CN112151268B - 层叠型电子零件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠型电子零件,其具备包含经层叠的多个电介质层和多个内部电极层的层叠体,多个电介质层具有多个晶粒,多个晶粒的至少一部分在晶粒内具有俘获部,具有俘获部的晶粒包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素,该元素偏在于俘获部。

Description

层叠型电子零件
技术领域
本发明涉及层叠型电子零件。
背景技术
近年来,层叠陶瓷电容器等层叠型电子零件面向车载设备等要求高可靠性的电子设备的应用正在推进。层叠型电子零件的可靠性例如可以利用在高温负荷试验中绝缘电阻降低至规定的值所需的时间的长度(以下有时仅称为寿命)进行评价。
作为层叠型电子零件的一例,可以举出日本特开2017-228590号公报(专利文献1)中记载了的层叠陶瓷电容器。专利文献1中记载的层叠陶瓷电容器具备包含陶瓷材料和镍(Ni)的电介质层、和包含Ni的内部电极层。
像高温负荷试验那样对层叠陶瓷电容器的电介质层施加了高电场时的绝缘电阻有被构成电介质层的晶粒的晶界制约的倾向。专利文献1中公开了以下技术,通过将从内部电极层扩散而在晶界不均匀存在的Ni摄入晶粒内,来抑制绝缘电阻的偏差。
发明内容
专利文献1中,对于用于将在晶界不均匀存在的Ni摄入晶粒内且保持在晶粒内的结构没有任何提及。本发明的目的在于提供能够具有高可靠性的层叠型电子零件。
符合本发明的层叠型电子零件具备包含经层叠的多个电介质层和多个内部电极层的层叠体。多个电介质层具有多个晶粒。多个晶粒的至少一部分在晶粒内具有俘获部。具有俘获部的晶粒包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素。该元素偏在于俘获部。
符合本发明的层叠型电子零件能够具有高可靠性。
本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点根据结合附图理解的本发明涉及的以下详细说明可以明确。
附图说明
图1是表示作为符合本发明的层叠型电子零件的一个实施方式的层叠陶瓷电容器的一例的截面图。
图2是用于说明为了研究图1所示的层叠陶瓷电容器的电介质层内的晶粒的微细结构而准备的试样的截面图。
图3是图2的中央区域内的电介质层的高分辨透射型电子显微镜(以下有时简称为HRTEM)的观察图像。
图4是图3所示出的区域内的基于能量色散型X射线分析(以下有时简称为EDX)的Ni的映射图像。
图5是将图3中用虚线部示出的区域放大了的HRTEM观察图像。
图6是用图5的虚线示出的分析区域内的基于EDX的Ni和Ba的线分析结果。
图7是BaTiO3的晶体结构的示意图。
具体实施方式
一边参照附图一边对本发明的特征进行说明。需要说明的是,以下所示的层叠型电子零件的实施方式中,对于相同或共通的部分在图中赋予相同符号,有时不重复其说明。
对于作为符合本发明的层叠型电子零件的一个实施方式的层叠陶瓷电容器,利用图1至图7进行说明。
<层叠陶瓷电容器的结构>
图1是层叠陶瓷电容器100的截面图。层叠陶瓷电容器100具备层叠体10。层叠体10具有沿层叠方向相对的第1主面和第2主面、沿与层叠方向正交的宽度方向相对的第1侧面和第2侧面、和沿与层叠方向和宽度方向正交的长度方向相对的第1端面13a和第2端面13b。
层叠体10包含经层叠的多个电介质层11和多个内部电极层12。多个电介质层11具有外层部和内层部。外层部在层叠体10的第1主面与最接近第1主面的内部电极层12之间、以及第2主面与最接近第2主面的内部电极层12之间配置。内层部被配置于被这2个外层部所夹持的区域。
多个电介质层11是由电介质构成的层。多个电介质层11优选分别包含选自Ba、Ti、Ca、Sr和Zn中的至少一种元素。多个电介质层11分别具有例如包含含有Ba而构成的钙钛矿型化合物的多个晶粒。作为上述钙钛矿型化合物,可以举出例如以BaTiO3为基础结构的钙钛矿型化合物。
多个内部电极层12具有第1内部电极层12a和第2内部电极层12b。第1内部电极层12a具备隔着电介质层11与第2内部电极层12b相互对置的对置电极部、和从对置电极部到层叠体10的第1端面13a为止的引出电极部。第2内部电极层12b具备隔着电介质层11与第1内部电极层12a相互对置的对置电极部、和从对置电极部到层叠体10的第2端面13b为止的引出电极部。
