TWI270091B - Ceramic electronic device and the production method - Google Patents

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TWI270091B
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Kazushige Ito
Daisuke Iwanaga
Akira Sato
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Tdk Corp
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    • C04B2237/405Iron metal group, e.g. Co or Ni

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1270091 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如層積陶究電容器等 以及其製造方法,特別e M认曰士 瓦寬子7G件 特別疋關於具有IR不良率(初 给 阻不良率)低、高溫負荷壽命優良、高信賴性之陶^ 容器等之陶兗電子元件以及其製造方法。4陶竞電 【先前技術】 層積型陶竟電容器,被作為小型、大容量、高信賴性 之電子元件而廣泛地利用’在電氣機器以及電子機哭中所 使用之個數也達到多數。近年來’伴隨著機器之小型且高 性能化,對於層積型陶瓷電容器之更小型化、大容量化、 低價格化、高信賴性化之要求也變的愈來愈嚴格。里 層積型陶瓷電容|§,通常,是將内部電極膏與介電值 之貧(貧)藉由薄片法或印刷法來層積,燒成而製造。在該 内部電極層中,一般而言,以往多使用Pd或Pd合金,但 由於Pd高價,所以比較便宜之Ni或Ni合金逐漸被使用。 然而,在以Ni或Ni合金來形成内部電極之情況時,若在 大氣中進行燒成,則有電極氧化之問題。因此,一般而言, 係在脫黏結劑後’在比Ni或Ni〇之平衡氧氣分壓還低之低 氧氣分壓下燒成,在其後藉由熱處理,來使介電質層再氧 化。 然而’右在還原性氣氣中燒成’則介電質層被還原, 絕緣電阻(IR)有變小之問題。因此,提案在還原氣氛中燒 2030-7185-PF;Ahddub 6 1270091 成也不會被還为 開平9-97734、 、 、^介電值材料(例如曰本專利特 號公報、特開平1〇_74666 、 2001 -6966號公報)。 號a報、特開 在特開平9 —97734號 中,開示具有含有r M及特開平1 0,666號公報 人七 有1虱化物、矽氧化物以及B氧化物之φ 含有至少2種以卜夕备^ 〇乳化物之中 上之虱化物之偏析層之介 些文獻,記載著·雜Λ你入 丨电貝層根據廷 以…4 質層中含有上述偏析層,可 以使移動粒界層之電子τ 電壓下之信賴性提高。 而可使在尚溫、高 中而:tr平9—_號公報以及特開平… 二 由於上述偏析層中含有Li氧化物,由於Li2〇 谷易揮發之故,容易生成空 心 子容易移動之理由,以貞彳…^ ^溫度影響,離 /一此令虹士 问/皿負何哥命之改善效果不充分。又, =:r:,iR不良率(初期絕緣電阻不良率)沒有得到 : 在介電質層薄層化之時,…良率惡化之虞 又’在特開2謝-6966號公報中,開示具有·至少含 有希土類’而更含有以咖或B2〇3為 偏析層(2次相)之介電質層 "璃成分之 ^ — 、 根據此文獻,記載著即使在 逛原氣氛下燒成,也可以得到壽 陶竟電容器。 可“寺性或耐候性能優良之 然而’在特開讀-6966號公報中,本發明者發現: 由於使用B (石朋兀辛),沐立乳細士、纟兮 幻拉界組成變的不nw㈣* // m以下時之IR不良率變高之問題。 2030-7185-PF;Ahddub 7 1270091 【發明内容】 本發明鑒於如此之實狀’以提供 缝又白*、 不良率(初期絕 、味不良率)低、高溫負荷壽命 7可卩极良、具有向信賴性之陶瓷電 兀件以及其製造方法為目的。 為達成上述目的’盘本於明古 /、不&明有關之陶瓷電子元件,係 ;有二質層之陶竟電子元件,其特徵在於:前述介電質 包含(Ba,Ga)(Tl,^系材料之主成分,與 於介電::八物之副成分’前述Sl氧化物之含有量,相對 、電貝層王體,為0〜〇.4重量%(其中,不包含〇)。 在本發明中,Si氧化物含有量 以上3百里之下限以在0· 01重量% 、、、,而以0. 〇 5重量%以上更佳,μ 、 詈%為社 上限以未滿0 · 4重 里%為佺,而以0.2重量%以下更佳。 過多,則屮入Φ玄 虱化物之含有量若 Μ氧化物添加至介電質厚§,^ 另—方面,若沒有將 結變的困難。 尾貝層之燒結性低下,燒 在本發明中,前述介電質層以擁 是前述偏析層含有Si氧化物且實質彳層為佳’特別 佳。 上不含有Li氧化物為 在本發明中,偏析層係指在介 其他添加副成分偏析,相較於貝層中,氧化物或 相,這些添加副成分高濃度存在之部八成分所構成之主 之,,實質上不含U氧化物” 刀。又,在本發明中 為不純物程度之量< τ · ^ ’、思味著不包含超過不能稱 反&里之Li氧化物,若曰 疋不純物程度的量(例 2030-7185-PF/Ahddub 8 1270091 如,前述偏析層中之含有量在〇 也可含有。 、 /β以下)的話,則 在本發明中,前述偏析層係含有Si氧化物 質上不含有Li氧化物之故,所以IR不良更由於實 不良率)降低,高溫負荷壽命之改善變的可能絕緣電阻 U氧化物,至少只要在前述偏析層中實質上二:’上述 但若在介電質層中之偏析層以外的部☆,例如'在:二 實質上也不含有的話更佳。 相中 在本發明中,藉由前述介電質層中之咖之 出強度之標準差σ,以及平均_出 刀布之檢 久卞双出強度x,由下述 算出之Si〇2分布之C.V.值以在25〇以 A )斤 以下更佳,在2◦◦以下最佳。下為仏,在22〇 C.V·值=(檢出強度之標準差σ/平均檢出強户
