JP2017050346A - Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、積層セラミックコンデンサに関し、特に、積層された複数の誘電体層および複数の内部電極層を有する積層体と、内部電極層に電気的に接続されるように積層体の端面に形成された外部電極とを備えた積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor, and in particular, a multilayer body having a plurality of laminated dielectric layers and a plurality of internal electrode layers, and formed on an end face of the multilayer body so as to be electrically connected to the internal electrode layers. The present invention relates to a monolithic ceramic capacitor having external electrodes and a method for manufacturing the same.
積層セラミックコンデンサは、誘電体層と内部電極層とが交互に積層された素体を含む。内部電極層は、一対の内部電極層が交互に素体の両端面からそれぞれ露出するように形成される。交互に積層される一方の内部電極層は、素体の一方の端面を覆うように形成された端子電極の内側に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の内部電極層は、素体の他方の端面を覆うように形成された端子電極の内側に対して電気的に接続してある。このようにして、素体の両端に形成された端子電極間に静電容量が形成される(特許文献1参照)。 The multilayer ceramic capacitor includes an element body in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately stacked. The internal electrode layers are formed such that a pair of internal electrode layers are alternately exposed from both end faces of the element body. One internal electrode layer laminated alternately is electrically connected to the inside of the terminal electrode formed so as to cover one end face of the element body. The other internal electrode layer stacked alternately is electrically connected to the inside of the terminal electrode formed so as to cover the other end face of the element body. In this way, a capacitance is formed between the terminal electrodes formed at both ends of the element body (see Patent Document 1).
近年、電子機器の小型化に伴い、そのような電子機器に実装される積層セラミックコンデンサに対しても、より小型化が求められている。したがって、より小型で静電容量が高い積層セラミックコンデンサが求められている。一般的に、誘電体層においてSr,Zrを多く含むペロブスカイト型化合物で作製される積層セラミックコンデンサは、Ba,Tiを多く含むペロブスカイト型化合物で作製される積層セラミックコンデンサより、温度による静電容量の変化は少ないものの、静電容量が少ないという問題がある。そこで、積層セラミックコンデンサの静電容量を増加させるために、誘電体層数を多くすることで、内部電極の面積を増大させるという方法が考えられるが、誘電体層数を多くすると、積層セラミックコンデンサの小型化が困難となる問題がある。 In recent years, with the miniaturization of electronic equipment, further miniaturization has been demanded for multilayer ceramic capacitors mounted on such electronic equipment. Therefore, there is a need for a multilayer ceramic capacitor that is smaller and has a higher capacitance. In general, a multilayer ceramic capacitor made of a perovskite type compound containing a large amount of Sr and Zr in a dielectric layer has a higher capacitance depending on the temperature than a multilayer ceramic capacitor made of a perovskite type compound containing a lot of Ba and Ti. Although the change is small, there is a problem that the capacitance is small. Therefore, in order to increase the capacitance of the multilayer ceramic capacitor, a method of increasing the area of the internal electrode by increasing the number of dielectric layers can be considered, but if the number of dielectric layers is increased, the multilayer ceramic capacitor There is a problem that it is difficult to downsize.
それゆえに、この発明の主たる目的は、限られた寸法の積層セラミックコンデンサにおいて、比誘電率を向上させ、その結果、静電容量の増加を実現しうる積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor capable of improving the relative dielectric constant and, as a result, increasing the capacitance in a multilayer ceramic capacitor having a limited size, and a method for manufacturing the same. It is.
この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、Sr、Ba、Ca、Ti、Zrを含有するペロブスカイト型化合物を含む積層セラミックコンデンサにおいて、
積層セラミックコンデンサは、積層体を含み、
積層体は、積層された複数の誘電体層と複数の内部電極層とを有し、さらに、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、積層方向および幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面とを有し、
第1の端面を覆い、第1の端面から延伸して第1の主面、第2の主面、第1の側面および第2の側面を覆って配置された第1の外部電極と、
第2の端面を覆い、第2の端面から延伸して第1の主面、第2の主面、第1の側面および第2の側面を覆って配置された第2の外部電極とを備え、
誘電体層は、
Srのモル%が、(Srのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、40%以上90%以下であり、
Baのモル%が、(Baのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上45%以下であり、
Caのモル%が、(Caのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上20%以下であり、
Zrのモル%が、(Zrのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、90%以上100%以下であり、
Tiのモル%が、(Tiのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、0%以上10%以下であり、
(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)が、1.00以上1.03以下であり、
誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶は斜方晶系であり、格子体積は275.0Å3以上であることを特徴とする、積層セラミックコンデンサである。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサにおいて、積層体に昇温速度20℃/分で熱を加えて、400℃以上900℃以下での温度範囲で、積層体から水素が発生することが好ましい。
この発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法は、この発明にかかる積層セラミックコンデンサを、100℃以上200℃以下の温度雰囲気で、誘電体層の厚みあたり直流電圧25kV/mm以上80kV/mm以下を10分以上3600分以下間印加することを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法である。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法は、ペロブスカイト化合物が、外部電極形成後に600℃以上700℃以下の温度で酸素分圧10ppm以下の弱酸化雰囲気で60分以上4800分以下の間で熱処理されることを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法である。
The multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a multilayer ceramic capacitor including a perovskite type compound containing Sr, Ba, Ca, Ti, Zr.
The multilayer ceramic capacitor includes a multilayer body,
The multilayer body includes a plurality of dielectric layers and a plurality of internal electrode layers that are stacked, and further, a first main surface and a second main surface that are opposed to the stacking direction, and a width direction orthogonal to the stacking direction. A first side face and a second side face opposite to each other, and a first end face and a second end face opposite to each other in a length direction perpendicular to the stacking direction and the width direction,
A first external electrode that covers the first end surface, extends from the first end surface, and is disposed to cover the first main surface, the second main surface, the first side surface, and the second side surface;
A second external electrode covering the second end surface and extending from the second end surface and arranged to cover the first main surface, the second main surface, the first side surface and the second side surface. ,
The dielectric layer is
The mole percentage of Sr is given by (number of moles of Sr) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 40% or more and 90% or less,
The mole percentage of Ba is given by (number of moles of Ba) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 45% or less,
The mol% of Ca is given by (number of moles of Ca) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 20% or less,
The mole percentage of Zr is given by (number of moles of Zr) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 90% or more and 100% or less,
The mole percentage of Ti is given by (number of moles of Ti) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 0% or more and 10% or less,
(Number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti) is 1.00 or more and 1.03 or less,
Crystals contained in the perovskite compound contained in the dielectric layer is orthorhombic, wherein the cell volume is 275.0A 3 or more, a laminated ceramic capacitor.