第1内部电极层12a与第2内部电极层12b隔着电介质层11相互对置,由此形成1个电容器。层叠陶瓷电容器100可以说是多个电容器经由后述的第1外部电极14a和第2外部电极14b并联连接而成的。
内部电极层12包含导电性材料。作为构成内部电极层12的导电性材料,可以举出选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag等中的至少一种金属或包含该金属的合金。内部电极层12如后所述也可以还包含被称为共通材料的电介质粒子。共通材料是在层叠体10的烧成时,为了使内部电极层12的烧结收缩特性接近电介质层11的烧结收缩特性而添加的,只要体现出该效果,则其材质没有特别限制。
层叠陶瓷电容器100还具备第1外部电极14a和第2外部电极14b。第1外部电极14a形成于层叠体10的第1端面13a,设置为与第1内部电极层12a电连接。第1外部电极14a从第1端面13a向第1主面和第2主面以及第1侧面和第2侧面延伸。第2外部电极14b形成于层叠体10的第2端面13b,设置为与第2内部电极层12b电连接。第2外部电极14b从第2端面13b向第1主面和第2主面以及第1侧面和第2侧面延伸。
第1外部电极14a和第2外部电极14b具有例如基底电极层和被配置于基底电极层上的镀层。基底电极层包含例如选自烧结体层、导电性树脂层和金属薄膜层中的至少1个。
烧结体层是包含玻璃粉末和金属粉末的糊料经烧附的层,包含玻璃部和金属部。作为构成玻璃部的玻璃,可以举出B2O3-SiO2-BaO系玻璃等。作为构成金属部的金属,可以举出选自Ni、Cu和Ag等中的至少一种或包含该金属的合金。烧结体层也可以由不同成分形成多层。另外,烧结体层在后述的制造方法中,可以与层叠体10同时烧成,也可以在烧成层叠体10后烧附。
导电性树脂层包含例如金属微粒这样的导电性粒子和树脂部。作为构成金属微粒的金属,可以举出选自Ni、Cu和Ag等中的至少一种或包含该金属的合金。作为构成树脂部的树脂,可以举出环氧系的热固性树脂等。导电性树脂层也可以由不同成分形成多层。
金属薄膜层是例如利用溅射或蒸镀等薄膜形成法形成且金属微粒经堆积的厚度为1μm以下的层。作为构成金属薄膜层的金属,可以举出选自Ni、Cu、Ag和Au等中的至少一种或包含该金属的合金。金属薄膜层也可以由不同成分形成多层。
作为构成镀层的金属,可以举出选自Ni、Cu、Ag、Au和Sn等中的至少一种或包含该金属的合金。镀层也可以由不同成分形成多层。镀层优选由Ni镀层和Sn镀层这两层构成。Ni镀层能够防止在安装层叠型电子零件时基底电极层被焊锡侵蚀。Sn镀层与包含Sn的焊锡的润湿性好,安装层叠型电子零件时,能够提高安装性。
需要说明的是,第1外部电极14a和第2外部电极14b分别可以是在层叠体10上直接设置并与前述的对应的内部电极层直接连接的镀层。镀层优选包含第1镀层和被设置于第1镀层上的第2镀层。
作为构成第1镀层和第2镀层的金属,可以举出选自Cu、Ni、Sn、Au、Ag、Pd和Zn等中的至少一种或包含该金属的合金。例如,使用了Ni作为构成内部电极层12的金属的情况下,作为第1镀层,优选使用与Ni接合性好的Cu。使用了Sn等作为构成内部电极层12的金属的情况下,作为构成第1镀层的金属优选使用具有阻焊性能的金属。另外,作为构成第2镀层的金属优选使用具有良好焊锡润湿性的Ni。
<电介质层的微细结构>
为了研究本发明涉及的层叠陶瓷电容器100的电介质层11所包含的晶粒的微细结构,进行了HRTEM观察和基于附属于HRTEM的EDX的元素映射。该研究中,电介质层11中,使用了以BaTiO3为钙钛矿型化合物的基础结构并加入了各种添加物的电介质材料。
对于用于HRTEM观察和EDX映射的试样制作,使用图2进行说明。图2是用于说明为了研究层叠陶瓷电容器100的电介质层11内的晶粒的微细结构而准备的试样的截面图。
通过后述的制造方法,得到了层叠陶瓷电容器100的层叠体10。该研究中所使用的层叠体10内的电介质层11包含以BaTiO3为基础结构的钙钛矿型化合物。另外,内部电极层12包含Ni。
将上述的层叠体10从第1侧面侧和第2侧面侧进行研磨而得到了研磨体,以使得层叠体10的宽度方向的中央部留下。如图2所示,假想了在长度方向的中央部附近与内部电极层12正交那样的假想线OL。并且,沿着假想线OL将研磨体的与静电电容的取得有关的电介质层11、第1内部电极层12a及第2内部电极层12b经层叠的区域在层叠方向上三等分,分为了上部区域、中央区域和下部区域这3个区域。图2中,将上部区域、中央区域和下部区域用虚线示出。
