帶有變阻器功能的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及帶有變阻器(varistor)功能的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器及其制造方 法，更詳細(xì)來講，設(shè)及利用了 SrTi化系晶界絕緣型的半導(dǎo)體陶瓷的具有變阻器功能的帶有 變阻器功能的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近年來的電子技術(shù)的發(fā)展，與移動電話或筆記本電腦等便攜用電子設(shè)備、搭 載于汽車等的車載用電子設(shè)備的普及同時(shí)地，還需要電子設(shè)備的小型化、多功能化。
[0003] 另一方面，為了實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的小型化、多功能化，較多地使用了各種IC、LSI等半 導(dǎo)體元件，伴隨于此，電子設(shè)備的噪聲耐力正在降低。
[0004] 因此，在半導(dǎo)體元件的電源線上配置薄膜電容器、層疊型陶瓷電容器、層疊型半導(dǎo) 體陶瓷電容器等，作為旁路電容器，由此確保電子設(shè)備的噪聲耐力。
[0005] 特別地，在車輛導(dǎo)航或車輛音頻、車載ECU等中，廣泛地進(jìn)行將靜電電容為InF左右 的電容器與外部端子連接，由此吸收高頻噪聲。
[0006] 但是，雖然運(yùn)些電容器對于高頻噪聲的吸收表現(xiàn)出優(yōu)良的性能，但電容器本身不 具有吸收高電壓脈沖或靜電的功能。因此，若運(yùn)種高電壓脈沖或靜電侵入到電子設(shè)備內(nèi)，貝U 可能導(dǎo)致電子設(shè)備的誤動作或半導(dǎo)體元件的破損。特別地，若靜電電容成為InF左右的低容 量，貝ijESDI^Electro-Static Discha;rge:"靜電放電"）耐壓變得極低（例如，2kV~4kV左右）， 可能導(dǎo)致電容器本身的破損。
[0007] 因此，W往，如圖4(a)所示，對于連接外部端子101與IC等半導(dǎo)體元件102的電源線 103所連接的電容器104,并聯(lián)連接齊納二極管105,或者如圖4(b)所示，對于所述電容器 104，并聯(lián)連接變阻器106，由此來應(yīng)對ESD。
[000引但是，在運(yùn)樣對電容器104并聯(lián)連接齊納二極管105或變阻器106的情況下，部件個(gè) 數(shù)增加而導(dǎo)致成本較高，并且必須確保設(shè)置空間，可能導(dǎo)致設(shè)備的大型化。
[0009] 另一方面，已知SrTi化系晶界絕緣型的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器具有變阻器特 性，若被施加一定的電壓W上的電壓則流過較大的電流，因此也作為ESD應(yīng)對部件而被關(guān) 注。
[0010] 因此，若運(yùn)種層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器具有針對ESD的耐性，還能夠承擔(dān)半導(dǎo)體元 件102的保護(hù)，則能夠取代圖4的齊納二極管105或變阻器106,如圖5所示，僅通過一個(gè)層疊 型半導(dǎo)體陶瓷電容器107就能夠解決。并且，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的減少和低成本化，并 且設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化也變得容易，能夠提供具有附加價(jià)值的電容器。
[OOW 并且，在專利文獻(xiàn)1中，提出了一種SrTiOs系晶界絕緣型半導(dǎo)體陶瓷中使用的陶瓷 粉末，其比表面積為4. OmVg W上且8. OmVg W下，累積90 %粒徑D90為1.2皿W下。
[0012]在該專利文獻(xiàn)1中，稱量規(guī)定量的Sr化合物、Ti化合物W及供體(donor)化合物并 混合粉碎，在進(jìn)行預(yù)燒處理來制作出預(yù)燒粉末之后，將分散劑與受體(acceptor)化合物一 起添加到預(yù)燒粉末，一邊W濕式混合規(guī)定時(shí)間一邊使其分散，然后進(jìn)行熱處理，由此制作比 表面積為4. OmVgW上8.OmVgW下并且累積90%粒徑D90為1.2皿W下的熱處理粉末。
[0013] 并且，在專利文獻(xiàn)1中，通過使用上述熱處理粉末，抑制了燒制后的結(jié)晶粒子粗大 化，由此得到具有良好的ESD耐壓的半導(dǎo)體陶瓷電容器。
[0014] 在先技術(shù)文獻(xiàn) [00巧]專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1:國際公開2012/176714號(權(quán)利要求1~3,段落編號〔0040)~〔0049))

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] -發(fā)明要解決的課題-
[0018] 但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果可知，在專利文獻(xiàn)1中，即使初始的絕緣性良好，若 反復(fù)產(chǎn)生ESD，則導(dǎo)致絕緣性的降低，難W確保所希望的耐久性。認(rèn)為其理由如下。
[0019]如上所述，在專利文獻(xiàn)1中，使用比表面積為4. OmVgW上8. OmVgW下并且累積 90%粒徑D90為1.2WI1W下的熱處理粉末，制作燒結(jié)體即半導(dǎo)體陶瓷。