In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, it is preferable that hydrogen is generated from the multilayer body in a temperature range of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower by applying heat to the multilayer body at a temperature rising rate of 20 ° C./min.
A method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention is such that the multilayer ceramic capacitor according to the present invention has a DC voltage of 25 kV / mm or more and 80 kV / mm or less per dielectric layer thickness in a temperature atmosphere of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less. It is a manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor characterized by applying for 3 to 3600 minutes.
In the method for producing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the perovskite compound may be used at a temperature of 600 ° C. to 700 ° C. after forming the external electrode in a weakly oxidizing atmosphere with an oxygen partial pressure of 10 ppm or less for 60 minutes to 4800 minutes. A method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, wherein the multilayer ceramic capacitor is heat-treated.
この発明にかかる積層セラミックコンデンサでは、Sr、Ba、Ca,Ti、Zrを含有するペロブスカイト型化合物の組成を含む積層セラミックコンデンサであって、誘電体層にイオン半径の大きいBaやSrを構成元素に含み、格子体積を275.0Å3とすることで、水素が格子内に保持されやすくなる。この水素は、格子に含まれるZrの振動を制限するため、水素が含まれていると比誘電率が小さくなるところ、積層セラミックコンデンサにおける誘電体層のペロブスカイト型化合物の格子内に保持された水素をまとめて除去することで、比誘電率が向上し、静電容量が増加しうる積層セラミックコンデンサを得ることができる。 The multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a multilayer ceramic capacitor including a composition of a perovskite type compound containing Sr, Ba, Ca, Ti, and Zr, wherein Ba or Sr having a large ion radius is used as a constituent element in the dielectric layer. In addition, by making the lattice volume 275.0 3 , hydrogen is easily held in the lattice. Since this hydrogen limits the vibration of Zr contained in the lattice, when hydrogen is contained, the relative dielectric constant decreases, and the hydrogen retained in the lattice of the perovskite type compound of the dielectric layer in the multilayer ceramic capacitor By removing together, it is possible to obtain a multilayer ceramic capacitor in which the dielectric constant is improved and the capacitance can be increased.
この発明によれば、限られた寸法の積層セラミックコンデンサにおいて、比誘電率を向上させ、その結果、静電容量の増加を実現しうる積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a multilayer ceramic capacitor and a method of manufacturing the same that can improve the relative dielectric constant and, as a result, increase the capacitance in the multilayer ceramic capacitor having a limited size.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。 The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments for carrying out the invention with reference to the drawings.
図1、図2および図3に示すように、積層セラミックコンデンサ10は、たとえば、直方体状の積層体12を備える。積層体12は、積層された複数の誘電体層14と複数の内部電極層16とを有する。さらに、積層体12は、積層方向xに相対する第1の主面12aおよび第2の主面12bと、積層方向xに直交する幅方向yに相対する第1の側面12cおよび第2の側面12dと、積層方向xおよび幅方向yに直交する長さ方向zに相対する第1の端面12eおよび第2の端面12fとを有する。この積層体12には、角部および稜線部に丸みがつけられていることが好ましい。なお、角部とは、積層体の隣接する3面が交わる部分のことであり、稜線部とは、積層体の隣接する2面が交わる部分のことである。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the multilayer
誘電体層14の枚数は、25枚以上110枚以下であることが好ましい。また、誘電体層14の積層方向xの寸法は、0.8μm以上14.0μm以下であることが好ましい。誘電体層14は、外層部14aと内層部14bとを含む。外層部14aは、積層体12の第1の主面12a側および第2の主面12b側に位置し、第1の主面12aと最も第1の主面12aに近い内部電極層16との間に位置する誘電体層14、および第2の主面12bと最も第2の主面12bに近い内部電極層16との間に位置する誘電体層14である。そして、両外層部14aに挟まれた領域が内層部14bである。外層部14aの積層方向の寸法は、17μm以上300μm以下であることが好ましい。
The number of
図2および図3に示すように、積層体12は、複数の内部電極層16として、たとえば略矩形状の複数の第1の内部電極層16aおよび複数の第2の内部電極層16bを有する。複数の第1の内部電極層16aおよび複数の第2の内部電極層16bは、積層体12の積層方向xに沿って等間隔に交互に配置されるように埋設されている。
第1の内部電極層16aの一端側には、積層体12の第1の端面12eに引き出された引出電極部18aを有する。第2の内部電極層16bの一端側には、積層体12の第2の端面12fに引き出された引出電極部18bを有する。具体的には、第1の内部電極層16aの一端側の引出電極部18aは、積層体12の第1の端面12eに露出している。また、第2の内部電極層16bの一端側の引出電極部18bは、積層体12の第2の端面12fに露出している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
On one end side of the first
積層体12は、誘電体層14の内層部14bにおいて、第1の内部電極層16aと第2の内部電極層16bとが対向する対向電極部20aを含む。また、積層体12は、対向電極部20aの幅方向yの一端と第1の側面12cとの間および対向電極部20aの幅方向yの他端と第2の側面12dとの間に形成される積層体14の側部(以下、「Wギャップ」という。)20bを含む。さらに、積層体12は、第1の内部電極層16aの引出電極部18aとは反対側の端部と第2の端面12fとの間および第2の内部電極層16bの引出電極部18bとは反対側の端部と第1の端面12eとの間に形成される積層体14の端部(以下、「Lギャップ」という。)20cを含む。長さ方向zのL寸法が3.2mm、幅方向yのW寸法が1.6mm、積層方向xのT寸法が1.6mmの場合、Lギャップを110μm、Wギャップを140μmとした。長さ方向zのL寸法が0.25mm、幅方向yのW寸法が0.125mm、積層方向xのT寸法が0.125mmの場合、Lギャップを40μm、Wギャップを20μmとした。
The
積層体12の誘電体層14は、Sr、Ba、Ca、Ti、Zrを含むペロブスカイト型化合物を含む。このペロブスカイト型化合物は、一般式AmBO3で表わされる。ここで、AサイトはSrであって、Sr以外にBaおよびCaからなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。BサイトはZrであって、Zr以外にTiからなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。Oは酸素である。mは、AサイトとBサイトのモル比で表わされるペロブスカイト型化合物である。この場合、各含有量は、
Srのモル%が、(Srのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、40%以上90%以下であり、
Baのモル%が、(Baのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上45%以下であり、
Caのモル%が、(Caのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上20%以下であり、
Zrのモル%が、(Zrのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、90%以上100%以下であり、
Tiのモル%が、(Tiのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、0%以上10%以下であり、
(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)が、1.00以上1.03以下である。
また、誘電体層14に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶は斜方晶系であり、格子体積は275.0Å3以上である。
The
The mole percentage of Sr is given by (number of moles of Sr) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 40% or more and 90% or less,
The mole percentage of Ba is given by (number of moles of Ba) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 45% or less,
The mol% of Ca is given by (number of moles of Ca) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 20% or less,
The mole percentage of Zr is given by (number of moles of Zr) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 90% or more and 100% or less,
The mole percentage of Ti is given by (number of moles of Ti) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 0% or more and 10% or less,
The number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca / (number of moles of Zr + number of moles of Ti) is 1.00 or more and 1.03 or less.