从研磨体切出上部区域、中央区域和下部区域,进行薄膜化,从各区域分别得到了3个薄膜试样。3个薄膜试样分别包含电介质层11。对于像以上这样而所得到的层叠体10的上部区域、中央区域和下部区域这3个薄膜试样,进行了HRTEM观察和基于附属于HRTEM的EDX的元素映射。
将HRTEM观察和基于EDX的元素映射结果示于图3至图5。图3是图2的中央区域内的电介质层的HRTEM的观察图像。图4是图3所示出的区域内的基于EDX的Ni的映射图像。图5是将图3中用虚线部示出的区域放大了的HRTEM观察图像。需要说明的是,HRTEM观察图像和基于EDX的元素映射图像的倍率即使是20个以上的晶粒不能收纳于一个视野中也可以。另外,HRTEM观察和基于EDX的元素映射也可以基于在多个视野内所拍摄的图像。该情况下,各图像可以具有1μm以下×1μm以下的范围的区域。
HRTEM观察图像和EDX的映射图像在上部区域及下部区域与中央区域未看到明显差别。因此,将以下说明的由中央区域得到的结果视为本发明涉及的层叠陶瓷电容器100的电介质层11所包含的晶粒的微细结构。
电介质层11具有约1.5μm的厚度,以基于图像解析的等效圆直径的平均值的形式求出的晶粒的平均粒径约为0.13μm。需要说明的是,晶粒G的晶界GB由HRTEM观察图像通过目测确定。
如图3所示,多个晶粒G的一部分在晶粒G内具有多个线状部。从图4来看可知,在具有多个线状部的晶粒G内包含Ni,Ni偏在于这些线状部。推测该Ni是内部电极层12中包含的Ni扩散而来的。即,这些线状部发挥以下功能,俘获从内部电极层12扩散出的Ni并摄入晶粒G内。因此,这些线状部可以称为晶粒G内的俘获部TP。需要说明的是,该线状的俘获部是指纵长方向的长度为20nm以上的俘获部。
另外,如图5所示,在俘获部TP的左右晶格图像没有变化,确认了俘获部TP不是不同的2个晶粒G的晶界GB。即,俘获部TP是晶粒G内的结晶度发生了变化的部位,在此,电子射线发生衍射,因此HRTEM观察图像中看起来是线状部。还确认了该结晶度发生了变化的部位与晶格图像中看到的线平行。该晶格像中看到的线表示1个结晶面,因此推测该结晶度发生了变化的部位包含与晶粒G内的该结晶面平行的面缺陷。
该晶粒G内的面缺陷如图3所示,存在多个。在此,考虑与多个的面缺陷分别交叉的假想的平面。该研究中,假想的平面可以设为HRTEM的观察面(以图3的形式表示的面)。该假想的平面与多个的面缺陷的交叉线相互平行。即,在HRTEM的观察面中,多个的面缺陷看起来是相互平行的线状部。
这些多个的面缺陷相互平行,因此保持一定规则性而生成。即,推测这些多个的面缺陷是用于存在于上述结晶面的能量低而容易稳定存在的面缺陷。面缺陷可以通过接近成对从而进一步稳定存在。这还可以由以下内容来理解:即使在图3中看起来是1条线状的面缺陷,在图5中也被确认为两条接近了的面缺陷。
对于该俘获部TP的结构,将进一步研究的结果示于图6。图6是用图5的虚线表示出的分析区域、即俘获部TP周边的基于EDX的Ni和Ba的线分析结果。由图6的线分析的结果也可知,Ni偏在于俘获部TP。另外可知,与俘获部TP以外的部位相比,在俘获部TP中Ba的量少。
在此,将BaTiO3的晶体结构的示意图示于图7。如上所述,俘获部TP与其他部位在Ba量上可以看到差异。即,推测俘获部TP是构成晶粒G的以BaTiO3为基础结构的钙钛矿型化合物中由Ba2+构成的面发生了缺损的部位。
并且,如图7所示,BaTiO3中由Ba2+构成的面是(111)面,因此推测俘获部TP是(111)面的面缺陷。
如前所述,对层叠陶瓷电容器的电介质层施加了高电场时的绝缘电阻有被构成电介质层的晶粒的晶界制约的倾向。本发明涉及的层叠陶瓷电容器100中,通过将从内部电极层12扩散出的Ni由俘获部TP摄入晶粒G内,能够抑制绝缘电阻的偏差。进而,可以提高对电介质层11施加高电场的高温负荷试验中的寿命等,得到高可靠性。
从层叠陶瓷电容器100的可靠性的观点出发,具有俘获部TP的晶粒G优选在该晶粒G内具有多个俘获部TP。另外,电介质层11越多地包含具有俘获部TP的晶粒G则越优选,另外,越多地包含具有多个俘获部TP的晶粒G则越优选。