100···(1) X X) X 上述 C.V.值(Coefficient 〇fVariati〇n;變動係數), φ係在介電質層中元素分布之檢出強度之標準差σ除以元素 分布知平均檢出強度χ之值,為表示該元素之分散程度之 值。此值愈低,則表示分散程度愈高。在本發明 1 1 U2 之分布之C· V·值低,亦即,Si〇2之分散程度高為佳。又, 介電質層中所含有之Si氧化物,主要存在於前述偏析層中 之情況時’則上述Si〇2之分布之C.V.值係表示前述偏析層 之分布之C. V.值。 在本發明中,介電質層之Si〇2之分布之C· V·值,可藉 由介電層之切斷面之ΕΡΜΑ(電子微探儀)分析來測定。亦 2030-7185-PF;Ahddub 9 1270091 猎由ΕΡΜΑ分析,進行Si元素之元素分布分析 在各部位之Q · - 士 古丨欠 、疋 質層中s· 1凡素之強度’從該高峰強度,求得介電 2 1 70素分布之檢出強度之標準差σ以及平均檢 強度X’可藉由上述式來算出。 句i在本發明中,存在於前述介電質層之前述偏析層之直 #乂 /一者為佳’特別是’存在於前述介電質層之偏析層之 大徑,為前述介電質層之厚度之1/2以下為佳,以 下更佳。若前述最大徑太大,則短路不良率有惡化的傾向。 ⑽在本I日月巾’偏析層之最大徑,係意味著存在於介電 質層中之偏析層之中,直徑為最大之偏析層之直徑。 較佳的情況是,前述介電質層中前述偏析層之比率 相對於前述介電質層全體,在15體積%以下,而以在10體 積:二T更佳。介電質層中之偏析層的比率若太高,則高溫 負何哥命有惡化之傾向。 ° 前述偏析層之最大面積在2.5" m2以下為佳,而以在 2. 〇以以下更佳。前述偏析層之最大面積若太大,則短路 不良率有惡化之傾向。x,在本發明中,偏析層之最大面 積,係意味存在於介電質層中之偏析層中,面積最大之偏 析層之面積。 較佳的情況是,前述(Ba,Ca)(Ti,Zr)〇3系材料,係 由組成式{{Ba(1-x)Cax}〇}A{Tin_y_x)ZryMgz}B〇2(其中,Α、β、χ、 y、ζ,係 0.995 ^ A/Bg1〇2〇,〇.0〇〇1^χ^〇 〇7, $〇·3,〇.〇〇〇5Sz各O.oi)所表示之材料。 前述丨{Ba(1-x)Cax}〇MTi(1_y_x)ZryMgz丨b〇2 係在前述(Β&, 2030-7185-PF;Ahddub 10 1270091
Ca)(Ti,Zr)〇3系材料中,Ti以及/或Zr之位置以Mg所置 換之介電質氧化物。Mg具有使IR不良率降低之效果,藉 由將Τι以及/或Zr之位置以jjg來置換,可期望IR不良率 之降低。 較佳的情況是,前述介電質層更含有:作為副成分之 Μη氧化物、γ氧化物以及v氧化物,其分別對於介電值全 體而言,以MnO換算為0.008〜0 33重量%,以1〇3換算為 〇.〇47〜0.47重量%,以心〇5換算為〇〇〇5〜〇3〇重量%。 前述介電質層更以含有#氧化物作為副成份為佳,對 於介電質全體而言,以w〇3換算為〇〇〇5〜〇·3重量%。 則述"電貝層之厚度以在4. 5 "以下為佳,而在& 5 ρ以下更佳。藉由本發明’可以降低ir不良率(初 緣電阻不良率),高溫負荷壽命之改善變的可能之故,所以 "電貝之薄層化變的可能,而可得到小型、大容量、高芦 賴性之陶瓷電子元件。 ° 〇本發时關之㈣電子元件之製造方法,係 電貝層之陶瓷電子元件製 大粒徑為"〜…1 其特徵在於:使用最 電質…之粒狀Si氧化物,作為形成前述介 電貝層之副成分原料,前述S1氧化 二 電質層全體,以十认〜 负里祁對於介 〇)。 2來換异為〇〜0.4重量%(其中,不包括 在本發明之食j # 圍之以氧化物作::成=7最大粒徑在上述既定範 在介電質層中,可t:=之原料之粒狀s 1氧化物。因此, 工,3有Si虱化物之偏析層之分散狀態 2030-7185-PF;Ahddub u 1270091 率(初期絕緣電阻不良率),改善 (分布狀態),降低IR不良 高溫負荷壽命變的可能。 又,在本發明之製造方法中所使用之Si氧化物之最大 粒徑,係意味著根據SEM觀察等測定之,,實際粒子之粒 徑”中之最大粒徑。又,,’實際粒子之粒徑,,係τ指,例:粒 當粒子中有凝集物的情況,並非該凝集物本身的粒徑,而 意味構成凝集物之各粒子之粒徑。 或者,與本發明有關之陶瓷電子元件之製造方法,係 具有介電質層之陶竟電子元件之製造方法,其特徵在於 使用50%相當徑之D50徑與1〇〇%相當徑m〇〇徑之差 (〇1〇〇’〇)為以下粒狀Si氧化物作為形成:述介 電質層之副成分之原料,前述Si氧化物之含有量,相對於 "電貝層王體,以Si 〇2來換算為〇〜〇·4重量%(其中,不勹 括0) 〇 在本發明之製造方法中,使用D50徑與D100徑之差 • (D100—D50)在上述既定範圍之Si氧化物作為副成份原料 之粒狀Si氧化物。因此,可控制含有Si氧化物偏析層之 在介電層中之分散狀態(分布狀態),降低IR不良率(2期 絕緣電阻不良率),改善高溫負荷壽命變的可能。 又’在本發明中,上述D50徑以及D100徑分別意味著 體積基準累積50%徑以及體積基準累積100%徑,通常,係 藉由雷射繞射法等利用光散亂之方法來測定。 在本發明之製造方法中,係具有介電質層之陶究電子 元件之製造方法,較佳的情況是,使用最大徑為〇 3〜2 2 12 2030-7185-PF;Ahddub 1270091 且50%相當徑之D5〇徑與1〇〇%相當徑刚〇徑之差 (Dlj)0-D5_ 15“以下粒狀以氧化物作為形成前述介 電質層之副成分之原料,前述Si氧化物之含有i,相對於 介電質層全體,以咖來換算為〇〜〇 4重量%(其中,不包 發明之製造方法,以使用(Ba,Ca)(Ti,Zr)〇3系材 料作為前述介電質層中所含有之主成分原料為佳。