The crystal contained in the perovskite compound contained in the
また、ペロブスカイト型化合物に含まれる水素含有量は、400℃以上900℃以下で発生する全水素量で、ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3以上である場合は、400℃以上900℃以下で発生する全水素量で、ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3未満である場合に対して、1.0倍から21.5倍である。 The hydrogen content in the perovskite compound, the total amount of hydrogen generated at 400 ° C. or higher 900 ° C. or less, if the lattice volume of the perovskite compound is 275.0A 3 or more, 400 ° C. or higher 900 ° C. or less in the total amount of hydrogen generated, for the case the lattice volume of the perovskite compound is less than 275.0A 3, 21.5 times 1.0 times.
なお、誘電体層14内における副成分の存在形態は問われるものではなく、たとえば、副成分がペロブスカイト型化合物の結晶粒子内に存在していてもよい。
各元素の含有モル部は、積層体12を溶剤により溶解処理し、溶液処理してICP分析により求められる量であるので、元素が積層体12内のどの部位に存在していたものであるかには依存しない。すなわち、本発明の積層セラミックコンデンサ10の別の態様としては、積層体12の組成が、上述した誘電体層14の組成と同様に定められているものが挙げられる。
In addition, the presence form of the subcomponent in the
The content molar part of each element is an amount obtained by ICP analysis after dissolving and treating the laminate 12 with a solvent, and in which part in the laminate 12 the element was present. Does not depend on That is, as another aspect of the multilayer
また、本発明の積層セラミックコンデンサ10のさらに別の態様としては、各元素の含有モル部が、積層体12を溶剤により溶解処理し、溶解処理したときの含有モル部として、上述した誘電体層14に含まれる各元素の含有モル部と同様に定められているものが挙げられる。溶液処理の方法としては、たとえば、アルカリ溶融法が用いられる。
Furthermore, as still another aspect of the multilayer
内部電極層16は、たとえば、Ni、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Auなどの金属を含有している。内部電極層16は、さらに誘電体層14に含まれるセラミックスと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。内部電極層16の枚数は、40枚以上110枚以下であることが好ましい。内部電極層16の厚みは、0.6μm以上1.0μm以下であることが好ましい。第1の内部電極層16aが誘電体層14を覆っている割合および第2の内部電極層16bが誘電体層14を覆っている割合は、75%以上95%以下であることが好ましい。第1の内部電極層16aおよび第2の内部電極層16bは、互いに対向する対向電極部20aと、対向電極部20aから積層体12の第1の端面12eおよび第2の端面12fに引き出される引出電極部18aおよび18bとを備えている。
The
積層体12の第1の端面12e側および第2の端面12f側には、外部電極22が形成される。外部電極22は、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを有する。
積層体12の第1の端面12e側には、第1の外部電極22aが形成される。第1の外部電極22aは、積層体12の第1の端面12eを覆い、第1の端面12eから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dの一部分を覆うように形成される。この場合、第1の外部電極22aは、第1の内部電極層16aの引出電極部18aと電気的に接続される。
積層体12の第2の端面12f側には、第2の外部電極22bが形成される。第2の外部電極22bは、積層体12の第2の端面12fを覆い、第2の端面12fから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dの一部分を覆うように形成される。この場合、第2の外部電極22bは、第2の内部電極層16bの引出電極部18bと電気的に接続される。
A first
A second
積層体12内においては、各対向電極部20aで第1の内部電極層16aと第2の内部電極層16bとが誘電体層14を介して対向することにより、静電容量が形成されている。そのため、第1の内部電極層16aが接続された第1の外部電極22aと第2の内部電極層16bが接続された第2の外部電極22bとの間に、静電容量を得ることができる。したがって、このような構造の積層セラミック電子部品はコンデンサとして機能する。
In the
第1の外部電極22aは、図2あるいは図3に示すように、積層体12側から順に、下地電極層24aおよびめっき層26aを有する。同様に、第2の外部電極22bは、積層体12側から順に、下地電極層24bおよびめっき層26bを有する。
As shown in FIG. 2 or 3, the first
下地電極層24aおよび24bは、それぞれ、焼付け層、樹脂層、薄膜層などから選ばれる少なくとも1つを含むが、ここでは焼付け層で形成された下地電極層24aおよび24bについて説明する。
焼付け層は、Siを含むガラスと、金属としてのCuとを含む。焼付け層は、複数層であってもよい。焼付け層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体12に塗布して焼き付けたものであり、誘電体層14および内部電極層16と同時に焼成したものでもよく、誘電体層14および内部電極層16を焼成した後に焼き付けたものでもよい。焼付け層のうちの最も厚い部分の厚みは、4μm以上100μm以下であることが好ましい。
The base electrode layers 24a and 24b each include at least one selected from a baking layer, a resin layer, a thin film layer, and the like. Here, the base electrode layers 24a and 24b formed of the baking layer will be described.
The baking layer includes glass containing Si and Cu as a metal. The baking layer may be a plurality of layers. The baking layer is obtained by applying a conductive paste containing glass and metal to the
焼付け層の表面に、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂層が形成されてもよい。なお、樹脂層は、焼付け層を形成せずに積層体12上に直接形成してもよい。また、樹脂層は、複数層であってもよい。樹脂層のうちの最も厚い部分の厚みは、5μm以上100μm以下であることが好ましい。
また、薄膜層は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成され、金属粒子が堆積された1μm以下の層である。
A resin layer containing conductive particles and a thermosetting resin may be formed on the surface of the baking layer. The resin layer may be directly formed on the laminate 12 without forming a baking layer. The resin layer may be a plurality of layers. The thickness of the thickest portion of the resin layer is preferably 5 μm or more and 100 μm or less.
Further, the thin film layer is a layer of 1 μm or less formed by a thin film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method and deposited with metal particles.
