[發(fā)明專利]晶界絕緣型半導體陶瓷、半導體陶瓷電容器以及半導體陶瓷電容器的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210034635.4
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102649642A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 立川勉
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C04B35/47
• 分類號: C04B35/47;H01G4/12;H01G4/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡燁

技術領域

本發(fā)明涉及晶界絕緣型半導體陶瓷、半導體陶瓷電容器以及半導體陶瓷電容器的制造方法，更具體而言，涉及以SrTiO₃為主成分且含有包含晶界絕緣化劑和玻璃成分的擴散劑的晶界絕緣型半導體陶瓷、使用該晶界絕緣型半導體陶瓷的半導體陶瓷電容器及其制造方法。

背景技術

晶界絕緣型的半導體陶瓷電容器通過一方面將晶粒半導體化并一方面將晶界絕緣化，從而使表觀介電常數(shù)增大，一直以來，作為小型且能夠獲得大容量的電容器被廣泛知曉。

例如，專利文獻1中提出了一種晶界絕緣型半導體瓷器組合物，其為由通式(Sr_l-x-zBa_aCa_aM_y)+Ti₂O₃+mN+nZ(其中，M為Nb、Ta、W及稀土類元素等，N為Mn、Al等，Z為Pb、B中的一方或兩者)表示，且x、y、z、l、m、n在規(guī)定范圍內(nèi)的半導體瓷器的晶界被含Cu、Bi、Pb、B和Si中的至少一種的化合物絕緣化的組合物。

專利文獻1中，以SrTiO₃為主成分的半導體瓷器中使用Bi₂O₃-Pb₃O₄-B₂O₃-CuO-SiO₂類材料作為將晶界絕緣化的晶界絕緣化劑，熱處理時使其擴散形成所需的晶界絕緣層，藉此獲得表觀介電常數(shù)和絕緣破壞電壓的積較大的半導體陶瓷電容器。

此外，專利文獻2中提出了晶界絕緣型半導體瓷器電容器的制造方法，其包括：準備半導體瓷器的工序；將添加使該半導體瓷器的晶界絕緣化的晶界絕緣化劑和相對于該晶界絕緣化劑為1重量％～100重量％的玻璃粉末形成的擴散劑與該半導體瓷器混合并攪拌，同時進行熱處理將半導體瓷器的晶界絕緣化的工序；和在晶界被絕緣化的半導體瓷器的兩主表面形成鍍敷電極的工序。

該專利文獻2中，通過將由Bi₂O₃-PbO-CuO類晶界絕緣化劑和Bi₂O₃-PbO-CuO-B₂O₃類玻璃粉末構成的擴散劑與SrTiO₃類半導體瓷器混合并攪拌來制作半導體瓷器，可降低靜電容量的不均勻。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平3-285870號公報

專利文獻2：日本專利特開平2-111006號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

可是，近年來，在世界范圍內(nèi)人們對環(huán)境問題的意識提高，特別是歐洲聯(lián)盟(EU)，通過規(guī)定了電氣、電子機器中的特定有害物質(zhì)的使用限制的RoHS(Restriction?of?Hazardous?Substances：危害性物質(zhì)限制)指令、規(guī)定了廢棄汽車的環(huán)境規(guī)章的ELV(End?of?Life?Vehicles?Directive：報廢汽車指令)指令等，逐漸整備了對導致環(huán)境污染的Pb的使用限制。所以開發(fā)替代Pb類材料的代替材料成為當務之急。

但是，專利文獻1中，使用含Pb的Bi₂O₃-Pb₃O₄-B₂O₃-CuO-SiO₂類材料作為晶界絕緣化劑。該專利文獻1中，雖然Pb₃O₄的含量占到不足1/2，但如果將Pb₃O₄從上述晶界絕緣化劑除去，則熱處理時晶界絕緣化劑的擴散力下降，從而難以使晶界充分氧化。特別是在壁厚較厚的具有圓筒形或方筒形等筒形形狀的半導體陶瓷電容器中，晶界絕緣化劑不能充分熱擴散至內(nèi)部，因此有可能導致電氣特性的惡化。

此外，專利文獻2中，晶界絕緣化劑和玻璃粉末兩者均使用了Pb，產(chǎn)生與專利文獻1同樣的問題。而且，專利文獻2中，玻璃成分中含有B。于是，這樣在玻璃成分中含有B時，對擴散力可產(chǎn)生一定的效果，但是絕緣電阻、絕緣破壞電壓有變低的傾向，有可能導致電氣特性的下降。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供擴散劑中即使不使用Pb類材料，也能夠獲得良好的電氣特性的晶界絕緣型半導體陶瓷、使用該晶界絕緣型半導體陶瓷的半導體陶瓷電容器以及半導體陶瓷電容器的制造方法。