在本發明之製造方法中,較佳的情況是,前述(Ba, Ca)(Tl, ΖΓ)〇3系材料,係由組成式 {(Ba(1-x)Cax}〇MTi(卜y x)ZryMg]B〇2(其中,a、b、X、y、z, 係 0.995 抓 0-0005各ζ$0·01)所表示之材料。 與本發明有關之陶究電子元件並沒有特別限定,例如 有層積陶竞電容器、壓電元件、晶片電感、晶片可變電阻、 晶片熱敏電阻、晶片雷ρ且 电Ρ以及其他表面實裝(SMD)晶片别 電阻。 。主 根據本發明,可以提供 率)低、南溫負荷壽命優良、 之陶瓷電子元件以及其製造 IR不良率(初期絕緣電阻不良 高信賴性之層積陶瓷電容器等 方法。 【實施方式】 層積陶瓷電容器1 如圖1所示,與本發明之 電容器1’係具有由介電質層 一實施形態有關之層積$ 2與内部電極層3交互& 瓷 積 2030-7185-PF;Ahddub 1270091 所構成之電容器元件太 _ 1()。在此電容器元件本體10之 兩鈿邛上,具有分別跟在元 部電極層3導通之一對外部電=10之内部交互配置之内 形狀並沒有特別限制,4 電容器元件本體1〇的 ,,^ ,, ,, Βρ —通㊉為長方狀。又,其尺寸通常 特別限定’根據用途取適當之尺寸即可。 内部電極層3,各端面係 對…端部表面…積 出於電容器本體10之 s積。一對外部電極4,係形成於 電谷益本體10的兩端部,連 運接乂互配置之内部電極層3之 路出‘面,構成電容器回路。 介電質層2 ,,電質層2係含有介電陶兗組合物。 在本實施形態中,上述介電陶究組合物,係含有包含 )(Tl’ Zr)〇3系材料之主成分與Si氧化物以及其他 副成分。 作為主成分所含有之(Ba’ ca)(Ti,Zr) =以及/或h之位置以Mg所置換之 mm〇MTi(1-yn}B〇2所表示之組合之介電質 氧化物為佳。 、 上述式中,X代表Ca之比率,以〇· 〇〇〇1以上〇, 〇7以 下為佳,而以在0· 0001以上未滿〇.〇5為佳。Ca主要是為 了使燒結安定性提高之同時,並具有使絕緣電阻值提高之 效果。若X未滿"剛而燒成時,則介電質層之異常粒成 長有容易發生之傾向,义若超過U7,則比介電率有 之傾向。 一 2030-7185-PF;Ahddub 14 1270091 上述式中,y代表Zr之比率,以0·1以上〇·3以下為 佳’而以0· 15以上0.20以下更佳。Zr主要係作為使居禮 點往低溫移動之移動器來使用。當y未滿〇 · 1時,則介電 損失有變高之傾向,又,若y超過〇. 3則比介電值有變低 之傾向。 在上述式中,z代表Mg之比率,以〇·〇〇〇5以上0〇1 、下為佳’而以0 003以上〇.〇1以下更佳。Mg具有使JR 不良率降低之效果。若z未滿0.0005,則IR不良率有變 面之傾向,若z超過〇· 〇1則比介電質有變低之傾向。 又,在上述組合式中,A位置與B位置之比A/B,以在 0.995以上ΐ·〇2〇以下為佳,而以1〇〇〇以上1〇15以下 更佳。若Α/Β未滿〇· 995,則燒成時不僅介電質層之異常 粒成長容易發生,且絕緣電阻值有低下之傾向,若超 過1 · 020 ’則燒結性有低下之傾向,而難以得到緻密之埯
ϋ 7「电’負’ 化物以及其他副成分。 羊
Si氧化物之含有量,相對於介電質層全體 換算為…重量%(其中,不包含。),含有量之下限,: 〇.01重量%以上為佳,而以。.05重量%以上更佳,含有旦 —^限以未滿0.4重晉 室里%為佳,而以〇.2重量%以下更佳。 前述Si氧化物,係作Aβ + 「尺佳。 古旦… 係作為助燒結劑來作用。Si氧化物之含 有Ϊ右過多,則比介雷、玄士 3 J比,丨電率有低下之傾向,另一 ^ 將Si氧化物添加於介電右不 丨电貝層之燒結性低下, 2030-7185-PF/Ahddub 15 1270091 燒結變的困難。又,在本實施形態中,上述si氧化物 要含有在稍後會詳述之偏析層中。 在本實施形態中,以含有Μη氧化物、γ氧化物 化物以及w氧化物作為Si氧化物以外之副成分為佳乳 Mn氧化物顯示促進燒結之效果、提高IR =命改善之效果。如氧化物之含有量,相對於介 王體,以^^〇換算,為0 008〜0.33重#%為佳,而 、曰 重㈣佳。…化物之含有量過少,則“法:: 加效果之傾向,若過多,則比介電率有低下之傾白传到添 二化物,:要顯示…命改善之效果。Y氧化物 有里’相對於介電質全體,係以γ2 〇· 04 7〜0 47會旦〇/达木換异,以 你入.θ 為佳,而以〇.2〜〇.4重量%更佳。Yt务 之3有量若過少,則有無法得 命惡化之傾向,若、,目…兵 欢果之傾向,IR壽 卜 過夕,則有燒結性惡化之傾向。 V氧化物,顯示使IR壽命改善之效 有量’相對於介電質全 魏物之含 重量^ 5來換异,以0.005〜〇 30 里。為佳,而以0.01〜0.2重量%較佳’以 .〇 更佳。V氧化物之含有量若過 .〜°,1重量% 之傾向:若過多,則有職著低下it寻到添加效果 W虱化物’顯示使在居禮溫度以上之 坦化之效果,與使IR壽命改善之效果。度特性平 相對於介電質全體,係以 :化物之含有量, 為佳,而以….2重量%較佳,、: W氧化物之含有量若過 · .1重量%更佳。 一去侍到添加效果之傾向, 2030-7185-PF/Ahddub 16 1270091 若過多,則有IR顯著低下之傾向。 又,在本說明書中,雖將構成主成分以及各副成分之 各氧化物以化學量論組合來表示,但各氧化物之氧化狀態 也可超出化學量論組合。但是,纟副成分之上述比率,: 由換算構成各副成分之氧化物中所含有之金屬量來換瞀成 上述化學量組合之氧化物而求得。 、^
在本實施形態中,在介電質層2中,具有包含U ^ 物且實質上不包含L i氧化物之偏析層。 : 此偏析層,係、Si氧化物等之添加副成分偏才斤,相較於 主要由主成分所構成之主相,這此 k二添加副成分高濃度存在 之部分。又’在本實施形態中,”實 y Λ貝上不含Li氧化物”, 係意味著不包含超過不能稱為不純物程度之量之u氧化 物,若是不純物程度的量(例如’前述偏析層中之切:: 0.001莫耳%以下)的話,則也可含有。上述偏析層中里若 包含超過不能稱為不純物程度之| > 之L1虱化物,則高溫負 何哥命惡化。 、 在本實施形態中,藉由前述介電質層中之Si02 之檢出強度之標準差σ,以及平均檢出強度X,由下: (1)所算出之介電質層中之Si〇2分 x 唧之C.V•值以在250以 下為佳’而以在220以下更佳,在2〇〇以下最佳。 C. V.值=(檢出強度之標準差 干左σ /千均檢出強 100-(1) ; λ 出 上述C · V ·值(變動係數),係 強度之標準差σ除以Si〇2分布 介電質層中Si〇2分布之檢 之平均檢出強度x之值, 2030-7185-PF;Ahddub •1270091 為表示Si〇2之分散程度之值。此 此值忿低,則表示分散程度 愈高。在本實施形態中,Si〇 <刀布之C.V·值低,亦即, 之分散程度高為佳。又,在本實施形態中,介電質層 2中所含有之Sl氧化物,主要含有在偏析層中之故,所以 上述Si氧化物之分布之^ v佶筏圭_
