层压陶瓷电子零件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种可防止由用作内部电极的Ｎｉ电极的氧化导致的结构缺陷，并可抑制内部电极的球化的层压陶瓷电子零件的制造方法。层压陶瓷电子零件（１０）包括由陶瓷层（１４）和Ｎｉ内部电极（１６）构成的陶瓷素体（１２）。在陶瓷素体（１２）的对向端面上，形成连接在内部电极（１６）的外部电极（１８、２０）。在制作陶瓷素体（１２）时，在陶瓷生片上涂布含有Ｎｉ的电极糊剂，将陶瓷生片层压、切断后，再进行烧成。这时，将内部电极烧结开始前的氧气分压Ｐ１的范围设定在ｌｏｇＰ１＜－１５。另外，在将２Ｎｉ＋Ｏ＃－［２］２ＮｉＯ的平衡氧气分压设为Ｐ３（ａｔｍ）时，将内部电极烧结开始后的氧气分压Ｐ２的范围设定在１．１×ｌｏｇＰ３≤ｌｏｇＰ２≤ｌｏｇＰ３。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于，尤其是关于例如用Ni电极材料形成内部电极的层压陶瓷电容器等的。如上所述，为了在对被切断的层压体进行烧成时不致引起内部电极图案中的Ni的氧化，需控制烧成炉内的氧气分压。如果烧成炉内的氧气分压超过特定范围，会使内部电极氧化并导致结构缺陷，或使陶瓷素体的烧结性下降而引起绝缘电阻劣化的不良情况。为了避免此类不良情况的发生，如特开平6-196352号公报所示，有将层压体烧成过程中的氧气分压规定在一定范围的方法。特开平6-196352号公报披露的方法是，在层压体的烧成过程中，对应于温度的上升及下降，划分为脱脂区、烧结区和氧缺陷补充区，并控制各区域内的氧气分压在规定的范围内。特开平6-196352号公报披露的方法，是将陶瓷生片层压体的烧结温度分为多个区域，并控制各区域的氧气分压的方法。但是，随着陶瓷层的薄层化，内部电极材料中含有的Ni粒子的粒径变小，因此若在特开平6-196352号公报所公开的气氛中进行烧成，会使内部电极发生球化(球状化)。因此，经球化的内部电极会贯通陶瓷层，导致绝缘电阻下降的问题。另外，将烧成气氛设定在可控制内部电极的球化现象的气氛时，会产生由内部电极的氧化所引起的结构缺陷。本专利技术为一种，其中作为内部电极形成有Ni电极，其特征在于包括准备层压由含Ni的电极材料形成内部电极图案的陶瓷生片而成的层压体的工艺、及烧成所述层压体的工艺；所述内部电极图案的烧成开始前的烧成气氛的氧气分压P1(atm)在logP1＜-15范围，并且将2Ni+O22NiO的平衡氧气分压设为P3(atm)时，内部电极图案的烧成开始后的烧成气氛的氧气分压P2在1.1×logP3≤logP2≤logP3范围内(其中logP1＜0，logP2＜0，logP3＜0)。通过在含有Ni的内部电极图案烧结开始前和烧结开始后分别控制烧成气氛的氧气分压，可以抑制内部电极的球化，而且，可以防止发生内部电极的氧化所引起的结构缺陷。在内部电极的烧结开始前，Ni粒子的粒径较大，活性高。因此，如果烧成气氛的氧气分压变大，则内部电极会开始氧化，从而诱发结构缺陷。因此，内部电极的烧结开始前的氧气分压最好低一些。另外，内部电极的烧结进行到一定程度后，Ni粒子的表面面积变小时，即使氧气分压提高到一定程度，也不会导致结构缺陷，相反，如果氧气分压过低，在烧结过程中就会球化。因而，内部电极烧结开始后，在比烧结开始前高的氧气分压的气氛中烧成层压体。图中， 10层压陶瓷电容器12陶瓷素体14陶瓷层16内部电极18外部电极20外部电极实施例附图说明图1为，表示依据本专利技术的陶瓷电子零件制造方法而制作的层压陶瓷电容器的一例的图解图。层压陶瓷电容器10含有陶瓷素体12。陶瓷素体12，由多个陶瓷层14和内部电极16交替层压而形成。陶瓷素体12的对向端面上，相邻的内部电极16交替露出，将这些内部电极16连接在一起，形成外部电极18、20。陶瓷层14由电介体陶瓷形成，内部电极16由Ni形成。另外，外部电极18、20，由例如Cu烘烤电极层和Ni电镀层、Sn电镀层等形成。在制作该层压陶瓷电容器10时，准备由电介体材料形成的陶瓷生片。在陶瓷生片上，用含有Ni的电极糊剂等形成内部电极图案。层压多个形成有内部电极图案的陶瓷生片，进而层压未形成电极图案的陶瓷生片。压接由此得到的层压体，并为制作陶瓷素体12而被切成片状。通过烧成切成片状的层压体，形成由陶瓷层14和内部电极16形成的陶瓷素体12。层压体的烧成，可以在氢气、氮气、一氧化碳气、二氧化碳气等的混合气体中进行。这时，在由含有Ni的电极糊剂形成的内部电极图案的烧结开始前温度区域和烧结开始后温度区域中调整烧成气氛中的氧气分压。内部电极烧结开始前，烧成炉内的烧成气氛中的氧气分压P1(atm)的范围被调整为logP1＜-15。