的构成的正面剖视图。
[0042] 图2是说明针对构成本发明的实施方式所设及的陶瓷生片的原料粒子(铁酸领系 陶瓷粒子)进行了点分析的位置的图。
[0043] 图3是表示现有的层叠陶瓷电容器的一例的图。
【具体实施方式】
[0044] W下示出本发明的实施方式,对本发明的特征进一步详细进行说明。
[004引[实施方式]
[0046] 在本实施方式中,W使用本发明的实施方式所设及的陶瓷生片来制造具有图1所 示那样的结构的本发明的实施方式所设及的层叠陶瓷电容器的情况为例进行说明。
[0047] 如图1所示,该层叠陶瓷电容器具有如下结构:在隔着作为电介质层的陶瓷层1将 多个内部电极2(2a、2b)进行了层叠的层叠陶瓷元件(陶瓷素体HO的两侧的端面3(3a、3b), 配设了外部电极4(4a、4b)使得与内部电极2(2a、2b)导通。
[0048] 内部电极2(2a、2b)是WNi为导电成分的卑金属电极。
[0049] 此外,外部电极4(4a、4b)是多层结构,其具备:对导电性膏剂进行烧结而成的外部 电极主体11;形成于外部电极主体11的表面的Ni锻膜层12;和形成于Ni锻膜层12的表面的 Sn锻膜层13。
[0050] 此外,构成该层叠陶瓷电容器的层叠陶瓷元件(陶瓷素体)10的电介质层(陶瓷电 介质层)1由具有巧铁矿结构的电介质陶瓷(在本实施方式中为铁酸领系陶瓷)形成。
[0051] 接着,说明该层叠陶瓷电子部件(层叠陶瓷电容器)的制造方法。
[0052] <1〉电介质原料(陶瓷原料)的制作
[0053] 首先,按照W下步骤,制作出作为电介质主要成分原料的铁酸领系陶瓷粉末。
[0054] 准备BaC〇3、Ti化粉末,进行称量使得Ba与Ti的摩尔比成为1:1。
[0055] 然后,加入纯水W及分散剂,通过使用PSZ媒介的强制循环型的湿式粉碎机,来进 行粉碎/破碎处理。
[0056] 接着,将粉碎/破碎处理后的主要原料浆料在烘箱中进行了干燥后,在950°CW上 的溫度下进行热处理,得到了平均粒径为0.20WI1的铁酸领系陶瓷粉末。
[0057] 此外,与如上所述得到的各粒径的铁酸领系陶瓷粉末分开单独准备了 BaC〇3、Dy2〇3 (SSA(比表面积):30m^g)、MgC〇3 W 及MnC〇3 的粉末。
[0058] 此外,作为添加用的Si化而准备了使SSA(比表面积)不同的多种Si化粉末。
[0059] 然后,将上述铁酸领系陶瓷粉末与各添加成分(BaC〇3、Dy2〇3、MgC〇3、MnC〇3、Si〇2^:5^ 取给定量,加入纯水W及分散剂并使用强制循环型的湿式粉碎机(使用PSZ媒介)来进行粉 碎/破碎处理,制作出混合原料浆料。
[0060]另外,在制作上述的混合原料浆料时,如表1所示,改变使SSA(比表面积)不同的 Si化的种类与粉碎/破碎处理时间的组合,来进行了混合原料浆料的制作。
[006。 此外,此时,添加成分中的Dy203、MgC03、MnC03、Si02的添加量在将Ti的合计含有量 设为了 100摩尔份时,设为了如下的添加量:
[0062] (a)Dy的合计含有量(摩尔份)为4.0;
[0063] (b)Mg的含有量(摩尔份)为0.25;
[0064] (C)Mn的含有量(摩尔份)为0.25;
[0065] (d)Si的含有量(摩尔份)为1.5。
[0066] 进而,关于BaC〇3,按照烧成后的Ba与Ti的比(Ba/Ti(摩尔比))在烧成后成为1.01 那样的比例进行了添加。
[0067] 然后,将粉碎/破碎处理后的浆料在烘箱中进行干燥,得到了各电介质原料粉末。 [006引 <2〉陶瓷生片的制作
[0069] 在如上所述制作出的各电介质原料粉末中,加入聚乙締醇缩下醒系粘合剂W及乙 醇等有机溶剂,通过球磨机来进行湿式混合,从而制作出陶瓷浆料。
[0070] 对该陶瓷浆料进行模压成型W使得烧成后的电介质元件厚度成为5.0皿,得到了 矩形的陶瓷生片。