• v •值係表不偏析層分布之C V 值。 ·
Si〇2刀布之c. V.值’例如,可藉由介電層2之切斷面 之Em(電子微探儀)分析來測定。亦即,藉由㈣八分析, 進行s!元素之元素分布分析,測定在各部位之&元素之 高峰強度,從該高峰強度,求得介電質層2中Si元素分布 之'出強度之標準差σ以及平均檢出強度X,可藉由上述 式來算出。 又,上述偏析層之直徑較小為佳’特別是’存在於介 電質層2之偏析層之最大徑,為介電質層之厚度之1/2以 下為佳,1/3以下更佳。若偏析層之最大徑太大,則短路 φ不良率有惡化的傾向。又,在本實施形態中,偏析層之最 大徑’係意味著存在於介電質層2中之偏析層之中,直徑 為最大之偏析層之直徑。 又,介電質層2中之偏析層比率,相較於前述介電質 層全體,為15體積%以下,而以1〇體積%以下更佳。介電 質層2中之偏析層之比率若太高,則高溫負荷壽命有惡化 在 最大面積以在2· 5 // m以下為佳,而以 • 0 // m2以下更#。兑、々,么, Γ文佳别述偏析層之最大面積若太大,則 2030-7185-PF;Ahddub 18 1270091 短路不良率有惡化之傾向。又^ , 夂’在本發明巾,^ 大面積,係意味存在於介 偏析層之最 大之偏析層之面積。 曰2中之偏析層中,面積最 介電質層2之厚度,並沒有特別限定, # m以下為佳,而在 日平均在4. 5 乂在3.5/zni以下較佳,在 更佳。厚度之下限並沒有特 · 〇 A m以下 匁付別限疋,例如為〇 介電質層2之層積數,並沒有特別限定^左右。 為佳,5°以上更佳,1。〇以上最佳。層積數二在2°以上 有特別限定,例如為2000左右。 上限,並沒 内部電極層3 内部電極層3中所含有之導電材並 由於介電質層2之構成材料具有1限定,但 T丨 所以可以佶用 較低價之賤金屬。作為當料電材 Τ 同 从使用W i武
Ni合金為佳。作為Ni合金,以從Mn ^ _ C〇以及A1選 擇之1種以上之元素與Ni之合金為佳,人 σ金中之Ni含有 量在95重量%以上為佳。又,在…或^ 。金中,也可含 有0· 1重量%程度以下之P等各種微量成分 从刀。内部電極層3 之厚度係根據用途來適當決定即可,但涵备 一、吊為 0. :1 〜3 // m, 而特別以0· 2〜2/z m左右為佳。 外部電極4 外部電極4所含有之導電材並沒有特別限定,在本$ 明中,可使用低價之N i、Cu或其合金。外部電極4 ^ 係根據用途來適當決定即可,但通常以〗n ^ U〜50 # m左右為 佳。 2030-7185-PF;Ahddub 19 I27〇〇9i 層積陶瓷電容器之製造方法 在本實施形態中之層積陶瓷電容器,係與以往之層積 陶瓷電容器相同,將膏藉由通常之印刷法或薄片法來製作 生肢薄片,將此燒成後,藉由印刷或轉寫外部電極後燒成 來製造。以下,對於製造方法具體地說明。 育先,準備包含於介電質層用膏之介電質陶竞組合物 粉末,將此塗料化,調整介電質層用膏。 介電質層用膏可為混練介電質陶t組合物粉末與有機 载劑之有機塗料,也可是水系的塗料。 、、作為介電質陶竞組合物粉末’可使用上述氧化物與其 混合物、複合氧化物,此外,也可從藉由燒成而成為上述 氧化物或複合氧化物之各種化合物,例如:碳酸鹽、溴酸 鹽、硝酸鹽、氫氧化物、有機金屬化合物等來適當選擇、 混合來使用。介電質陶£組合物粉末中之各化合物之含有 量’係使燒成後可以形成上述介電m组合物之組成來 决疋即可塗料化刚之狀態下,介電質陶瓷組合物粉末中 之粒徑,通常,平均粒徑為^丨〜丨#^。 在本貝加$恶中,作為在上述介電質層2中作為副成 分含有之Si氧化物原料,使用最大粒徑為0.3〜2.2Mm, 較佳的是使用0.5].^之粒狀&氧化物。藉由使用上 述既定範圍中具有最大粒徑之粒狀以氧化物,可控制含有 Si氧化物之偏析層之在介電質層中的分散狀態(分布狀 態)’降低IR不良率(初期絕緣電阻不良率),改善高溫負 荷壽命變的可能。 ' 2030-7185-PF;Ahddub 20 1270091 作為副成分原料來使用之Si氧化物之最大粒徑若過 小,則粒子發生凝集,分散度有低下之傾向,IR不良率以 及高溫負荷壽命有惡化之傾向。另一方面,最大粒徑若過 大,則粒子本身的大小會變大,變的難以將粒子均一地分 散,IR不良率以及高溫負荷壽命有惡化之傾向。又,在本 實施形態中,Si氧化物之最大粒徑,係意味著根據SEM觀 察等測定之’,實際粒子之粒徑,,中之最大粒徑。又,,,實 際粒子之粒徑,,係指,例如,當粒子中有凝集物的情況只 並非該凝集物本身的粒徑’而意味構成凝集物之各粒子之 粒徑。
或,在本實施形態中,作為在上述介電質層2中作為 副成分所含有之Si氧化物原料,使用50%相當徑之〇50徑 與100%相當徑D100徑之差(D100_D5m 15//m以下,最 好在ho〆"1以下之粒狀Si氧化物。藉由此,可控制含有 2氧化物之偏析層之在介電質層中的分散狀態(分布狀 恶)’降低IR不良率(初期絕緣電阻不良率),改善高溫負 荷壽命變的可能。D5〇徑與D1〇〇徑之差(di〇〇 —〇5〇)若過 大則粒度分部之差異變大,粒子分散變的困難,不良 率以及高溫負荷壽命有惡化之傾向。 _又,在本發明中,上述D5〇徑以及D1 00徑分別意味著 體積基準累積5嶋以及體積基準⑽丨,徑,通常,係 藉由雷射繞射法等利用光散亂之方法來測定。雷射繞射 、—係利用藉由將光照射在粒子上所產生之繞射或散射之 ' 会例如,若粒子中有凝集物之情況,凝集物之直 2030-7185-PP;Ahddub 21 1270091 徑會被當作粒子徑而檢出。因此,例如,即使在實際粒子 徑(亦即,沒有凝集之狀態之粒子徑)小的情況,若粒子中 存在多數凝集物之情況,或凝集之程度高的情況下, 徑或D1 〇〇徑與實際粒徑比較,會變成一個大的值。然後, 伴隨此,D50徑與D100徑之差(D100_D50)也會變大,在此 情況中,IR不良率以及高溫負荷壽命有惡化之傾向。