另外，在将2Ni+O22NiO的平衡氧气分压设为P3(atm)时，在内部电极烧结开始后，将烧成炉内烧成气氛的氧气分压P2(atm)的范围设定在1.1×logP3≤logP2≤logP3。在这里，logP1＜0，logP2＜0，logP3＜0。在露出内部电极16的陶瓷素体12的端面上，形成外部电极18、20。为了形成外部电极18、20，在陶瓷素体12的端面上，涂布含Ag、Cu及玻璃成分的电极糊剂并烘烤。在由此取得的烘烤电极表面上，形成Ni电镀层及Sn电镀层等，从而形成外部电极18、20。在烧成层压体时，在内部电极烧结开始前，Ni粒子的表面积较大，活性高。因此，如果烧成炉内烧成气氛的氧气分压变大，内部电极会开始氧化，诱发结构缺陷。因此，可以相应地将烧成开始前的烧成气氛的氧气分压P1(atm)的范围调整为logP1＜-15，以防止内部电极的氧化，避免产生结构缺陷。进而，在内部电极烧结开始后，内部电极的烧结进行到一定程度时，Ni粒子的表面积会变小，因此即使氧气分压提高到一定程度，也不会产生结构缺陷。相反，如果在该温度区域氧气分压过低，内部电极在烧结过程中就会球化，并贯通陶瓷层14，从而劣化层压陶瓷电容器10的绝缘电阻。对此，在将2Ni+O22NiO的平衡氧气分压设为P3(atm)时，将烧成炉内的烧成氧气分压P2(atm)的范围设定在1.1×logP3≤logP2≤logP3，就可以防止内部电极的球化。因此，可以防止由内部电极的球化引起的陶瓷层14的破损，从而防止层压陶瓷电容器10的绝缘电阻的劣化。如上所述，通过在内部电极烧结开始前的温度区域和烧结开始后的温度区域中，分别调整烧成气氛中的氧气分压，可以防止内部电极16的结构缺陷，同时可以防止内部电极16的球化，从而防止层压陶瓷电容器的绝缘性能的劣化。(实施例1)在电介体陶瓷材料中，添加粘合剂(聚乙烯醇缩丁醛)、增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯)、甲苯/echinene(エキネン)混合溶液，用球磨机混炼数小时～数十个小时形成了陶瓷浆料。用刮片方法将该陶瓷浆料刮成规定厚度的片状后，得到了陶瓷生片。在该陶瓷生片上，印刷含有Ni粒子的电极糊剂，并层压陶瓷生片后，按3.2×2.5mm的大小进行切断。将切断的层压体在大气中以240℃～280℃的温度进行脱脂。将脱脂的层压体摆在氧化铝匣上，在密封型分批炉中进行烧成。这时的烧成气氛为，氢气、氮气、一氧化碳气、二氧化碳气等的混合气体。各温度中的氧气分压如表1所示。烧成时的升温速度为，从常温到最高温之间定为1～2℃/min，达到最高温度(1250℃～1350℃)后保持1～3小时。其后，以3～4℃/min冷却至常温。选出500个用所述方法制得的陶瓷素体，用20倍的放大镜确认内部电极中是否存在结构缺陷。另外，在陶瓷素体上涂布Ag外部电极并进行烘烤后，从中选出200个，外加10倍于额定电压的电压后统计了发生短路的不良数量。其后，将其结果表示在表1中。另外，在惰性气氛下进行内部电极TMA分析(热机械分析)，使用了电极收缩开始温度及终止温度特定的电极。表1 在该实施例中，使用了内部电极用的电极糊剂自800℃开始收缩的结构。如表1中用下划线表示，条件1表示在内部电极烧结开始后，也保持与烧结开始前相同的氧气分压的条件下继续进行烧成的情形。在该条件1的情况下，烧成后的样品中发生了100％耐压不良。这是由于内部电极在烧成时被球化，贯通了陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层压陶瓷电子零件的制造方法，其中作为内部电极形成有Ｎｉ电极，其特征在于：包括准备层压由含Ｎｉ的电极材料形成内部电极图案的陶瓷生片而成的层压体的工艺、及烧成所述层压体的工艺；所述内部电极图案的烧成开始前的烧成气氛的氧气分压Ｐ１（ａｔｍ）在ｌｏｇＰ１＜－１５范围，并且将２Ｎｉ＋Ｏ↓［２］ ２ＮｉＯ的平衡氧气分压设为Ｐ３（ａｔｍ）时，所述内部电极图案的烧成开始后的烧成气氛的氧气分压Ｐ２在１．１×ｌｏｇＰ３≤ｌｏｇＰ２≤ｌｏｇＰ３范围内，其中ｌｏｇＰ１＜０，ｌｏｇＰ２＜０，ｌｏｇＰ３＜０。

【技术特征摘要】
JP 2002-1-28 2002-0181191.一种层压陶瓷电子零件的制造方法，其中作为内部电极形成有Ni电极，其特征在于包括准备层压由含Ni的电极材料形成内部电极图案的陶瓷生片而成的层压体的工艺、及烧成所述层压体的工艺；所述内部电极图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田哲彦，山口弘道，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]