需要说明的是,根据本次研究可知,层叠陶瓷电容器100中的俘获部TP被推测为(111)面的面缺陷,但(111)面的面缺陷是俘获部TP的结构的一例,并不限于此。另外,对于被俘获了的元素,也以Ni为对象进行了说明,但Ni是构成内部电极层的元素的一例,并不限于此。作为偏在于俘获部TP的元素的其它例,可以举出Cu、Pt、Sn、Pd、Ag等。偏在于俘获部TP的元素优选包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素。本发明涉及的俘获部TP具有例如能够俘获从内部电极层扩散出的元素的结构。
偏在于俘获部TP的元素也可以是与构成内部电极层的元素相同种类的元素,未必必须是从内部电极层扩散出的元素。如后所述,通过使用包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素的电介质原料粉末,也能得到本发明涉及的具有俘获部TP的层叠陶瓷电容器。
<层叠陶瓷电容器的制造方法>
接着,对于示出符合本发明的层叠型电子零件的实施方式的层叠陶瓷电容器100的制造方法,按照制造工序顺序进行说明。层叠陶瓷电容器100的制造方法具备以下各工序。
该层叠陶瓷电容器100的制造方法具备使用电介质原料粉末得到多个陶瓷生片的工序。需要说明的是,“生”这一措辞是表示“烧结前”的表述,之后也按这个意思使用。电介质原料粉末例如是在BaTiO3粉末的表面赋予了各种添加物的粉末。在陶瓷生片中,除了电介质原料粉末以外,还包含粘结剂成分。对于粘结剂成分,没有特别限定。
上述的电介质原料粉末可以例如设置为以下这样来制作:在BaTiO3粉末的表面赋予添加物的有机化合物,进行预烧使有机成分燃烧,从而成为添加物以氧化物的状态被赋予到了BaTiO3粉末的表面的状态。但是不限于此,电介质原料粉末可以是包含有机化合物的状态,或者是包含氧化物和有机化合物的状态。另外,在电介质原料粉末中,上述BaTiO3粉末也可以是BaTiO3固溶体粉末。
一个实施方式中,层叠陶瓷电容器100的制造方法具备使用电介质原料粉末得到多个陶瓷生片的工序,该电介质原料粉末是包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素的电介质原料粉末。通过使用这样的电介质原料粉末,能够使选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素偏在于构成电介质层的晶粒的俘获部。包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素的电介质原料粉末的形成中能够使用的BaTiO3粉末的一例是能够通过下述方法制造的含有Ni的BaTiO3粉末。
首先,在BaTiO3粉末上通过等离子体处理覆盖Ni,形成用Ni被覆了的BaTiO3粉末。将用Ni被覆了的BaTiO3分散于溶液中,添加金属醇盐的形态的Ba和Ti,并进行水解,从而成为将被覆了的Ni进一步用BaTiO3覆盖的结构。通过使用这样的结构的BaTiO3,可以得到在构成电介质层的晶粒内Ni以线状部的形式被俘获了的层叠陶瓷电容器。
BaTiO3粉末例如可以通过对BaCO3粉末与TiO2粉末的混合物进行预烧而得到。或者,也可以使用已经通过草酸法或水热合成法等已知的方法制作的BaTiO3粉末。另外如上所述,形成电介质层的材料不限于BaTiO3,例如,也可以使用以Ca、Ti或Zr为基体的材料。
该层叠陶瓷电容器100的制造方法具备向陶瓷生片印刷内部电极层图案的工序。内部电极层用糊料例如包含Ni粉末、在BaTiO3粉末的表面赋予了各种添加物的粉末(共通材料)、和粘结剂成分。需要说明的是,在内部电极层中,共通材料不是必需的。对于粘结剂成分,没有特别限定。在此,向陶瓷生片印刷内部电极层图案的工序相当于在烧结前电介质层上使用内部电极层用糊料形成烧结前内部电极层的工序。
上述共通材料可以例如像以下这样制作:在BaTiO3粉末的表面赋予添加物的有机化合物,进行预烧使有机成分燃烧,从而成为添加物以氧化物的状态被赋予到了BaTiO3粉末的表面的状态。但是不限于此,共通材料可以是包含有机化合物的状态,或者可以是包含氧化物和有机化合物的状态。另外,在共通材料中,上述BaTiO3粉末可以是BaTiO3固溶体粉末。共通材料可以与电介质原料粉末相同,也可以不同。
该层叠陶瓷电容器100的制造方法具备将包含形成了内部电极图案的陶瓷生片的多个陶瓷生片层叠,得到生层叠体的工序。