又,在本實施形態中,作為原料來使用之Si氧化物之 上述D50徑、D100徑,並沒有特別限定,D5〇徑以在〇 g 左右為佳,D100徑以在1.〇〜1.7#ra左右為佳。. ▼--^ 。丄平U ^〈原年平,在 本實施形態中,特別以使用最大粒徑在上述範圍,且咖 徑之差(D100_D50)在上述範圍之si氧化物為 由使用如此之Sl氧化物,特別可以提高本發明之作 之物。用於 纖維素、聚 ’使用之有 片法等各種 甲苯等各種 ’與將水溶 ,以及介電 劑並沒有特 丙烯樹脂等 有機載劑係指將黏結劑溶解於有機溶劑中 有機載劑之黏結劑並沒有特別限定,可從乙基 乙烯醇縮丁酸等通常之各種黏結劑來選擇。: 機溶劑也沒有特職制,^根據印刷H薄 利用方法,來户砟口 π X得 末攸帖品醇、丁基卡必醇、 有機溶劑中來適當選擇即可。 性之二1::質層用膏作為水系塗料之情況時 質原料混練即::解於水中之水系載劑 別限定,例如,使用载劑之水溶性黏結 更用來乙烯醇、纖維素、水系 2030-7185-PP;Ahddub 22 1270091 即可。 内邛電極層用膏,係將上述之各種導電性金屬或合金 所形成之導電材,或是燒成後成為上述導電材之各種氧化 物有機金屬化合物、金屬樹脂酸鹽#,與上述有機金屬 載劑混練來調製。 、身屬 外邛電極用膏,係同於上述内部電極用膏來調製即可。 上述各f中之有機金屬載劑之含有量並沒有特別限 定’通常之含有量,例如,黏結劑為1〜5重量%左右,溶劑 為10〜50重量%左右即可。χ,在各膏中,也可以根據必要 來含有從各種分散劑、可塑劑、介電質、絕緣體等來選擇 之添加物。它們的總含有量以在10重量%以下為佳。 使用印刷法之情況,係將介電質層用膏以及内部電極 =用膏層積印刷於ΡΕΤ等之基板上,切斷成既定形狀後, k基板剝離而成為生胚晶片。 又’使用薄片法之情況,係使用介電質層用膏來形成 生胚薄片’在其上印刷内部電極層用膏後,將此層積而形 成生胚晶片。 在燒成前,對生胚晶片施以脫黏結劑處理。脫黏結劑 處理,雖可根據内部電極層用膏中之導電材之種類來適當 決定,但在使用Ni或Ni合金等賤金屬來作為導電材之^ 況時,脫黏結劑氣氛中之氧氣分壓以1〇-45〜1〇5Pa為佳。氧 氣分壓若未滿前述範圍,則脫黏結劑之效果低下。又,若 氧氣分壓超過前述範圍,則内部電極層有氧化之傾向。 又,除此之外之脫黏結劑條件,升溫速度以5〜3〇(rc/ 2〇3〇-7185-PF;Ahddub 23 1270091 小時為佳,而以l0~100t:/小時 。。為佳,而以·35。。。更佳,”伴:持,度以1 一 時為伟品 文隹-度保持時間以0.5〜24小 性氧气盔灶. ^成乳乳以空氣或還原 w圭,在還原性氣氛中之氣氛氣體,例如,加、、二 與H2之混合氣體來使用為佳。 Λ'、 2 :胚晶片燒成時之氣氛,可根據内部電極層 之種類來適當決定即可,但在使用灿 身金屬來作為導電材之情況時,燒 10·9〜l〇-4Pa兔社 一 γ \ 心乳礼刀堡以 右乳*^刀壓未滿前述範圍,則内部電極 曰引起燒結異常,而中斷。若 5八 右虱乳刀壓起過前述範圍,則 内部電極層有氧化之傾向。 固則 又,燒成時之保持溫度,以1100〜I 400t為佳,而以 1 200 1 3GGC更佳。若保持溫度未滿前述範圍,則緻密化不 充分,若超過前述範圍,則容易產生由於内部電極層之豈 =結所引起之電極之中斷’或内部電極層構成材料之擴 弓起之電容量溫度特性之惡化、介電質陶瓷組合 逛原。 士又,除此之外之燒成條件,升温速度以50〜50(Tc/小 日寸=佳’而以200〜30(TC/小時更佳,溫度保持時間以〇. 小時為佳,而以卜3小時更佳,冷卻速度以50〜50(TC/小 時為佳’而以2°"〇〇。。小時更佳。又,燒成氣氛以還原 性亂乱為佳,料氣氛氣體,例如,加濕_ &之混 體來使用為佳。 口 在還原氣氛中燒成之情況,對電容元件本體施以退火 2030-7185-PP;Ahddub 1270091 為佳退火’係為使介電質層再氧化之處理,择由 可使IR壽命顯著延長,所以可提高信賴性。 退火氣氛中之氧氣分壓,以l〇-3Pa以 1 ΓΓ2 、 工 特別是 l〇Pa為佳。氧氣分壓若未滿前述範圍則介電質展之 以再氧化,若超過前述範圍,則内部電極層有氧化之傾。難 退火時之保持溫度,在丨i 0(rc以下,特別2 500〜11 〇〇°C更佳。保持溫度若未滿前述範圍,則介電
之氧化不充分,IR低或IR壽命容易變短貝層 ,. 乃面,保 、/皿度右超過前述範圍,則不僅内部電極層氧化使電容息 低下,且内部電極層與介電質素地反應,電容量溫度特里 之惡化、IR低下、IR壽命之低下變的容易發生。又,返、 可以只由升溫過程以及降溫過程來構成。亦即,溫度保= 時間也可為零。在此情況,保持溫度係與最高溫度同義寺 除此之外之退火條件,溫度保持時間以〇〜2〇小時為 佳,而以2〜10小時更佳,冷卻速度以5〇〜5〇(rc /小時為佳:、、、, 而以miGt/小時更佳。又,作為退火氣氛氣體,例如,’ 加濕N2氣體等來使用為佳。 在上述脫黏結劑處理、燒成以及退火中,可使用加、、 器等來加% ^氣體或混合氣體。在此情況,水溫為5二 °c為佳。 脫黏結劑處理、燒成以及退火可以連續進行,也可獨 立進行。 々對於如上述所得到之電容器元件本體,藉由滚磨或喷 砂等來施以端面研磨,將外部電極用膏印刷或轉寫後燒 2030-7185-PF;Ahddub 25 1270091 成而形成外部電極4。外度電極膏之燒成條件,例如, 係在加濕之N2與H2之混合氣體中,在600〜800°C下,1〇八 鐘〜1 f 士 刀 日、為佳。然後’根據必要,可在外部電極4表面上, 藉由電鍍等來形成腹膜層。 如此所製造之本發明之層積電容器,可藉由焊接等實 裝到印刷基板上,而使用於各種電子機器等。 以上,說明了關於本發明之實施形態,但本發明完全 *限定於上述之實施形態,可在不脫離本發明之旨趣之: 圍内做各種改變。 例如,在上述之實施形態中,舉例層積陶瓷電容器為 與本發明有關之電子元件,但與本發明㈣之電子元件: 二不限疋於層積陶兗電容器,只要是具有以上述組合之介 電質陶兗組合物所構成之介電質層之物即可。 、以下,根據更詳細的實施例來說明本|明,但本發明 並不限定於這些實施例。 又
