层叠陶瓷电容器及层叠陶瓷电容器的制造方法

文档序号:9889698阅读:353来源:国知局
层叠陶瓷电容器及层叠陶瓷电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及层叠陶瓷电容器及层叠陶瓷电容器的制造方法。
【背景技术】
[0002] 层叠陶瓷电容器中,在交替地层叠电介质陶瓷层和内部电极层、并进行烧成处理 而得的陶瓷烧结体的两个端面形成有外部电极。
[0003] 通过形成此种结构,可W小型化且获得大容量,因此随着近年来的移动设备等的 需求增加,被广泛地用于各种用途中。
[0004] 对于层叠陶瓷电容器,要求进一步的小型化及大容量化。为了满足运些要求,层叠 陶瓷电容器的电介质陶瓷层的薄层化在不断推进,如果将电介质陶瓷层薄层化,则施加在 每1层上的电场强度就会相对变高。因此,作为电介质陶瓷层,要求施加电压时的可靠性、特 别是局溫负荷试验中的寿命特性的提局。
[000引在层叠陶瓷电容器中,作为电介质陶瓷层,已知有W铁酸领作为主成分、并含有其 他的副成分的组成的电介质陶瓷层。
[0006] 例如,在专利文献1中,记载有一种如下组成的电介质陶瓷,其由W铁酸领作为主 成分的晶粒、和形成于该晶粒间的晶界相构成,除了铁酸领W外,还含有儀、锭、儘,并且含 有错。
[0007] 专利文献1中,将BaC〇3粉末、Ti〇2粉末、MgO粉末、Υ2〇3粉末、碳酸儘粉末调合来制备 混合粉末,对该混合粉末进行烧成而制作出般烧粉末后,相对于上述般烧粉末混合规定量 的LU203粉末,进一步进行烧成而制作出目标电介质陶瓷。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:国际公开第2009/001597号小册子