また、めっき層26aおよび26bとしては、たとえば、Cu、Ni、Sn、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au、Bi、Znなどから選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金が用いられる。
めっき層26aおよび26bは、複数層によって形成されてもよい。めっき層26aおよび26bは、焼付け層の表面に設けられた第1めっき層と、第1めっき層の表面に設けられた第2めっき層とを含む2層構造であることが好ましい。
Further, as the plating layers 26a and 26b, for example, at least one metal selected from Cu, Ni, Sn, Ag, Pd, an Ag—Pd alloy, Au, Bi, Zn, or the like or an alloy containing the metal is used. .
The plating layers 26a and 26b may be formed of a plurality of layers. The plating layers 26a and 26b preferably have a two-layer structure including a first plating layer provided on the surface of the baking layer and a second plating layer provided on the surface of the first plating layer.
第1めっき層はNiを用いるのが好ましい。Niを用いた第1めっき層は、下地電極層24aおよび24bが積層セラミックコンデンサを実装する際のはんだによって侵食されることを防止するために用いられる。なお、内部電極層16にNiを含む場合は、第1めっき層としては、Niと接合性のよいCuを用いることが好ましい。
It is preferable to use Ni for the first plating layer. The first plating layer using Ni is used to prevent the base electrode layers 24a and 24b from being eroded by solder when mounting the multilayer ceramic capacitor. When the
また、第2めっき層はSnやAuを用いるのが好ましい。SnやAuを用いた第2めっき層は、積層セラミックコンデンサを実装する際のはんだの濡れ性を向上させて、容易に実装することができるようにするために用いられる。なお、第2めっき層は必要に応じて形成されるものであり、外部電極22は、積層体12上に直接設けられ、内部電極層16と直接接続されるめっき層26aおよび26b、すなわち、第1めっき層から構成されたものであってもよい。ただし、前処理として積層体12上に触媒を設けてもよい。
また、第2めっき層をめっき層26aおよび26bの最外層として設けてもよく、第2めっき層の表面に他のめっき層を設けてもよい。
Moreover, it is preferable to use Sn or Au for the second plating layer. The second plating layer using Sn or Au is used for improving the wettability of the solder when mounting the multilayer ceramic capacitor so that it can be easily mounted. The second plating layer is formed as necessary, and the
The second plating layer may be provided as the outermost layer of the plating layers 26a and 26b, and another plating layer may be provided on the surface of the second plating layer.
めっき層一層あたりの厚みは、1μm以上35μm以下であることが好ましい。また、めっき層26aおよび26bは、ガラスを含まないことが好ましい。さらに、めっき層26aおよび26bは、単位体積あたりの金属割合が99体積%以上であることが好ましい。また、めっき層26aおよび26bは、厚み方向に沿って粒成長したものであり、柱状である。 The thickness per plating layer is preferably 1 μm or more and 35 μm or less. Moreover, it is preferable that the plating layers 26a and 26b do not contain glass. Furthermore, it is preferable that the metal ratio per unit volume is 99 volume% or more in the plating layers 26a and 26b. Moreover, the plating layers 26a and 26b are grain-grown along the thickness direction, and are columnar.
なお、積層体12、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを含む積層セラミックコンデンサ10の長さ方向zの寸法をL寸法とし、積層体12、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを含む積層セラミックコンデンサ10の積層方向xの寸法をT寸法とし、積層体12、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを含む積層セラミックコンデンサ10の幅方向yの寸法をW寸法とする。
積層セラミックコンデンサ10の寸法は、長さ方向zのL寸法が0.25mm以上3.2mm以下、幅方向yのW寸法が0.125mm以上1.6mm以下、積層方向xのT寸法が0.125mm以上1.6mm以下である。なお、積層セラミックコンデンサ10の寸法は、マイクロスコープにより測定することができる。
The dimension in the length direction z of the multilayer
The dimension of the multilayer
また、誘電体層14に含まれるペロブスカイト型化合物の組成は、たとえば、以下のようにして確認することができる。まず、積層セラミックコンデンサ10の外部電極22を研磨により除去して積層体12を得る。そして、外部電極22が除去された積層体12をアルカリ溶融法にて溶液処理し、この溶液についてICP分析により確認することができる。
The composition of the perovskite type compound contained in the
また、誘電体層14に含まれるペロブスカイト型化合物の格子体積は、以下のように測定される。まず、積層セラミックコンデンサ10の積層体12の長さ方向zおよび幅方向yを含む断面(以下、「LW面」という。)の外部電極部分を研磨により除去する。そのLW面を粉末X線回折装置で測定し、得られた回折パターンからリートベルト解析により斜方晶系の格子体積(a軸×b軸×c軸)を算出する。
The lattice volume of the perovskite type compound contained in the
また、ペロブスカイト型化合物に含まれる水素含有量は、以下のように測定される。積層セラミックコンデンサ10から発生する水素ガスの量を昇温脱離ガス分析装置により測定する。まず、真空下において昇温速度20℃/分で赤外線により加熱する。次に、発生した水素のイオン電流値を測定する。そのイオン電流値をペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3未満の場合と、275.0Å3以上の場合に、400℃以上900℃以下の範囲で積算し、その倍率を計算する。
Further, the hydrogen content contained in the perovskite type compound is measured as follows. The amount of hydrogen gas generated from the multilayer
また、上述の複数の内部電極層および複数の誘電体層の各々の平均厚さは、以下のように測定される。まず、積層体の長さ方向zおよび積層方向xを含む断面(以下、「LT断面」という。)が露出するように、積層セラミックコンデンサ10が研磨される。このLT断面を走査型電子顕微鏡で観察することにより、各部の厚みが観測される。この場合、積層体12の断面の中心を通り、積層方向xに沿った中心線、およびこの中心線から両側に2本ずつ引いた線の合計5本の線上における厚さが測定される。これらの5つの測定値の平均値が、各部の平均厚さとされる。より正確な平均厚さを求めるためには、積層方向xにおける上部、中央部、下部のそれぞれについて上記5つの測定値を求め、これらの測定値の平均値が各部の平均厚さとされる。
Further, the average thickness of each of the plurality of internal electrode layers and the plurality of dielectric layers is measured as follows. First, the multilayer
図1に示す積層セラミックコンデンサ10は、誘電体層14にイオン半径の大きいBaやSrを構成元素に含み、格子体積を275.0Å3とすることで、水素が格子内に保持されやすくなる。この水素は、格子に含まれるZrの振動を制限するため、水素が含まれていると比誘電率が小さくなる。しかしながら、図1に示す積層セラミックコンデンサ10における誘電体層14のペロブスカイト型化合物の格子内に保持された水素をまとめて除去することで、比誘電率が向上し、静電容量が増加しうる積層セラミックコンデンサを得ることができる。
The multilayer
また、図1に示す積層セラミックコンデンサ10は、ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3以上の場合、昇温速度を20℃/分で昇温させると、400℃以上900℃以下で水素が発生する。この場合、より比誘電率が向上するので、より静電容量が向上する積層セラミックコンデンサ10を得ることができる。ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3未満の場合、ほとんど水素が発生しないが、275.0Å3未満の場合に対して、275.0Å3以上の場合、1.0倍から21.5倍の水素が発生することが好ましい。
Further, in the multilayer
次に、この積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
まず、誘電体層14の主成分を構成する素材として、原料粉末である純度99%以上のSrCO3、BaCO3、CaCO3、ZrO2、TiO2が準備される。これらの各素材が、秤量された後、ボールミルにより湿式混合される。その後、乾燥、解砕される。このようにして得られた粉末が、大気中において1100℃以上1300℃以下で2時間仮焼された後、解砕されて第1主成分粉末が得られる。なお、主成分の製造方法は、固相法、水熱法など特に限定されず、素材も炭酸物、酸化物、水酸化物、塩化物など、特に限定されない。また、HfO2などの不可避的不純物を含有していても構わない。
Next, a method for manufacturing this multilayer ceramic capacitor will be described.