该层叠陶瓷电容器100的制造方法具备使生层叠体烧结,得到包含经层叠的多个电介质层和多个内部电极层的层叠体的工序。
示例
以下,示出实施例和比较例对本发明涉及的发明进一步具体说明,但本发明涉及的发明不限于这些示例。
<比较例1>
按照以下顺序制作了层叠陶瓷电容器。首先,准备了电介质片和内部电极用的导电性糊料。电介质片和内部电极用的导电性糊料包含有机粘结剂和溶剂。电介质片使用电介质原料粉末而制作。电介质原料粉末包含BaTiO3粉末。
在电介质片上,按照规定的图案印刷内部电极用的导电性糊料从而形成了内部电极图案。层叠规定片数的未印刷内部电极图案的外层用的电介质片,在其上依次层叠印刷有内部电极图案的电介质片,在其上层叠规定片数的外层用的电介质片,从而制作了层叠片。将层叠片通过静水压机沿层叠方向压制而制作了层叠块体。将层叠块体切成规定的尺寸,切出了层叠基片。此时,通过滚筒研磨使层叠基片的角部和棱线部带有了圆角。对层叠基片进行烧结而制作了层叠体。烧结温度与电介质层、内部电极的材料有关,优选为900~1300℃。本比较例中烧结温度也设为该范围内。在层叠基片的两端面涂布外部电极用的导电性糊料,通过烧附从而形成了外部电极的烧附层。烧附温度优选为700~900℃。本比较例中烧附温度也设为了该范围内。在烧附层的表面实施了镀覆。
<实施例1>
(1)电介质原料粉末1的制备
使BaTiO3粉末和金属Ni同时通过等离子体蒸发后,冷却从而形成了用Ni被覆了的BaTiO3粉末。通过调整投入的Ni量使被覆的Ni的厚度为2nm。除了使用该用Ni被覆了的BaTiO3粉末以外,与比较例1同样地制备了电介质原料粉末1。
通过TEM确认10个粒子份的截面,将其平均厚度设为被覆的Ni的厚度。
(2)层叠陶瓷电容器的制作
除了使用了上述(1)中所制备的电介质原料粉末1以外,与比较例1同样地制作了层叠陶瓷电容器。
<实施例2>
(1)电介质原料粉末2的制备
除了将被覆的Ni的厚度设为5nm以外,与实施例1同样地制备了电介质原料粉末2。
(2)层叠陶瓷电容器的制作
除了使用了上述(1)中所制备的电介质原料粉末2以外,与比较例1同样地制作了层叠陶瓷电容器。
<实施例3>
(1)电介质原料粉末3的制备
除了将被覆的Ni的厚度设为9nm以外,与实施例1同样地制备了电介质原料粉末3。
(2)层叠陶瓷电容器的制作
除了使用上述(1)中所制备的电介质原料粉末3以外,与比较例1同样地制作了层叠陶瓷电容器。
[测定、评价]
(1)电介质层的微细结构的测定
按照上述顺序由层叠陶瓷电容器制作试样,对于中央区域进行了HRTEM观察和基于附属于HRTEM的EDX的元素映射。HRTEM观察图像和基于EDX的元素映射图像的倍率设定为20个晶粒收纳于一个视野。
视野内的20个晶粒之中,将具有包含Ni的俘获部的晶粒的数量示于表1。另外,视野内的20个晶粒之中,将具有2个以上的包含Ni的俘获部的晶粒的数量示于表1。
(2)可靠性的评价
通过基于高温负荷试验的下述2个指标,对层叠陶瓷电容器的可靠性进行了评价。
(2-1)高温负荷加速试验中的平均故障时间(HALT寿命)
测定了在150℃对层叠陶瓷电容器施加12V的高温负荷加速试验(HALT)中的平均故障时间(MTTF)。将结果示于表1。将IR成为了104以下时判定为故障。
(2-2)高温负荷试验中的2000小时后的故障发生个数
测定了在85℃对层叠陶瓷电容器施加6V的通常的高温负荷试验中的2000小时后的故障发生个数(每72个)。将结果示于表1。将IR成为了104以下时判定为故障。
【表1】
Figure BDA0002553616320000121
比较例1中,电介质层的晶粒没有俘获部,因此HALT寿命短,高温负荷试验中的2000小时后的故障发生个数也多。
相比之下,实施例1~3中,电介质层的晶粒具有Ni偏在的俘获部,因此层叠陶瓷电容器的可靠性高。从层叠陶瓷电容器的可靠性的观点出发,优选具有俘获部的晶粒在该晶粒内具有多个俘获部。另外,从层叠陶瓷电容器的可靠性的观点出发,层叠陶瓷电容器的电介质层越多地包含具有俘获部的晶粒则越优选,另外,越多地包含具有多个俘获部的晶粒则越优选。
本说明书中公开的实施方式是例示性的内容,本发明涉及的发明不限于上述的实施方式。即,本发明涉及的发明的范围由专利技术方案表示,意在涵盖与专利技术方案等同的意思和范围内的所有变更。另外,在上述范围内可以加以各种应用、变形。
