[发明专利]层叠陶瓷电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过电介质层的高密度层叠来实现小型大容量化的层 叠陶瓷电容器(MLCC)及其制造方法。

背景技术

随着移动电话等数字电子仪器的小型化以及薄型化，在安装在电 子电路基板上的层叠陶瓷电容器(MLCC：Multi-Layer ceramic  capacitor)中，所要求的芯片尺寸的小型化以及大容量化的需求逐年增 大。一般来讲，存在如果缩小电容器的尺寸，则与电介质层相对的内 部电极的面积必然会变小，从而静电电容减少的关系。因此，为了实 现芯片尺寸的小型化并确保电容器的容量，必须需要将内部电极间的 电介质层做薄，且多层层叠电介质层的高密度层叠化技术。

在层叠陶瓷电容器中，为了将内部的电介质层做薄使其高密度化， 尽可能将作为电介质的主要成分的例如BaTiO₃(钛酸钡)的粒径做成 微细。但是，如果在电介质层薄层化的同时缩小电介质的粒径，则根 据其尺寸效果，介电常数就会下降，作为电容器整体无法获得足够的 容量。因此，在陶瓷电容器的高密度层叠中采用以下这种技术：通过 焙烧电介质的微粉末并使粒径生长，防止介电常数下降以确保容量。

例如，根据专利文献1，在将电介质层形成1μm左右的薄层时， 作为原料粉末，将用Ca置换BaTiO₃的一部分后的Ba_1-XCa_XTiO₃(也称 作“BCT”)调制成0.1～0.2μm的粒径，使其颗粒生长直至电介质颗 粒的直径(晶粒粒径)变成0.35～0.65μm，由此得到6000以上的介 电常数。一般情况下，为了抑制因焙烧所引起的电介质的还原，添加 Mg作为受主元素。在专利文献1中，包含在电介质中的MgO的量相 对于100摩尔的Ba_1-XCa_XTiO₃为0.05～3.0摩尔。

另外，为了在1μm以下的电介质层中确保充分的电气绝缘性，电 介质颗粒的粒径优选200nm以下。其理由在于，粒径越小，阻止静电 场中的氧缺陷的移动(电场迁移)的晶界越增加。另外，反之，如果 粒径越大，电介质层表面的颗粒与颗粒的缝隙越深，内部电极膏渗入 该缝隙中，容易形成朝向电介质层内部的电极的凸部。能够将层叠陶 瓷电容器视作与仅以层叠数并列连接构成各电介质层的各个电容器的 电路等效，因此，如果电场仅集中在电介质层的一层发生短路，则电 容器整体也会变成导通状态。像这样，电场集中于在颗粒间的缝隙中 所产生的电极的凸部，成为电容器的绝缘劣化和耐电压下降的主要原 因，因此，优选电介质层和内部电极接触的界面同样平坦。

例如，在专利文献2中公开了一种电介质陶瓷组成物，其主成分 为(Ba_1-XCa_X)_m(Ti_1-YZr_Y)O₃(也称作“BCTZ”)，焙烧后的平均结 晶粒径为0.15～0.51μm，从电介质颗粒的对应于100％粒径中减去对 应于50％粒径所得到的差的粒度分布为0.3～0.9μm。所公开的电介质 陶瓷组成物的介电常数是1651以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－180124号公报

专利文献2：日本特开2006－282483号公报

发明内容

发明所要解决的课题

像这样在层叠陶瓷电容器中，为了得到良好的电气绝缘性、耐电 压特性以及寿命等，优选将电介质颗粒的粒径尽量做成微细，将电介 质层的表面保持平坦，并且不在内部电极中产生凹凸。但是，另一方 面，如果电介质层的粒径太过细微，则根据上述的尺寸效果，就会相 反地产生介电常数下降这样的问题。

本发明就是为了解决上述课题而完成，其目的在于，提供一种层 叠陶瓷电容器及其制造方法，通过焙烧使电介质层的电介质颗粒尽可 能地均匀生长以保持表面的平坦性，且按照一定程度的粒径确保介电 常数，由此，兼顾实现大容量和提高可靠性两者。

用于解决课题的技术手段