[发明专利]层叠陶瓷电容器

说明书

技术领域

本发明涉及层叠陶瓷电容器，特别是涉及由以具有孔的钛酸钡系结晶粒子为主体的电介质层所构成的层叠陶瓷电容器。

背景技术

近年，以手机为代表的小型高性能电子机器中使用的层叠陶瓷电容器被要求小型、高容量化，因此谋求电介质层和内部电极层的薄层化和多层叠化。这种层叠陶瓷电容器中，电介质层或内部电极层的厚度为3μm以下，它们的层叠数为100层以上。另外，构成这种小型、高容量的层叠陶瓷电容器的内部电极层为了多层叠化而降低成本，因此多使用以往Ag-Pd中作为贱金属的Ni。

而且，在这种薄层、高层叠的层叠陶瓷电容器中，为了进一步将电介质层薄层化，使用更为微细的钛酸钡粉末，因此研究了各种用于获得微粒的钛酸钡粉末的制备方法。钛酸钡粉末的制备方法一直以来为主流的是在原始材料中使用碳酸钡粉末和氧化钛粉末的固相法，但近年来，利用水热合成法或共沉淀法等湿式法的钛酸钡粉末的制备法开始实用化，取代了上述固相法。公开了通过水热合成法等湿式法也可获得微粒且正方晶比例高的钛酸钡粉末(例如参照非专利文献1)。

非专利文献1：国枝武久、守山史朗CREATIVE No.5 2004年p67～77

发明内容

但是，通过上述非专利文献1所公开的水热合成法制备的钛酸钡粉末在用于层叠陶瓷电容器中时，当在该钛酸钡粉末中添加玻璃成分或抗还原剂等各种添加剂、在还原气氛中烧成时，在钛酸钡系结晶粒子内的表面付近或达到内部中心区域等部分会产生无数孔(图8)。因此，在层叠陶瓷电容器的电介质层中使用这种钛酸钡粉末时，由于存在于结晶粒子表面的孔所引起的结晶缺陷，而具有在高温度环境下施加直流电压进行的高温负荷试验的可靠性降低的问题。

因此，本发明的目的在于提供即便将电介质层薄层化，高温负荷试验中的可靠性也优异的层叠陶瓷电容器。

本发明的层叠陶瓷电容器(1)为具备由结晶粒子中有孔的钛酸钡系结晶粒子构成的多个电介质层、形成于该电介质层间的多个内部电极层、以及与该内部电极层电连接的外部电极的层叠陶瓷电容器，其特征在于，上述钛酸钡系结晶粒子具有由芯部和壳部所构成的芯壳结构，该壳部形成在上述芯部周围且正方晶比例低于上述芯部，且上述孔主要形成于上述芯部。

上述层叠陶瓷电容器(2)为上述孔的平均径为上述钛酸钡系结晶粒子平均粒径的1/5以下；(3)上述钛酸钡系结晶粒子含有稀土类元素，当将该钛酸钡系结晶粒子所含氧的s轨道的XPS中的峰强度作为Os、上述稀土类元素p轨道的XPS中的峰强度为为REp时，上述Os和上述REp的峰强度比REp/Os为0.4～0.6的范围；(4)上述钛酸钡系结晶粒子是以0.2原子％以下的比例含有Ca的钛酸钡结晶粒子与含有0.4原子％以上Ca的钛酸钡钙结晶粒子的复合体；(5)赋予高于上述钛酸钡系结晶粒子所示居里温度的温度和额定电压的1/3以上电压的高温负荷后的交流阻抗测定下的上述电介质层中的晶粒边界电阻减少率是赋予上述高温负荷前的上述交流阻抗测定下的上述电介质层中的晶粒边界电阻值的1％/min以下；(6)上述孔优选仅形成于上述芯部。这里，钛酸钡系结晶粒子是指以钛酸钡为主成分、含有控制该粒子介质特性的添加剂的粒子。这里，XPS是指X射线光电子分光分析，可以在XPS下评价构成结晶的原子的化学结合状态。另外，孔主要形成于芯部是指孔仅存在于芯部的钛酸钡系结晶粒子的比例相对于所观察的钛酸钡系结晶粒子全部个数，以个数计约为90％以上的情况。另外，本发明中，稀土类元素除了镧系元素以外含有钇。

本发明的层叠陶瓷电容器由于存在于构成电介质层的钛酸钡系结晶粒子内的孔主要存在于芯部，因此接近钛酸钡系结晶粒子表面的区域(壳部)的结晶结构变得均一，在钛酸钡系结晶粒子中作为提高绝缘性的区域的壳部的绝缘性提高，因而即便在高温度环境下施加直流电压而进行的高温负荷试验中也可以获得很高的可靠性。这是由于当孔主要形成于钛酸钡系结晶粒子的芯部时，由于低电阻的孔在壳部中很少因而壳部的绝缘性提高的原因。

由于芯部除去孔部之外为正方晶，因此是显示强绝缘性的区域，但当在该芯部形成孔时，孔所产生的束缚效果有效，抑制了畴壁的移动。因此，芯部中具有孔的钛酸钡系结晶粒子阻碍了电压施加方向在正方晶相的c轴方向上单域化(日文：单分域化)，因此抑制施加DC偏压时的静电容量降低，获得良好的DC偏压特性。

附图说明

图1(a)为表示本发明层叠陶瓷电容器的截面示意图、(b)为内部放大图。

图2为表示构成本发明层叠陶瓷电容器的电介质层中的钛酸钡系结晶粒子内部结构的截面示意图。