實施例1 使用{{BauwCWowTid y z)ZryMgz}B〇 所表示的电人 之介電質氧化物作為主虑八主_ # " 馬主烕刀,表不其組合比之記號x、y、 作 及B係、使其能成為以下值,藉由溶凝膠合成來製 x=0.01 y = 0. 18 ζ=0·003 A/B=l.004 2030-7185-PF;Ahddub 26 1270091 接著’將 Si〇2、MnO、Υ2〇3、V2〇5 以 、 ^ W〇3作為副成份, 以球磨濕式粉碎20小時,在900°C以及」, 产— 久4小時的條件下, 在大軋軋氚中預燒成,之後,為了粉 9Π , ^ + 々呼而用球磨濕式粉碎 小時’來作為副成份添加物。又,各副成份原料,在声 :後之介電質層中之含有量,係使其成為以下所示量來: si〇2 : 〇. 3 重量 %
MnO : 〇. 2 重量 % • Υ2〇3 : 〇· 3 重量 % V2〇5 : 〇· 〇4 重量 % - W〇3· 〇·〇5 重量 % • 然、後,將主成分以及上述調整之副成分,以球磨濕式 粉碎19小時,乾燥,而得到介電質材料。 又,在本實施例中,作為副成分原料之Si〇2,係如表 1所示,分別使用最大徑、徑相異之抓 籲來,作試料卜8。Si〇2之最大徑,係對於各Si〇2原料,藉 由知描式電子顯微鏡(SEM) ’觀察視野為30" X 3。" κ 1 0視野。猎由任意進行’藉由進行粒子徑之測定而求得。 亦即,在上述視野中,以粒子徑最大之粒子的粒子徑作為 最大粒徑。 又,SiCh之D50徑以及D1〇〇徑,係藉由雷射繞射法, 對於各Si〇2原料,分別藉由測定體積基準累積5〇%徑以及 體積基準累積1〇〇%徑而求得。又,在本實施例中,使用於 表1之5式料4〜8之Si〇2,藉纟SEM觀察所得到之實際粒子 27 2〇3〇-7l85-PF;Ahddub 1270091 之最大粒徑與藉由雷射光繞射法所敎之测和 致,這是因為,Si〇2粒子中存在凝集物之故。特別是,試 料8所使用之Si 〇2,其藉由SEM觀 1 大粒徑與Dl〇〇徑相差μ 了被〃于1 #際粒子最 ^ 相差很大,可確認到凝集物多,或凝集之 程度高。 接著’使用所得到之介電質材料,以球磨混合介 原料m重量分,丙稀樹脂5 〇重量分,鄰苯二〒酸节基 丁基2.5重量分,石油溶劑65重量分,丙酮4.。重量分二 甲苯20.5重量分,以及甲基乙基丙嗣ο」重 到膏化之介電質層用膏。 而传 接著,將Ni粒子44·6重量分,結品醇52重量分,乙 基纖維素3重量分,苯并三哇〇 4重量分,藉由三輕方式 來混鍊’而得到泥襞化之内部電極層用膏。 使用地*骨,用以士、^ , ~ 用以下方法,製造如圖1所示之層積型 陶瓷電容器1。 ' 首先,用所得到之介電質層用膏,纟PET薄膜上形成 生胚薄^。在其上印刷内部電極用膏後,將薄片從PET剝 離接著,將攻些生胚薄片與保護用生胚薄片(沒有印刷内 部電極層用膏者)層積,壓著,而得到生胚晶片。 接著,將生胚晶片切斷成既定尺寸,在下述條件下進 仃脫黏結劑處理、燒成以及退火,而得到層積陶瓷燒成體。 脫黏結劑處理條件為,升溫速度··紙/小時、保持溫度: 260 C、溫度保持時間:8小時、氣氛··空氣。燒成條件為, 升溫速度· 20G°C/小時、保持溫度:1 245χ:、溫度保持時 2030-7185~PF;Ahddub 28 1270091 1 2 J時冷部速度:3〇(rc /小時、氣氛:加濕之…他 之混合氣體(氧氣分壓:1G-2pa)。退火條件為,升溫速度: 2〇〇。〇/小時、保持溫度:1_。〇、溫度保持時間:2小時、 冷部速度:3〇rc/小時、氣氛:加濕之N2氣體(氧氣分壓: 1〇 Μ。又’為加濕燒成以及退火時之氣氛氣體,使用水 溫為5〜7 5 °C之加濕器。 接著,將所得到之層積陶究燒成體端面以喷砂來研磨 後’塗布In-Ga做為外部電極,得到如圖】所示之層積陶 瓷電容器之試料1〜8。 所得到電容器試料之尺+,么q 〇 t 科之尺寸為 3·2_χ1·6_χ〇·6πιπι, 爽在内部電極層之介電質層數為4, 1層平均之介電質層厚 度(層間厚度)為2.7“,内部電極層之厚度為12口。 又,作為測定介電質層厚度之測定方法,首先,將所 得到之電容器試料在垂直於内部電極的面切斷,對於該切 斷面攝影SEM照片。接著,在_照片上,晝垂直於内、 電極之線,測定該内部電極與對峙之相鄰之内部電極之距 離。將此進行20次,求得豆測定值 j疋值之千均,以此作為介電 質層之厚度。 對於所得到之各電容器試料, τ刀别根據下述方法來測 定IR不良率(IR的差異)、高、、西刍# 士 ^ ;,皿負何哥命(平均壽命)、以 及燒成後Si(h之C. V·值。 IR不良率 首先’使用絕緣電阻計(阿德辦公司製咖觸 100個電容器試料,在2(ΤΓ之紘A 丁 、 隹ZUC之條件下,對於電容器試料, 2030-7185-PF/Ahddub 29 1270091 施加60秒鐘之DC20V’測定電壓施加後之絕緣電阻ir。接 著,算出測U 1GG個試料之絕緣電阻之平均值,絕緣電 阻之值,較其平均值低2位數以上之狩姐r怨緣+ Λ上之忒枓(絕緣電阻為平均 值之1/100以下之試料)作為不良品 卜π 口,將不良品之發生比率 作為1R不良率。此值愈小,代表不良率愈低,良品愈 多。在本實施例中,以在65%以下為良好,結果示於表卜 高溫負荷壽命 對於電容器之試料,藉由保持在⑽。CT8.0V/“之 直流電壓之施加狀態,測定高、;四舎 心回,皿負何昜命。此高溫負荷壽 命,係對於1 0個電容器試料來谁耔 ' 1水進仃測定,藉由測定平均壽 命時間來評價。在本實施例中 可 τ 胂從靶加開始到絕緣電阻 降低1位數為止之時間定義Α #人 ^ ^ 我马奇命。哥命愈長愈好,在本 實施例中,以3. 0小時以上為4 二、,I、 馬佳,而以超過5 · 0小時更佳, 更以在8.0小時以上更佳。結果示於表i。 燒成後Si〇2之c. V.值 首先’對於所得到之電容試料之介電質層進行EPMA分 析’從SU素之元素分布分析結果來看,測定解析畫面中 各部位之s i元素高峰強度。接著 银者從該同峰強度,求得介 電枭層中Si元素之分布之檢出強 饿出強度準差σ以及平均檢 出強度X,從標準差or以及平均檢屮 片卜 ^檢出強度X,藉由下述式(1) 來异出燒成後Si〇2之C.V.值。 結果示於表1 C· V·值=(檢出強度之標準
