[发明专利]层叠陶瓷电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以CaZrO₃为主成分的电介质瓷器组成物中使用以Cu为主成分的内部电极的层叠陶瓷电容器及其制造方法。

背景技术

在现有技术中，以CaZrO₃为主成分的电介质瓷器，用于高频用电介质共振器、滤波器或层叠陶瓷电容器等。这样的层叠陶瓷电容器等，对应于近年的设备高频化（100MHz～2GHz程度），期望其介电常数的温度系数小。考虑到作为层叠陶瓷电容器的内部电极，ESR（等效串联电阻）越低，高频区域的损失越小（Q值越高），以及低成本化，需要选择比电阻（电阻率）小的贱金属，能够使用Cu取代Ni、Pd。另外，作为电介质，需要为Q值高、介电常数的温度系数小，且高可靠性的电介质，进而由于在内部电极中使用Cu，因此能够在1080℃以下的低温进行烧制，为了防止Cu的氧化而要求使用非还原性材料。另外，从环境方面考虑，期望为不含Pb、Bi的电介质。

满足这样的要求的电介质瓷器组成物是公知的，在多个专利文献中，公开有将该电介质瓷器组成物用于层叠陶瓷电容器的方案。

例如，在专利文献1中记载有，对于作为电极材料使用Cu的层叠陶瓷电容器中所使用的电介质瓷器组成物，以（Ca_1-xMg_x）（Zr_1-y,Ti_y）O₃为主成分，在其中作为添加剂而添加规定量的aSiO₂-bLiO_1/2-cBO_3/2-dCaO-eBaO这样的玻璃组成和MnO₂，由此能够以低的温度进行烧制，而且，能够制成作为体积电阻和其他的特性也良好的电介质的电介质瓷器组成物。可是，对于层叠陶瓷电容器的寿命特性，没有充分地研究。

另外，在专利文献2中记载有，关于以Cu为内部电极，能够以950℃进行烧制的电介质陶瓷组成物，对于由（Ca_1－xR_x）（Zr_1－yTi_y）O₃形成的主成分100重量份，包含由aSiO₂－bB₂O₃－cLi₂O－dK₂O－eCaO－fAl₂O₃－gTiO₂－hZrO₂形成的玻璃0.5～2.5重量份、和Mn化合物1.0～5.0重量份，上述R为选自Mg、Sr中的一种，满足0≤x≤0.1、0≤y≤0.1、a＋b＋c＋d＋e＋f＋g＋h＝100，且上述20≤a≤35、20≤b≤35、20≤c≤30、3≤d≤5、2≤e≤12、2≤f≤10、1≤g≤12、1≤h≤7。但是，对于形成为层叠构造时的寿命特性，没有充分地考虑。

另外，在专利文献3中，记载有一种层叠陶瓷电容器，其具备：包含以CaZrO₃类化合物为主成分的主相颗粒和至少含有Mn的二次相颗粒的陶瓷素体；埋设于该陶瓷素体中的以Cu为主成分的内部电极；形成于上述陶瓷素体的两端部与上述内部电极的一个端部电连接的外部电极，其中，Mn和Si，在上述陶瓷素体中相对于上述主成分100摩尔份，分别含有2摩尔份以上和0.69摩尔份以上，并且上述陶瓷素体的截面中的上述二次相颗粒所占的面积率为0.1%以上，且上述二次相颗粒中的粒径为0.1μm以上的颗粒中，67%以上含有Cu和Si，考虑到了低温烧结性和寿命特性的双方。但是，为了实现上述方案，将多个形成有导电图案的陶瓷生片（green sheet）层叠而形成陶瓷层叠体后，实施烧制处理而形成陶瓷素体，在该陶瓷素体的两端部涂敷外部电极用导电性膏并实施烧接处理，其后在还原气氛下，在700℃以上的温度进行热处理，制造工艺更为复杂。

本发明的发明人，鉴于上述情况，对于改善使用Cu作为内部电极的层叠陶瓷电容器的寿命特性进行了研究。