[0071] 另外,在本实施方式中,通过刮刀法来进行了模压成型,但模压成型的方法并不限 于此,能够使用各种公知的方法。
[0072] <3〉陶瓷生片的评价
[0073] 首先,通过将如上所述制作出的陶瓷生片在air气氛、400°C的条件下加热2小时来 进行脱粘合剂处理,得到作为铁酸领系陶瓷粉末的原料粒子。
[0074] 然后,利用扫描投射电子显微镜(STEM(Scanning Transmission Electron Microscope))来观察原料粒子表面,通过利用了抓X的点分析对Dy、Si的存在量进行了确 认。
[0075] 另外,在此,关于对原料粒子(铁酸领系陶瓷粒子)进行了点分析的位置,参照作为 在原料粒子的形状为球体的情况下俯视地观察了原料粒子的情况下的示意图的图2来进行 说明。
[0076] 目P,点分析将从俯视地观察了球体状的原料粒子50的图2中的铁酸领系陶瓷粒子 的外缘50a向原料粒子50的内侧(中屯、方向)进入了IOnm的点(原料粒子的表面上的点(例如 图2中的Pi、P2、P3等)),设为每1个粒子8个点(点与点的间隔设为50nmW上)而对13个粒子进 行了点分析。
[0077] 因此,此时的点分析的合计数成化04点(8点X 13粒子=104)。
[0078] 然后,通过下述的式(1)来求取含Si成分被覆率,并且通过式(2)来求取了含Dy(稀 ±元素)成分被覆率。
[0079] 含Si成分被覆率(% ) = (Si元素存在的点的数量/测量点的数量)X 100......(1)
[0080] 含Dy(稀±元素)成分被覆率(% )=(稀±元素存在的点的数量/测量点的数量)X 100……(2)
[0081] 此外,将Dy(稀±元素)W及Si的检测浓度为0.5原子% ^上的点判断为是Dy(稀± 元素)W及Si存在的点。
[008引另外,在上述的STEM分析中,STEM(扫描投射电子显微镜)使用了巧M-2200FS(JE0L 制)。加速电压为200kV。检测器抓S(能量分散型X射线分析装置)使用了化D-2300T(化化 审Ij)、60mm2口径的S孤检测器(娃漂移检测器),邸S系统使用了Noran System?。
[0083] 此外,STOM点分析中的浓度测量W每1点30秒来进行,各元素的浓度通过克利夫-洛里默(Cliff-Lorimer)法来进行了求取。
[0084] 表1中示出如上所述得到的关于各试样(陶瓷生片)的原料粒子的含Si成分被覆率 (% ) W及含Dy(稀±元素)成分被覆率(% )的值。
[008引<4〉层叠陶瓷元件的制作
[0086] 1)首先,将如上所述制作出的陶瓷生片层叠给定枚数W使得形成具有给定厚度 (例如100M1)的外层部,形成了下侧外层部。
[0087] 2)接着,在由上述1)的工序所形成的下侧外层部上,将在如上所述制作出的陶瓷 生片上对含有Ni粉末作为导电成分的导电性膏剂进行丝网印刷而形成了内部电极图案的 电极图案形成陶瓷生片层叠了给定枚数(在本实施方式中为170枚),使得将内部电极图案 引出到彼此对置的相反侧端部。
[0088] 3)然后,在所层叠的电极图案形成陶瓷生片上,层叠给定枚数W使得形成具有给 定厚度(例如100M1)的外层部,来形成上侧外层部,由此形成了未烧成的层叠块。
[0089] 4)通过将如上所述制作出的未烧成层叠块按给定位置进行切割,从而得到了在烧 成后成为层叠陶瓷元件1〇(图1)的未烧成的层叠结构体。
[0090] 5)然后,将由上述4)的工序所得到的未烧成的层叠结构体在化气氛中加热至250 °C,进行了脱粘合剂处理。然后,在由此-化-出0气体构成的还原性气氛中,在最高溫度1240 ~1300°C(本实施方式中为1270°C)、氧分压1〇- 9~l〇-i>Pa(本实施方式中为IQ
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