1〇〇...(1) T旱差"千均檢出強度X) X 30 2030-7185-PF;Ahddub 1270091 表1 試料 號碼 1 -4v / · 燒成 溫度 [°C] 添加量 [重量%] 最大粒徑 [#m] S1U2 D50 [//m] D100 [//m] D100-D50 [//m] IR 不良率 [%] 平均 壽命 [h] 燒成後之 Si之CV值 丄 ο H 參考例 0.3 2.5 0.8 2.5 1.7 1245 90 2. 3 L /u」 280 L 0 貫施例 0.3 2.2 0.9— 2.2 1·3ΐ 1245 65 3· 5 250 0 Λ 實施例 0.3 1.7 0.8 1.7 0.9 1245 47 5 6 4 Ρ: 實施例 0.3 1.4 0.7 1.5 0.8 1245 j 30 t/ · \J 6. 8 LtOx) 1Q〇 ϋ c 貫施例 0.3 1.0 0.3 1.1 0.8 [1245^ 18 12.4 X iJ\J 170 0 7 實施例 0.3 0.5 0.4 1.1 0.7 8 20 3 1 1 \J ο 實施例 0.3 0.3 0.3 1.0 0.7 1245 2 24 1 uu Ο 參考例 卜0.05 1.0 6.2 5.2 1245 95 1 10 J 320 評價1 表1表示Si〇2之添加量、所使用之Si〇2之粒徑、燒成 溫度、IR不良率、平均壽命(高溫負荷溫度)以及Si〇2之 值圖2 (A)以及圖2 (B )表示實施例以及參考例試料之 介電質層之微細構造以EPMA分析後所顯示之Si〇2之偏析 狀態之照片。X,圖2(A)為試料7之介電質層之照片,圖 2(B)為參考例之⑽i之介電質層之照片,各別為對於視 野3 0 // m X 3 0 // m之照片。
從表1可確認到,作為Si〇2之原料,使用最大粒徑為 0.3〜2.2#m,D50徑與D100徑之差 以下之Sio”添加量相對於介電質層全體為〇 3重量%之實 鉍例之5式料2〜7 ’皆為IR不良率65%以下之良好的結果。 特別是’試料6、7,IR不良率在1〇%以 20小時以上,為特別良好之結果。又, 料2〜7,燒結後之si〇2之c. V·值,皆在 之介電質層中之Si 〇2之分散度變高。 下’且平均壽命為 可確認到實施例試 250以下,燒結後 另一方面
Si〇2之最大粒徑分別為2.5 2030-7185-PF/Ahddub 31 1270091 D50徑與D1〇〇徑之差(D1〇〇_D5㈧分 夕炎土 另為 多考例之試料1、8,IR不良率分 #人盎。 手刀別為90%、95% ,平均 可〒為2.3小時、i小時,得到 十勺 之結果。 ^不良率以及平均壽命差 又,可確認到參考例之試料丨 ^ r v ^ + 1 8,燒成後之Si〇2 •.,分別為280、320,燒結後之介電質厣ψ ς·η 之分散度低。 $之"電貝層中S1〇2
m,從圖2(A)以及圖2⑻可以报明顯的確認到,在實 古試料7中,含有SiG2之偏析層之分散度變高,另— 面’在參考例之試料!中,含有咖之偏析層,其粒徑 又,分散度低,在該分布中有偏向。 八由此結果,可確認到為減低不良率,提高高溫負荷壽 命(平均壽命),料Si〇2原料,使用最大粒徑為0.3〜2.2 P ’ D50徑與D100徑之差(D100-D50)在l.5/zm以下之 S1 〇2 ’使其含有量在本發明之範圍内為佳。 &又,由參考例8之結果,可確認到藉由Si〇2原料之SEM 觀察’在實際粒子徑過小之情況,凝集物變多,或凝集之 程度變高,IR不良率以及平均壽命惡化。 實施例2 除了副成分之Si〇2添加量為〇· 2重量%,燒成時之保 持溫度為1 265°C以外,其於皆同於實施例i,來製作層積 陶瓷電容器之粒料1丨~丨8,同於實施例丨,進行IR不良率、 咼溫負4哥命以及Si〇2之C· ν·值測定。又,在本實施例之 試料11〜18中,Si〇2係與實施例丨之試料丨〜8中所使用之 Si〇2,分別使用相同之物。 2030-7185-PF/Ahddub 32 1270091
表2 試料 號碼 添加量 最大粒徑 [//m] S1O2 D50 D100 [/zm] [//m] D100-D50 [//m] 燒成後之 Si之CV值 [°/〇]
評價 表2顯不Si 〇2之添加量、所使用之si(h粒徑、燒成溫 度IR不良率、平均壽命(高溫負荷壽命)以及^⑴之c. V. 值。 從表2可確認到,作為Si〇2之原料,使用最大粒徑為 〇·3〜2.2“’ D50 徑與 D1〇〇 徑之差(di〇〇 d5_ 以下之Sio”添加量相對於介電質層全體為〇 2重量%之實 施例之試料12〜17 ’皆為IR不良率咖以下,平均壽命為 8小時以上之良好的結果。特別是,試料16、Π,IR不良 率在〇%以下,且平均壽命為20小時以上,為特別良好之 結果。又,可確認到實施例試料12〜17,燒結後之训2之 值’皆在25〇以下,燒結後之介電質層中之抓之分 散度變高。 /另-方面,Si〇2之最大粒徑分別為25^、u5㈣, D50 径與 D100 徑之差(D1〇〇 —D5〇) ^ 刀刎馮1· 7〆m、5· 2/z m 均哥命為7 · 2小時 之:考例之試料U、18’IR不良率分別為76%、80%,平 小時,彳于到1 R不良率以及平均壽 2030-7185-PF;Ahddub 33 1270091 命差之結果。又,可確認到參考例之試料u、i8,燒成後 之Sioa C.V·值’分別為26。、298,燒結後之介:質: 中Si〇2之分散度低。 、曰 由此結果,Si〇2之添加量為〇·2重量%之本實施例中, 也與實施例1有同樣的傾向,可確認到在本發明中之 添加量為0〜0.4重量%(其中,不含〇)為佳。 比較例1 除了副成分之Si〇2添加量為〇· 5重量%,其於皆同於 _實施例卜來製作層積陶瓷電容器之粒料21〜28,同於實施 例1,進行IR不良率、高溫負荷壽命以及ML之cv.值 -測定。又,在本實施例之試料21〜28中,Si(h係與實施例 1之試料1〜8中所使用之SiCh,分別使用相同之物。 表3 試料 號碼 〇1 Si〇2 燒成 溫度 [°C] IR 不良率 [%] 平均 哥命 [h] 燒成後之 Si之CV值 [%] 添加1 [重量°/〇] 最大粒徑 [β\Ά] D50 [^m] D100 [//in] D100-D50 [#m] Z1 QO 比較例 I L J; Jt I-r 1 0.5 2.5 0.8 2.5 1.7 1245 X 351 LL 〇〇 比季父例 0· 5 2.2 0.9 2.2 1.3 1245 X 一 346 〇 A 比較例 0. 