例如,关于构成层叠体的电介质层和内部电极层的层数、电介质层和内部电极层的材质等,可以在本发明的范围内加以各种应用、变形。另外,作为层叠型电子零件例示了层叠陶瓷电容器,但本发明涉及的发明不限于此,还能够应用于在多层基板的内部所形成的电容器要素等。

Claims (5)

1.一种层叠型电子零件,
其具备包含经层叠的多个电介质层和多个内部电极层的层叠体,
所述多个电介质层具有多个晶粒,
所述多个晶粒的至少一部分在晶粒内具有俘获部,
具有所述俘获部的晶粒包含选自Ni、Cu、Pt、Sn、Pd和Ag中的至少一种元素,
所述元素偏在于所述俘获部,
所述俘获部包含所述晶粒内的结晶度发生了变化的部位,所述晶粒内的结晶度发生了变化的部位包含所述晶粒内的面缺陷。
2.根据权利要求1所述的层叠型电子零件,其中,
所述俘获部在所述晶粒内存在多个。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的层叠型电子零件,其中,
所述偏在的元素包含构成所述内部电极层的元素。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的层叠型电子零件,其中,
所述电介质层包含选自Ba、Ti、Ca、Sr和Zn中的至少一种元素。
5.根据权利要求1所述的层叠型电子零件,其中,
所述晶粒内的面缺陷存在多个,
在与所述多个的面缺陷分别交叉的假想的平面中,所述多个的面缺陷与所述假想的平面的交叉线相互平行。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101489953A (zh) * 2006-07-20 2009-07-22 株式会社村田制作所 电介质陶瓷及其制造方法以及叠层陶瓷电容器
CN103360059A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 太阳诱电株式会社 陶瓷粉末和层叠陶瓷电容器
CN103508736A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 清华大学 多层陶瓷电容器内电极钛酸钡包覆纳米镍粉及其制备方法
CN103553591A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种高温高绝缘性能多层陶瓷电容器用电介质陶瓷材料
CN107527739A (zh) * 2016-06-20 2017-12-29 太阳诱电株式会社 多层陶瓷电容器

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920781A (en) 1971-04-02 1975-11-18 Sprague Electric Co Method of forming a ceramic dielectric body
DE3210016A1 (de) * 1982-03-19 1983-09-29 Draloric Electronic GmbH, 8672 Selb Monolithischer kondensator und verfahren zu seiner herstellung
EP0739019B1 (en) * 1994-10-19 2003-12-03 TDK Corporation Multilayer ceramic chip capacitor
JP2000232032A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Tdk Corp 電極形成用ニッケル複合導体及び積層セラミックコンデンサ
JP3475910B2 (ja) * 2000-05-24 2003-12-10 株式会社村田製作所 電子部品、電子部品の製造方法および回路基板
JP3994719B2 (ja) 2001-11-08 2007-10-24 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品
KR101108958B1 (ko) 2003-02-25 2012-01-31 쿄세라 코포레이션 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조방법
JP4576807B2 (ja) 2003-07-14 2010-11-10 Tdk株式会社 誘電体磁器組成物および電子部品