First, SrCO 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , ZrO 2 , and TiO 2 having a purity of 99% or more, which are raw material powders, are prepared as materials constituting the main component of the
続いて、添加物素材として、SiO2、MnCO3、Al2O3の粉末を準備し、主成分粉末とこれらの添加物素材が秤量された後にボールミルにより湿式混合され、その後、乾燥、解砕されて原材料粉末が得られる。また、CaCO3、SrCO3、BaCO3、ZrO2、TiO2は、モル比調整などのためにこの段階で添加されても構わない。 Subsequently, SiO 2 , MnCO 3 , and Al 2 O 3 powders are prepared as additive materials. After the main component powder and these additive materials are weighed, they are wet mixed by a ball mill, and then dried and crushed. As a result, raw material powder is obtained. CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , ZrO 2 , and TiO 2 may be added at this stage for adjusting the molar ratio.
得られた原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダおよびトルエン、エタノールなどの有機溶剤を加えてボールミルで湿式混合し、スラリーが調整される。このようにして得られたスラリーを用いて、ドクターブレード法によりシート成形し、これをカットして矩形のセラミックグリーンシートを得ることができる。 To the obtained raw material powder, a polyvinyl butyral binder and an organic solvent such as toluene and ethanol are added and wet-mixed with a ball mill to prepare a slurry. Using the slurry thus obtained, a sheet can be formed by a doctor blade method and cut to obtain a rectangular ceramic green sheet.
次に、このようにして得られたセラミックグリーンシートおよび内部電極用の導電性ペーストが準備される。セラミックグリーンシートや内部電極用の導電性ペーストには、バインダおよび溶剤が含まれるが、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
セラミックグリーンシート上には、たとえば、スクリーン印刷やグラビア印刷などにより、所定のパターンで内部電極用の導電性ペーストが印刷され、それにより内部電極パターンが形成される。
さらに、内部電極パターンが形成されていない外層用のセラミックグリーンシートが所定枚数積層され、その上に内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが順次積層され、その上に外層用のセラミックグリーンシートが所定枚数積層されて、積層シートが作製される。このとき、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートは、内部電極パターンが引き出されている側が互い違いとなるように複数枚積層される。
Next, the ceramic green sheet and the conductive paste for internal electrodes obtained in this way are prepared. The ceramic green sheet and the conductive paste for internal electrodes include a binder and a solvent, and a known organic binder or organic solvent can be used.
On the ceramic green sheet, a conductive paste for internal electrodes is printed in a predetermined pattern by, for example, screen printing or gravure printing, thereby forming an internal electrode pattern.
Further, a predetermined number of ceramic green sheets for outer layers on which no internal electrode pattern is formed are laminated, ceramic green sheets on which internal electrode patterns are formed are sequentially laminated thereon, and ceramic green sheets for outer layers are formed thereon. A predetermined number of sheets are laminated to produce a laminated sheet. At this time, a plurality of ceramic green sheets on which the internal electrode patterns are formed are laminated so that the sides from which the internal electrode patterns are drawn are staggered.
そして、得られた積層シートを静水圧プレスなどの手段により積層方向にプレスすることによって、積層ブロックが作製される。
次に、積層ブロックが所定のサイズにカットされ、積層チップが切り出される。このとき、バレル研磨などにより、積層チップの角部および稜線部に丸みがつけられてもよい。 さらに、積層チップを大気中250℃に加熱してバインダを燃焼させた後、昇温速度3.33℃/分〜200℃/分、トップ温度1200℃〜1300℃、logPO2=−9.0〜−11.0MPaで焼成することにより、積層体12が作製される。
And the lamination block is produced by pressing the obtained lamination sheet in the lamination direction by means, such as a hydrostatic pressure press.
Next, the laminated block is cut into a predetermined size, and the laminated chip is cut out. At this time, the corners and ridge lines of the multilayer chip may be rounded by barrel polishing or the like. Further, after heating the laminated chip to 250 ° C. in the atmosphere and burning the binder, the temperature rising rate was 3.33 ° C./min to 200 ° C./min, the top temperature was 1200 ° C. to 1300 ° C., log P O2 = −9.0. The
得られた積層体12の両端面に外部電極用の導電性ペーストが塗布され、トップ温度800℃、還元雰囲気で焼き付けられることによって、外部電極の焼付け層が形成される。
さらに、必要に応じて、外部電極用の導電性ペーストの焼付け層の表面に、めっきが施され、積層セラミックコンデンサ10が得られる。
A conductive paste for an external electrode is applied to both end faces of the obtained
Furthermore, if necessary, the surface of the baking layer of the conductive paste for the external electrode is plated to obtain the multilayer
なお、この実施の形態にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法では、以下に説明するように、電圧印加処理あるいは弱酸化雰囲気での熱処理により、積層体12に含まれる水素が除去される。これらの水素を除去する処理方法は、いずれも用いることができる。
In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to this embodiment, as described below, hydrogen contained in the
まず、電圧印加処理方法について説明する。
電圧印加処理は、得られた積層セラミックコンデンサに対して行われる。電圧印加処理は、得られた積層セラミックコンデンサを100℃以上200℃以下の温度雰囲気で、誘電体層の厚みあたり、直流電圧25kV/mm以上80kV/mm以下が10分以上3600分以下間印加されるとした処理である。
First, the voltage application processing method will be described.