[0020] 但是，雖然該熱處理粉末在使預(yù)燒粉末與受體化合物混合時(shí)添加了分散劑，抑制 了結(jié)晶粒子的凝聚，但在陶瓷漿料的制作過程中結(jié)晶粒子凝聚并導(dǎo)致結(jié)晶粒子的粗大化， 因此，結(jié)晶粒子的粒徑偏差變大。并且，若使用運(yùn)種粒徑偏差較大的熱處理粉末來制作半導(dǎo) 體陶瓷，則半導(dǎo)體陶瓷中局部存在粗大化的結(jié)晶粒子，因此認(rèn)為，若反復(fù)產(chǎn)生ESD，則導(dǎo)致絕 緣電阻的顯著降低，針對ESD的耐久性化SD耐性)惡化。
[0021] 另一方面，伴隨便攜用電子設(shè)備或車載用電子設(shè)備的高性能化，需要半導(dǎo)體陶瓷 電容器的進(jìn)一步的耐久性/可靠性。并且，為此，希望即使在極其嚴(yán)格的條件下也能夠確保 ESD耐性，例如需要即使反復(fù)產(chǎn)生1000次左右的ESD也能夠確保耐性的耐久性良好的帶有變 阻器功能的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器的出現(xiàn)。
[0022] 本發(fā)明鑒于運(yùn)種情況而提出，其目的在于，提供一種即使反復(fù)產(chǎn)生ESD也能夠抑制 絕緣性的降低、并能夠確保所希望的電特性的耐久性優(yōu)良的帶有變阻器功能的層疊型半導(dǎo) 體陶瓷電容器及其制造方法。
[0023] -解決課題的手段-
[0024] 本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在對SrTi化系晶界絕緣型的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容 器進(jìn)行了認(rèn)真研究之后，得知通過使用結(jié)晶粒子的平均粒徑化ve為1.0皿W下、且表示結(jié)晶 粒子的粒徑偏差的變動系數(shù)CV為30% W下的半導(dǎo)體陶瓷，從而能夠得到即使反復(fù)產(chǎn)生ESD 也能夠抑制絕緣性的降低、并且能夠確保所希望的電特性的耐久性優(yōu)良的層疊型半導(dǎo)體陶 瓷電容器。
[0025] 本發(fā)明基于運(yùn)些見解而提出，本發(fā)明所設(shè)及的帶有變阻器功能的層疊型半導(dǎo)體陶 瓷電容器（W下，簡稱為"層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器"。）具有:層疊燒結(jié)體，由SrTi化系晶界 絕緣型的半導(dǎo)體陶瓷形成的多個(gè)半導(dǎo)體陶瓷層和多個(gè)內(nèi)部電極層被交替層疊并進(jìn)行燒結(jié) 而成;和外部電極，其在該層疊燒結(jié)體的兩端部與所述內(nèi)部電極層電連接，所述半導(dǎo)體陶瓷 的結(jié)晶粒子的平均粒徑化ve為1.OwnW下，并且，表示所述結(jié)晶粒子的粒徑偏差的變動系數(shù) CV為30% W下。
[0026] 通過運(yùn)樣規(guī)定半導(dǎo)體陶瓷中的結(jié)晶粒子的平均粒徑化ve與變動系數(shù)CV，能夠避免 半導(dǎo)體陶瓷層中存在局部粗大化的結(jié)晶粒子，結(jié)晶粒子是微粒并且粒度分布的均勻性提 高，因此即使反復(fù)產(chǎn)生ESD，也能夠抑制絕緣性的降低，能夠得到具有所希望的電特性的耐 久性優(yōu)良的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器。
[0027]此外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選所述半導(dǎo)體陶瓷的Sr位與Ti位的配 合摩爾比m為0.990含m含1.010,供體元素固溶于結(jié)晶粒子中，并且受體元素在相對于所述 Ti元素100摩爾為0.7摩爾W下(但是，不包含0摩爾）的范圍內(nèi)存在于晶界層中。
[00%]此外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選所述受體元素是Mn、Co、Ni W及Cr之 中的至少1種元素。
[0029] 此外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選所述供體元素是從La、Nd、Sm、Dy、Nb W及化中選擇的至少1種元素。
[0030] 此外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選，相對于所述Ti元素100摩爾，在0.1 摩爾W下的范圍內(nèi)含有低烙點(diǎn)氧化物。
[0031] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選所述低烙點(diǎn)氧化物是Si化。
[0032] 此外，本發(fā)明的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器優(yōu)選所述內(nèi)部電極WNi為主成分。
[0033] 此外，上述層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器能夠如下制作:稱量規(guī)定量的Sr化合物、Ti化 合物W及供體化合物并混合粉碎，進(jìn)行預(yù)燒處理來制作預(yù)燒粉末，然后將分散劑與受體化 合物一起添加并濕式混合之后，進(jìn)行熱處理來制作熱處理粉末，對使該熱處理粉末漿料化 而得到的陶瓷漿料實(shí)施過濾處理，由此除去由于凝聚等而產(chǎn)生的結(jié)晶粒子中的粗粒，使用 除去了該粗粒的陶瓷漿料來進(jìn)行制作。
[0034] 也就是說，本發(fā)明所設(shè)及的層疊型半導(dǎo)體陶瓷電容器的制造方法包含:預(yù)燒粉末 制作工序，在稱量規(guī)定量的Sr化合物、Ti化合物W及供體化合物并混