CN1634800A (zh) 2003-12-30 2005-07-06 广东风华高新科技集团有限公司 超低温烧结的陶瓷介质材料、其制备方法及所得的电容器
CN1569731A (zh) * 2004-04-23 2005-01-26 清华大学 一种Li-Si-Ni-0基高介电常数陶瓷材料及其合成方法
TW200706513A (en) * 2005-04-27 2007-02-16 Murata Manufacturing Co Dielectric ceramic, process for producing the same, and laminated ceramic capacitor
US7795663B2 (en) * 2005-06-21 2010-09-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Acceptor doped barium titanate based thin film capacitors on metal foils and methods of making thereof
CN101238080B (zh) 2005-08-29 2012-10-24 京瓷株式会社 介电陶瓷及其制造方法、以及层叠陶瓷电容器
JP4936850B2 (ja) * 2006-09-15 2012-05-23 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
US8184427B2 (en) 2006-09-27 2012-05-22 Kyocera Corporation Multilayer ceramic capacitor and method for production thereof
JP4937068B2 (ja) 2006-09-27 2012-05-23 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製法
JP5046700B2 (ja) * 2007-03-27 2012-10-10 京セラ株式会社 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ
JP4925958B2 (ja) 2007-07-27 2012-05-09 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサ
TW200927698A (en) 2007-09-28 2009-07-01 Tdk Corp Dielectric ceramic composition and electronic device
CN102132433B (zh) * 2008-08-28 2013-11-06 京瓷株式会社 层叠型压电元件、喷射装置以及燃料喷射系统
JP2010171108A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Murata Mfg Co Ltd セラミック体の製造方法
WO2011071144A1 (ja) 2009-12-11 2011-06-16 株式会社村田製作所 積層型セラミック電子部品
JP2011256091A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Murata Mfg Co Ltd 誘電体セラミックおよびそれを用いた積層セラミックコンデンサ
CN102060523B (zh) * 2010-11-12 2013-03-20 陕西科技大学 一种高介电常数复合材料及其制备方法
JP5472667B2 (ja) * 2011-02-04 2014-04-16 株式会社村田製作所 バリスタ機能付き積層型半導体セラミックコンデンサとその製造方法
JP5769532B2 (ja) 2011-07-22 2015-08-26 京セラ株式会社 コンデンサおよびその製造方法
JP5838927B2 (ja) 2011-10-14 2016-01-06 Tdk株式会社 積層セラミック電子部品