5 1.7 0.8 1.7 0.9 1245 X 331 〇r 比較例 0.5 1.4 0.7 1.5 0.8 1245 X 320 ΔΌ OP 比較例 0.5 1.0 0.3 1.1 0.8 1245 85 3.1 309 26 07 比較例 0.5 0.5 0.4 1.1 0.7 1245 80 4 298 L ί 〇〇 比較例 0. 5 0.3 0.3 1.0 0.7 1245 70 5 280 60 比較例 ί旦县, 0. 5 矣tb今 Γ . ~Τ〇5Ί 1.0 6.2 5.2 簡1 X 350 表中之 評價3 表示測定不能 表3顯示Si 〇2之添加量、所使用之si 〇2粒徑、燒成溫 度、IR不良率、平均壽命(高溫負荷壽命)以及§1〇2之c· V· 值0 2〇30-7185-PF;Ahddub 34 •1270091 從表3可確認到,Si〇2之添加量為0· 5重量%之比較例 試料21〜28,關於試料21〜24、28,全部的試料分別得到短 路之結果,又關於試料25〜27,IR不良率皆超過65%,得 到IR不良率差的結果。又,可確認到比較例之試料21〜28, 燒成後之Si eh之C.V·值,皆超過2 50,燒結後之介電質層 中Si〇2之分散度低。 比較例2 除了以Li2〇取代Si〇2,分別添加〇· 1重量%、0· 2重量 %之外,與同於實施例2之試料1 6之方法,製作層積陶究 電容器之試料31以及32,同於實施例2,進行ir不良率 以及向溫負荷壽命。 表4 試料 號碼 Si〇2 [重量%] Li2〇 [重量%] Si〇2+Li2〇 [重量%] 燒成溫度 [°C] IR不良率 [%] 平均壽命 [hi 16 實施例 0.2 0 0.2 1265 0 u J 26.7 31 〇 Γ\ 比較例 0.1 0.1 0.2 1265 5 20 32 比較例 0 0.2 〇72 1265 10 15 φ 評價4 表4顯示si 〇2以及L i 2〇之添加量、燒成溫度、Ir不 良率、以及平均壽命(高溫負荷壽命)。 從表4可看出,將取代Si〇2,與Si〇2同樣有作為燒結 助劑效果之LhO,分別添加〇· 1重量%、〇· 2重量%之比較 例之試料31、32,與添加〇· 2重量% Si CL·之實施例之試料 1 6相比,得到I r不良率惡化,平均壽命變低之結果。因 此,由此結果可確認到,為減低丨R不良率、提高高溫負荷 哥命(平均壽命),在介電質層中或是在偏析層中,實質上 35 2030-7185-PF;Ahddub !27〇〇91 不含L i氧化物為佳。 【圖式簡單說明】 圖1係關於本發明之一實施形態之層積陶瓷電☆的 剖面圖;及 I裔之 圖2(A)係表示將與本發明之實施形態有關之介電質層 之被細構造以EPMA分析所顯示之Si〇2偏析狀態之照片, 圖2(B)係表示與本發明之參考例有關之介電質層之微細構 造以ΕΡΜΑ分析而顯示之Si〇2偏析狀態之照片。 【主要元件符號說明】 介電質層; 夕卜部電極; 1〜層積陶瓷電容器; 3〜内部電極層; 10〜陶瓷元件本體。
2030-7185-PF;Ahddub

Claims (1)

1270091 十、申請專利範圍: —1.-種陶瓷電子元件,具有介電質層,其特徵在於: 前述介電質層係含有包含(Ba,Ca)(Ti,Zr)〇3系材料之主 :分,與包含Si氧化物之副成分,前述Si氧化物之含 里相對於"電質層全體,為. 4重量% (其中,不包含 0 ) ° 2_如申明專利範圍第1項之陶瓷電子元件,其中,前 述介電質層含有偏析 • ^ 锡析層,則述偏析層含有Si氧化物,且實 質上不含Li氧化物。 貝 3.如中請專利範圍第丨項之㈣電子元件,其中 •由在前述介電質層中Si〇2分;& n τ 刀布之檢出強度之標準差σ,以 • 及平均檢出強度X,由下;f 4? η、 值為25G以下:下述式⑴所算出之抓分布之c.v. 100...⑴值(檢出強度之標準差σ/平均檢*強度X) X 4·如申請專利範圍第 在於前述介雷曹尽士 貝之陶竟電子元件’其中,存 牡π刖述;丨電貝層中之偏析; 之厚度之1/2以下。 9 徑係在前述介電質層 5.如申請專利範圍帛 、+、 rn Γ、/π> 陶竞電子元件,其中,前 述(Ba, Ca)(Ti, Zr)〇3 . ^ 則 {{Bad-x)Cax}0}A{Ti(1 )Z 料係由組成式 1(w'z)ZryMgz}B〇2(其 係 0· 995 S A/Bg 1· 〇2〇,〇· 〇〇n '、 x y z, 0.0005 Sd()l)所表- =-χ^〇·〇7^ 0.1^y^〇.3 , U所表不之材料。 6 ·如申睛專利範圍第 国弟1項之陶竟電子元件,其中,前 2030-7185-PF;Ahddub 37 1270091 述介電質層更含有:作為副成分之Μη氧化物、Y氧化物以 及V氧化^7纟》別對於介電值全體而言,以MnQ換算為 0·008〜〇·33重置%’以γ2〇3換算為0.047〜0.47重量。/〇,以 V2〇5換算為0.005〜〇·3〇重量%。 7·種陶瓷電子元件之製造方法,係具有介電質層之 陶变電子元件之製造方法,其特徵在於:㈣最大粒徑為 0· 3〜2· 2// m之粒狀Si氧化物,作為形成前述介電質層之 副成分原料,前述Si氧化物之含有量,相對於介電質層全 體’以Si〇2來換算為〇〜〇·4重量%(其中,不包括〇)。 8·如申睛專利範圍第7項之陶瓷電子元件之製造方 法,其中,使用(Ba,Ca)(Ti,Zr)〇3系材料作為前述介電 質層中所含有之主成分原料。 9·種陶瓷電子元件之製造方法,係具有介電質層之 陶竟電子元件之製造方法,其特徵在於:使用50%相當徑 之D50徑與100%相當徑M〇〇徑之差(Μ〇〇 —d5〇)為 以下粒狀Si氧化物作為形成前述介電質層之副成分之原 料則述S i氧化物之含有量,相對於介電質層全體,以 Si〇2來換算為〇〜〇· 04重量%(其中,不包括〇)。 1 〇·如申請專利範圍第9項之陶瓷電子元件之製造方 法其中,使用(Ba,Ca)(Ti,Zr)〇3系材料作為前述介電 質層中所含有之主成分原料。 2〇3〇-7l85-pF;Ahddub 38
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