【发明内容】

[00·Μ]发明所要解决的问题
[0012] 专利文献1中记载的电介质陶瓷的原料中,Mg是作为用于抑制烧成中的粒子的晶 粒生长的成分而使用的成分。通过抑制粒子的晶粒生长,可W得到微细并且均匀粒径的铁 酸领系粉末。
[0013] 作为层叠陶瓷电容器的内部电极层,多使用含有Ni的内部电极层。
[0014] 此处,本发明人发现,如果使用含有Mg的铁酸领系粉末制作电介质陶瓷层,将该电 介质陶瓷层与含有Ni的内部电极层层叠而制作层叠陶瓷电容器,则内部电极层所含的Ni与 电介质陶瓷层所含的Mg变得容易生成Ni-Mg的偏析相。
[001引而且知晓,如果生成Ni-Mg的偏析相,则内部电极层就会膨胀,电介质陶瓷层的厚 度在局部变薄,使内部电极层之间发生短路(shod),因此产生作为层叠陶瓷电容器的可靠 性降低的问题。
[0016] 另一方面,如果为了防止Ni-Mg的偏析相的生成而从铁酸领系粉末的材料中除去 Mg,则会在烧成中发生异常晶粒生长。该异常晶粒生长也成为使作为陶瓷电容器的可靠性 降低的主要原因。
[0017] 本发明是为了解决上述的问题而完成的,本发明的目的在于,提供一种层叠陶瓷 电容器,其可W同时防止因生成Ni-Mg的偏析相而造成的可靠性的降低、W及因异常晶粒生 长而造成的可靠性降低,由此,使得可靠性高。
[0018] 用于解决问题的方法
[0019] 用于实现上述目的的本发明的层叠陶瓷电容器,其特征在于,具备层叠体和外部 电极,上述层叠体具有多个电介质陶瓷层和多个内部电极层,上述外部电极形成于上述层 叠体的表面,将在上述层叠体的表面露出的上述内部电极层电连接,其中,
[0020] 上述内部电极层是含有Ni的电极层,
[0021 ]上述电介质陶瓷层含有包含Ba、Ti的巧铁矿型化合物Xa、Mg、R、M及Si,上述R是稀 ±类元素1曰、〔6、?1'、刷、5111、611、6(1、化、〇7、化、61'、町1、¥13、山及¥中的至少巧巾,上述1是21'、]\1]1、 (:〇少6、化、〇1、41、¥、]\1〇及胖中的至少1种,
[0022] 将Ti量设为100摩尔份时的各元素的含有摩尔份为:
[0023] 化:0.10摩尔份W上且5.00摩尔份W下、
[0024] Mg :0.0010摩尔份W上且0.0098摩尔份W下、
[002引 R合计:0.50摩尔份W上且4.00摩尔份W下、
[0026] Μ合计:0.10摩尔份W上且2.00摩尔份W下、
[0027] Si:0.5摩尔份W上且2.0摩尔份W下。
[0028] 本发明的层叠陶瓷电容器中,电介质陶瓷层是含有包含Ba、Ti的巧铁矿型化合物、 和其他的副成分的陶瓷层,作为副成分而含有Mg,在将Ti量设为100摩尔份时,Mg的含量是 0.0010摩尔份W上且0.0098摩尔份W下。上述Mg的含量与此前为了抑制晶粒生长而添加 Mg 时通常使用的含量相比相当少。因此,在使含有Ni的内部电极层与电介质陶瓷层层叠时,不 会发生Ni-Mg的偏析相的生成,或者即使发生也是极微量的,不会成为使得作为层叠陶瓷电 容器的可靠性降低的主要原因。因此,可W制成可靠性高的层叠陶瓷电容器。
[0029] 另外,本发明的层叠陶瓷电容器中,除了MgW外还含有化、R、M、Si的各成分。特别 是通过加入作为R成分所示出的稀±类元素,可W发挥抑制晶粒生长的效果,尽管降低了 Mg 的含量,但仍可W防止由异常晶粒生长造成的可靠性降低。因此,可W制成可靠性高的层叠 陶瓷电容器。
[0030] 另外,关于本发明的层叠陶瓷电容器的其他的方式,其特征在于,具备层叠体和外 部电极,上述层叠体具有多个电介质陶瓷层和多个内部电极层,上述外部电极形成于上述 层叠体的表面,将在上述层叠体的表面露出的上述内部电极层电连接,其中,
[0031] 上述内部电极层是含有Ni的电极层,
[0032] 上述层叠体含有包含Ba、Ti的巧铁矿型化合物Xa、Mg、R、M及Si,上述R是稀±类元 素1^曰、〔6、?'、刷、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、时1、孔、山及¥中的至少巧巾,上述1是2'、]\111、(:〇、化、 化、〇1、41、¥、]?〇及胖中的至少1种,
[0033] 将Ti量设为100摩尔份时的各元素的含有摩尔份为:
[0034] Ca :0.10摩尔份W上且5.00摩尔份W下、
[003引 Mg: 0.0010摩尔份W上且0.0098摩尔份W下、
[0036] R合计:0.50摩尔份W上且4.00摩尔份W下、
[0037] Μ合计:0.10摩尔份W上且2.00摩尔份W下、
[003引 Si:0.5摩尔份W上且2.0摩尔份W下。
[0039] 在上述方式中,层叠体的组成与上述的电介质陶瓷层的组成同样地规定,通过上 述方式也可W制成可靠性高的陶瓷电容器。
[0040] 另外,关于本发明的层叠陶瓷电容器的另外的方式,其特征在于,具备层叠体和外 部电极,上述层叠体具有多个电介质陶瓷层和多个内部电极层,上述外部电极形成于上述 层叠体的表面,将在上述层叠体的表面露出的上述内部电极层电连接,其中,
[0041 ]上述内部电极层是含有Ni的电极层,
[0042] 上述层叠体含有包含Ba、Ti的巧铁矿型化合物Xa、Mg、R、M及Si,上述R是稀±类元 素1^曰、〔6、?'、刷、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、时1、孔、山及¥中的至少巧巾,上述1是2'、]\111、(:〇、化、 化、〇1、41、¥、]?〇及胖中的至少1种,
[0043] 当利用溶剂将上述层叠体溶解时,将Ti量设为100摩尔份时的各元素的含有摩尔 份为:
[0044] Ca :0.10摩尔份W上且5.00摩尔份W下、
[004引 Mg :0.0010摩尔份W上且0.0098摩尔份W下、
[0046] R合计:0.50摩尔份W上且4.00摩尔份W下、
[0047] Μ合计:0.10摩尔份W上且2.00摩尔份W下、
[004引 Si :0.5摩尔份W上且2.0摩尔份W下。
[0049] 在上述方式中,各元素的含有摩尔份作为当利用溶剂将层叠体溶解时的含有摩尔 份,与上述的电介质陶瓷层所含的各元素的含有摩尔份同样地规定,通过上述方式也可W 制成可靠性高的陶瓷电容器。
[0050] 本发明的层叠陶瓷电容器中,上述R优选为1?1"、〇7、6(1、1^曰、化、6'、5111及化中的至 少1种)。
[0051 ]另外,本发明的层叠陶瓷电容器中,优选上述R含有Ri (Y、Dy、Gd、La、Ho、Er、Sm及化 中的至少1种)和护化6、口'、炯、611、化、山及化中的至少巧中)两者北的合计量(摩尔份)/护的 合计量(摩尔份)^4.0。
[0052] 在电介质陶瓷层(或具有电介质陶瓷层的层叠体)中,当作为R而存在WRi表示的 种类的稀±类元素时,运些稀±类元素在作为R而示出的稀±类元素中氧空位移动抑制效 果大。因此,通过仅使用Ri作为R,或者,并用Ri和R2且将Ri的比例W摩尔份计而设定为高达R2的4倍W上,可W制成可靠性更高的层叠陶瓷电容器。
[0053] 本发明的层叠陶瓷电容器的制造方法,其特征在于,具备W下工序:
[0054] 将W包含Ba、Ti的巧铁矿型化合物作为主成分的主成分粉末、Ca化合物、Mg化合 物、R的化合物、Μ的化合物、Si化合物混合,其后得到陶瓷浆料的工序,上述R是选自稀±类 元素1^曰、〔6、?1'、炯、5111、611、6(1、化、〇7、化、61'、1'111、¥13、山及¥中的至少巧巾,上述1是选自21'、]\1]1、 (:〇少6、化、〇1、41、¥、]\1〇及胖中
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