The voltage application process is performed on the obtained multilayer ceramic capacitor. In the voltage application treatment, a DC voltage of 25 kV / mm or more and 80 kV / mm or less is applied for 10 minutes or more and 3600 minutes or less per thickness of the dielectric layer in the temperature atmosphere of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less. This is the process.
次に、弱酸化雰囲気での熱処理方法について説明する。
弱酸化雰囲気での熱処理は、焼付け層が形成された積層体12に含まれるペロブスカイト型化合物に対して、焼付け層の形成後、めっきが施される場合、そのめっきが施される前に、600℃以上700℃以下の温度で酸素分圧10ppm以下の弱酸化雰囲気で60分以上4800分以下の間で熱処理を施す処理である。
Next, a heat treatment method in a weak oxidizing atmosphere will be described.
When the perovskite type compound contained in the laminate 12 in which the baking layer is formed is subjected to heat treatment in a weakly oxidizing atmosphere, if plating is performed after the baking layer is formed, the plating is performed before the plating. This is a treatment in which heat treatment is performed for 60 minutes or more and 4800 minutes or less in a weakly oxidizing atmosphere at a temperature of not less than 700 ° C. and not more than 700 ° C. and an oxygen partial pressure of not more than 10 ppm.
この積層セラミックコンデンサの製造方法では、100℃以上200℃以下の温度雰囲気で所定の直流電圧を一定時間印加することで、格子内に保持されていた水素を除去することができ、比誘電率が向上することから、短時間で積層セラミックコンデンサ10の静電容量の増加を実現することができる。
In this method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor, hydrogen held in the lattice can be removed by applying a predetermined DC voltage in a temperature atmosphere of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for a certain period of time. As a result, the capacitance of the multilayer
また、この積層セラミックコンデンサの製造方法では、外部電極が酸化しない弱酸化雰囲気で処理することで、格子内に保持されていた水素を酸化、排出することから、比誘電率が向上し、積層セラミックコンデンサ10の静電容量の増加を実現することができる。
Further, in this method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor, the relative dielectric constant is improved because the hydrogen held in the lattice is oxidized and discharged by processing in a weakly oxidizing atmosphere in which the external electrodes are not oxidized. An increase in the capacitance of the
以上のような効果は、次の実験例からも明らかになるであろう。 The effects as described above will become clear from the following experimental example.
(実験例)
上述のような製造方法を用いて、積層セラミックコンデンサを作製した。ここで、誘電体層の主成分を構成する各素材および添加物素材は、表1ないし表3に示す仕込み値となるように秤量した。なお、表中において、※印あるいは※※印を付したものは本発明の範囲外である。そして、得られた原料粉末をICP分析したところ、表1ないし表3に示した調合組成とほぼ同一であることが確認された。
また、内部電極用の導電性ペーストとして、金属粉末としてのNi粉末100重量部と、有機ビヒクルとしてのエチルセルロースを7重量部と、溶剤としてテルピネオールを含むものを用いた。
また、積層チップを焼成する際に、大気中において、250℃の温度に加熱してバインダを燃焼させた後、昇温速度3.33〜200℃/分、最高温度1200〜1300℃、酸素分圧logPO2=−9.0〜−11.0MPaで焼成し、セラミック焼結体を得た。なお、得られた焼結体をICP分析したところ、表1ないし表3に示した調合組成とほとんど同一であることが確認された。
この焼結体をバレルすることで端面から内部電極を露出させ、そこにCuを含む外部電極ペーストを塗布した。Cuを含む外部電極ペーストを乾燥させた後、最高温度800℃、還元雰囲気で外部電極の焼付け層を焼き付けた。続いて、バレルめっき法にて焼付け層の表面にNiを用いた第1めっき層を、続いて、同様に第1めっき層の表面にSnを用いた第2めっき層を形成した。
なお、得られた積層体のXRD構造解析を行ったところ、主成分がチタン酸バリウム系のペロブスカイト型構造を有することが明らかとなった。なお、試料1から試料48は、長さ方向zのL寸法が3.2mm、幅方向yのW寸法が1.6mm、積層方向xのT寸法が1.6mmである。また、試料49から試料52は、長さ方向zのL寸法が0.25mm、幅方向yのW寸法が0.125mm、積層方向xのT寸法が0.125mmである。
(Experimental example)
A multilayer ceramic capacitor was produced using the manufacturing method as described above. Here, each material and additive material constituting the main component of the dielectric layer were weighed so as to have the charged values shown in Tables 1 to 3. In the table, those marked with * or ** are outside the scope of the present invention. And when the obtained raw material powder was analyzed by ICP, it was confirmed that it was almost the same as the preparation composition shown in Tables 1 to 3.
Further, as the conductive paste for the internal electrode, a paste containing 100 parts by weight of Ni powder as a metal powder, 7 parts by weight of ethyl cellulose as an organic vehicle, and terpineol as a solvent was used.
Further, when firing the laminated chip, after heating the binder to a temperature of 250 ° C. in the air and burning the binder, the temperature rising rate is 3.33 to 200 ° C./min, the maximum temperature is 1200 to 1300 ° C., the oxygen content is Firing was performed at a pressure log P O2 = −9.0 to −11.0 MPa to obtain a ceramic sintered body. When the obtained sintered body was analyzed by ICP, it was confirmed that it was almost the same as the preparation composition shown in Tables 1 to 3.
The sintered body was barreled to expose the internal electrode from the end face, and an external electrode paste containing Cu was applied thereto. After the external electrode paste containing Cu was dried, the baking layer of the external electrode was baked at a maximum temperature of 800 ° C. in a reducing atmosphere. Subsequently, a first plating layer using Ni was formed on the surface of the baking layer by a barrel plating method, and then a second plating layer using Sn was similarly formed on the surface of the first plating layer.
When the XRD structure analysis of the obtained laminate was performed, it was revealed that the main component has a perovskite type structure based on barium titanate. In the samples 1 to 48, the L dimension in the length direction z is 3.2 mm, the W dimension in the width direction y is 1.6 mm, and the T dimension in the stacking direction x is 1.6 mm. Sample 49 to sample 52 have an L dimension in the length direction z of 0.25 mm, a W dimension in the width direction y of 0.125 mm, and a T dimension in the stacking direction x of 0.125 mm.