JP5919847B2 (ja) * 2012-01-30 2016-05-18 Tdk株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP5205544B1 (ja) 2012-03-30 2013-06-05 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP5655039B2 (ja) * 2012-07-31 2015-01-14 太陽誘電株式会社 誘電体セラミックス、積層セラミックコンデンサ及びそれらの製造方法
KR101994709B1 (ko) * 2013-04-17 2019-07-01 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물, 이를 이용한 적층 세라믹 캐패시터, 및 적층 세라믹 캐패시터의 제조방법
JP6415337B2 (ja) * 2015-01-28 2018-10-31 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP6512844B2 (ja) * 2015-01-30 2019-05-15 太陽誘電株式会社 積層コンデンサ及び積層コンデンサの製造方法
US10068710B2 (en) * 2015-07-17 2018-09-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated ceramic electronic component and method for manufacturing same
CN110945612A (zh) 2016-08-26 2020-03-31 沙特基础工业全球技术有限公司 陶瓷-聚合物复合电容器及制造方法
KR101933417B1 (ko) * 2016-12-28 2018-12-28 삼성전기 주식회사 유전체 파우더 및 이를 이용한 적층형 커패시터
JP6986360B2 (ja) 2017-04-05 2021-12-22 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
KR102587765B1 (ko) 2017-08-10 2023-10-12 다이요 유덴 가부시키가이샤 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법
CN108251834A (zh) * 2018-01-29 2018-07-06 陆军装甲兵学院 改善柴油发动机缸盖阻尼减振性能的镍基复合涂层及其制备方法和应用
JP7347926B2 (ja) 2018-03-02 2023-09-20 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサの製造方法及び積層セラミックコンデンサ
KR102304250B1 (ko) 2018-08-01 2021-09-23 삼성전기주식회사 적층형 커패시터
KR102538903B1 (ko) 2018-09-18 2023-06-01 삼성전기주식회사 내부 전극용 도전성 분말 및 커패시터 부품
KR102351180B1 (ko) * 2019-02-13 2022-01-17 삼성전기주식회사 적층 세라믹 커패시터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101489953A (zh) * 2006-07-20 2009-07-22 株式会社村田制作所 电介质陶瓷及其制造方法以及叠层陶瓷电容器
CN103360059A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 太阳诱电株式会社 陶瓷粉末和层叠陶瓷电容器
CN103508736A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 清华大学 多层陶瓷电容器内电极钛酸钡包覆纳米镍粉及其制备方法
CN103553591A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种高温高绝缘性能多层陶瓷电容器用电介质陶瓷材料
CN107527739A (zh) * 2016-06-20 2017-12-29 太阳诱电株式会社 多层陶瓷电容器

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