このようにして得られた積層セラミックコンデンサについて、以下のような評価を行った。
・静電容量の増加率の確認方法
(a)電圧印加処理
試料数n=20の積層セラミックコンデンサの静電容量をLCRメーターで測定した。測定周波数は、1kHzとした。測定後、電圧印加処理の条件として、表1および表2に示す温度、直流電圧、印加時間で処理した。電圧処理後の試料数n=20個の積層セラミックコンデンサの静電容量を電圧処理前と同様にLCRメーターで測定した。電圧処理前後の静電容量の変化率を以下の計算式で算出した。また、積層セラミックコンデンサから発生する水素ガスの量を昇温脱離ガス分析装置により測定した。まず、真空下において昇温速度20℃/分で赤外線により加熱する。次に、発生した水素のイオン電流値を測定する。そのイオン電流値をペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3未満の場合と、275.0Å3以上の場合に、400℃以上900℃以下の範囲で積算し、その倍率を計算した。表1および表2には、n=20個の平均値を示す。なお、表中の試料番号に※※印を付したものは、電圧印加無しで2週間放置した時の結果である。また、試料番号6および試料番号14を除き、誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶は斜方晶系であった。
静電容量の変化率=((電圧処理後の静電容量)−(電圧処理前の静電容量))/(電圧処理前の静電容量)*100
(b)弱酸化雰囲気での熱処理
試料数n=20の積層セラミックコンデンサの静電容量をLCRメーターで測定した。測定周波数は、1kHzとした。測定後、弱酸化雰囲気での熱処理の条件として、表3に示す温度、酸素分圧、処理時間で処理した。熱処理後の試料数n=20個の積層セラミックコンデンサの静電容量を熱処理前と同様にLCRメーターで測定した。熱処理前後の静電容量の変化率を以下の計算式で算出した。表3には、n=20の平均値を示す。なお、試料番号1ないし試料番号4のすべてにおいて、誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶は斜方晶系であった。
静電容量の変化率=((熱処理後の静電容量)−(熱処理前の静電容量))/(熱処理前の静電容量)*100
ここで、この積層セラミックコンデンサの外部電極を研磨により除去し、得られた積層体をアルカリ溶融法にて溶液処理し、この溶液についてICP分析を行ったところ、内部電極成分のNiを除いては、表1ないし表3に示した調合組成とほとんど同一であることが確認された。
The multilayer ceramic capacitor thus obtained was evaluated as follows.
-Method for confirming the rate of increase in capacitance (a) Voltage application treatment The capacitance of a multilayer ceramic capacitor with n = 20 samples was measured with an LCR meter. The measurement frequency was 1 kHz. After the measurement, the conditions for the voltage application treatment were the temperature, DC voltage, and application time shown in Tables 1 and 2. The capacitance of the multilayer ceramic capacitor with n = 20 samples after voltage treatment was measured with an LCR meter in the same manner as before voltage treatment. The rate of change in capacitance before and after voltage treatment was calculated using the following formula. Further, the amount of hydrogen gas generated from the multilayer ceramic capacitor was measured with a temperature programmed desorption gas analyzer. First, heating is performed with infrared rays at a heating rate of 20 ° C./min under vacuum. Next, the ion current value of the generated hydrogen is measured. And when the ion current value lattice volume of the perovskite-type compound is less than 275.0A 3, in the case of 275.0A 3 or more, integrated in a range of 400 ° C. or higher 900 ° C. or less, and calculate the magnification. Tables 1 and 2 show the average value of n = 20. The sample numbers in the table marked with ** are the results when left for 2 weeks without voltage application. Further, except for Sample No. 6 and Sample No. 14, crystals contained in the perovskite type compound contained in the dielectric layer were orthorhombic.
Change rate of capacitance = ((capacitance after voltage processing) − (capacitance before voltage processing)) / (capacitance before voltage processing) * 100
(B) Heat treatment in weak oxidizing atmosphere The capacitance of the multilayer ceramic capacitor having the number of samples n = 20 was measured with an LCR meter. The measurement frequency was 1 kHz. After the measurement, the heat treatment was performed under the conditions of temperature, oxygen partial pressure, and treatment time shown in Table 3 as conditions for heat treatment in a weak oxidizing atmosphere. The capacitance of the multilayer ceramic capacitor with n = 20 samples after the heat treatment was measured with an LCR meter in the same manner as before the heat treatment. The change rate of the capacitance before and after the heat treatment was calculated by the following formula. Table 3 shows the average value of n = 20. In all of sample numbers 1 to 4, the crystals contained in the perovskite type compound contained in the dielectric layer were orthorhombic.
Change rate of capacitance = ((capacitance after heat treatment) − (capacitance before heat treatment)) / (capacitance before heat treatment) * 100
Here, the external electrode of the multilayer ceramic capacitor was removed by polishing, the obtained multilayer body was subjected to a solution treatment by an alkali melting method, and ICP analysis was performed on this solution. These were confirmed to be almost the same as the preparation compositions shown in Tables 1 to 3.
表1および表2は、電圧印加処理を行った場合の積層セラミックコンデンサの静電容量の変化による評価結果を示す。
また、表3は、弱酸化雰囲気での熱処理を行った場合の積層セラミックコンデンサの静電容量の変化による評価結果を示す。
Tables 1 and 2 show the evaluation results based on the change in the capacitance of the multilayer ceramic capacitor when the voltage application treatment is performed.
Table 3 shows the evaluation results based on the change in the capacitance of the multilayer ceramic capacitor when the heat treatment is performed in a weak oxidizing atmosphere.
(評価結果)
表1および表2に示される結果より、積層セラミックコンデンサの誘電体層について、Srのモル%が、(Srのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、40%以上90%以下であり、Baのモル%が、(Baのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上45%以下であり、Caのモル%が、(Caのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上20%以下であり、Zrのモル%が、(Zrのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、90%以上100%以下であり、Tiのモル%が、(Tiのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、0%以上10%以下であり、(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)が、1.00以上1.03以下であり、誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶が斜方晶系であり、格子体積が275.0Å3以上である積層セラミックコンデンサに対して、電圧印加処理である100℃以上200℃以下の温度雰囲気で、誘電体層の厚みあたり、直流電圧25kV/mm以上80kV/mm以下を10分以上3600分以下間印加した試料は、所定の静電容量の増加した積層セラミックコンデンサが得られた。また、本発明の範囲内である試料において、ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3以上である場合は、400℃以上900℃以下で発生する全水素量で、ペロブスカイト型化合物の格子体積が275.0Å3未満である場合に対して、1.0倍から21.5倍であることが確認された。
(Evaluation results)
From the results shown in Table 1 and Table 2, for the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor, the mole% of Sr is given by (number of moles of Sr) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca). 40% or more and 90% or less, and the mole percentage of Ba is given by (number of moles of Ba) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 45% or less, The mole percentage of Ca is given by (number of moles of Ca) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 20% or less, and the mole percentage of Zr is (mol of Zr). Number) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), which is 90% or more and 100% or less, and the mole percentage of Ti is (number of moles of Ti) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti). 0% or more and 10% or less, (number of moles of Sr + number of moles of Ba + The number of moles of a) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti) is 1.00 or more and 1.03 or less, and the crystals contained in the perovskite type compound contained in the dielectric layer are orthorhombic. For a multilayer ceramic capacitor having a lattice volume of 275.0 mm 3 or more, a DC voltage of 25 kV / mm or more and 80 kV / mm or less per thickness of the dielectric layer in a temperature atmosphere of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less, which is a voltage application process. As a result, a multilayer ceramic capacitor having a predetermined increased capacitance was obtained. Further, the sample is within the scope of the present invention, when the lattice volume of the perovskite compound is 275.0A 3 or more, the total amount of hydrogen generated at 400 ° C. or higher 900 ° C. or less, the lattice volume of the perovskite-type compound It was confirmed that it was 1.0 to 21.5 times compared to the case of less than 275.0 cm 3 .
また、表3に示される結果より、積層セラミックコンデンサの誘電体層について、Srのモル%が、(Srのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、40%以上90%以下であり、Baのモル%が、(Baのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上45%以下であり、Caのモル%が、(Caのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上20%以下であり、Zrのモル%が、(Zrのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、90%以上100%以下であり、Tiのモル%が、(Tiのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、0%以上10%以下であり、(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)が、1.00以上1.03以下であり、誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶が斜方晶系であり、格子体積が275.0Å3以上である積層セラミックコンデンサに対して、弱酸化雰囲気での熱処理であって、ペロブスカイト型化合物に対する熱処理条件について、温度を600℃以上700℃以下とし、酸素分圧を10ppmとし、60分以上4800分以下の間で熱処理をした試料は、所定の静電容量の増加した積層セラミックコンデンサが得られた。 From the results shown in Table 3, for the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor, the mole percentage of Sr is given by (number of moles of Sr) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca). 40% or more and 90% or less, and the mol% of Ba is given by (number of moles of Ba) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca). % Of mol of Ca is given by (number of moles of Ca) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca) of 0% or more and 20% or less, and the mole percentage of Zr is (number of moles of Zr). ) / (Number of moles of Zr + number of moles of Ti), and 90% or more and 100% or less, and the mole percentage of Ti is given by (number of moles of Ti) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti). 0% or more and 10% or less, (number of moles of Sr + number of moles of Ba + Ca The number of moles) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti) is 1.00 or more and 1.03 or less, and the crystals contained in the perovskite type compound contained in the dielectric layer are orthorhombic and have a lattice volume. the laminated ceramic capacitor but is 275.0A 3 or more, a heat treatment in a weak oxidizing atmosphere, the heat treatment conditions for the perovskite-type compound, a temperature of 600 ° C. or higher 700 ° C. or less, the oxygen partial pressure of 10 ppm, A sample subjected to a heat treatment for 60 minutes or more and 4800 minutes or less obtained a multilayer ceramic capacitor having a predetermined increased capacitance.
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary.
10 積層セラミックコンデンサ
12 積層体
12a 第1の主面
12b 第2の主面
12c 第1の側面
12d 第2の側面
12e 第1の端面
12f 第2の端面
14 誘電体層
14a 外層部
14b 内層部
16 内部電極層
16a 第1の内部電極層
16b 第2の内部電極層
18a、18b 引出電極部
20a 対向電極部
20b Wギャップ
20c Lギャップ
22 外部電極
22a 第1の外部電極
22b 第2の外部電極
24a、24b 下地電極層
26a、26b めっき層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記積層セラミックコンデンサは、積層体を含み、
前記積層体は、積層された複数の誘電体層と複数の内部電極層とを有し、さらに、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面とを有し、
前記第1の端面を覆い、前記第1の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第1の外部電極と、
前記第2の端面を覆い、前記第2の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第2の外部電極とを備え、
前記誘電体層は、
Srのモル%が、(Srのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、40%以上90%以下であり、
Baのモル%が、(Baのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上45%以下であり、
Caのモル%が、(Caのモル数)/(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)で与えられ、0%以上20%以下であり、
Zrのモル%が、(Zrのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、90%以上100%以下であり、
Tiのモル%が、(Tiのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)で与えられ、0%以上10%以下であり、
(Srのモル数+Baのモル数+Caのモル数)/(Zrのモル数+Tiのモル数)が、1.00以上1.03以下であり、
前記誘電体層に含まれるペロブスカイト型化合物に含まれる結晶は斜方晶系であり、格子体積は275.0Å3以上であることを特徴とする、積層セラミックコンデンサ。 In a multilayer ceramic capacitor including a perovskite type compound containing Sr, Ba, Ca, Ti, Zr,
The multilayer ceramic capacitor includes a multilayer body,
The stacked body includes a plurality of stacked dielectric layers and a plurality of internal electrode layers, and further, a first main surface and a second main surface facing the stacking direction are orthogonal to the stacking direction. A first side surface and a second side surface opposed to the width direction; a first end surface and a second end surface opposed to the stacking direction and a length direction perpendicular to the width direction;
A first covering the first end surface and extending from the first end surface and covering the first main surface, the second main surface, the first side surface and the second side surface External electrodes,
A second end surface covering the second end surface and extending from the second end surface and covering the first main surface, the second main surface, the first side surface and the second side surface; With external electrodes,
The dielectric layer is
The mole percentage of Sr is given by (number of moles of Sr) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 40% or more and 90% or less,
The mole percentage of Ba is given by (number of moles of Ba) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 45% or less,
The mol% of Ca is given by (number of moles of Ca) / (number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca), and is 0% or more and 20% or less,
The mole percentage of Zr is given by (number of moles of Zr) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 90% or more and 100% or less,
The mole percentage of Ti is given by (number of moles of Ti) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti), and is 0% or more and 10% or less,
(Number of moles of Sr + number of moles of Ba + number of moles of Ca) / (number of moles of Zr + number of moles of Ti) is 1.00 or more and 1.03 or less,
The crystals contained in the perovskite compound contained in the dielectric layer is orthorhombic, wherein the cell volume is 275.0A 3 or more, the multilayer ceramic capacitor.
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