JP5023771B2

JP5023771B2 - 積層電子部品

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Publication number: JP5023771B2
Application number: JP2007095383A
Authority: JP
Inventors: 達也小島
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008258191A

Description

本発明は、電極層と誘電体層が交互に積層された、積層セラミックコンデンサなどの電子部品に係り、さらに詳しくは、静電容量特性をほとんど損なうことなく機械的強度を向上させた積層電子部品に関する。

電子部品としての積層セラミックコンデンサは、小型、大容量、高信頼性の電子部品として様々な用途に利用されている。従って、積層セラミックコンデンサが使用される温度環境も多岐にわたっている。例えば、自動車のエンジンルーム内に搭載するエンジン電子制御ユニット（ＥＣＵ）、クランク角センサ、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）などの各種電子装置が置かれる温度環境は、−２０℃程度から＋１３０℃程度の広範囲にわたり、各種電子部品に設置される電子部品も広範な温度環境に曝されることとなる。

これらの電子装置に用いられるコンデンサ等の電子部品は、静電容量の温度依存性が、広い範囲において平坦である等の電気的特性に加えて、低温から高温までの繰り返し熱衝撃に耐えうる機械的強度が求められる。

セラミックコンデンサ等の積層電子部品の機械的強度を向上させる従来技術としては、例えば引用文献１に記載されるものが挙げられる。特許文献１に代表されるような従来技術は、セラミックコンデンサの誘電体層内に針状の２次相を形成したものであり、セラミックグレイン間の境界相の強度向上に寄与するものである。

しかしながら従来技術は、積層セラミックコンデンサの機械的強度に重大な影響を及ぼす電極層と誘電体層間の剥離強度の向上にはほとんど寄与せず、その強度向上効果は不十分なものであった。さらに、いたずらに２次相の含有率を増加させると、積層セラミックコンデンサの静電容量等が劣化するという弊害を有している。
特開平８−２２９２９号公報

本発明の目的は、静電容量などの電気的特性をほとんど損なうことがなく、機械的強度を向上させた積層電子部品を提供することである。

上記目的を解決するため、本発明に係る積層電子部品は、
内部電極層と誘電体層とが交互に積層された電子部品であって、
前記誘電体層は針状粒子を有し、
前記針状粒子は対向する前記内部電極層にブリッジをかけるように配置され、
前記針状粒子が、前記対向する前記内部電極層の少なくとも一方の内部電極層に食い込んでいることを特徴とする。

本発明の誘電体層内にある針状粒子は、内部電極層にブリッジをかけるように配置され、前記針状粒子が内部電極層に食い込んでいる。したがって針状粒子が電極層と誘電体層を支持し、特に誘電体層と電極層との境界部で発生する剥離（いわゆるデラミネーション）を防止することができる。また、このような構造を有する針状粒子は、少量であっても効果的に積層電子部品の強度を向上させるため、前記針状粒子の存在によって、積層電子部品の電気的特性をほとんど損なうことがない。

また、例えば本発明に係る積層電子部品において、
前記針状粒子が、前記対向する前記内部電極層の少なくとも一方の内部電極層を貫通してあっても良い。

電極層を貫通した針状粒子は、より強固に電極層と誘電体層を支持するため、さらに積層電子部品の機械的強度を向上させる。

また、例えば本発明に係る積層電子部品において、
前記誘電体層は、少なくともＭｇ酸化物とＳiを含み、
前記誘電体層に含まれるＭｇとＳｉのモル比がＭｇ／Ｓｉ≧２であっても良い。

誘電体層内におけるＭｇとＳｉのモル比をＭｇ／Ｓｉ≧２とすることによって、内部電極層間に確実にブリッジをかけることが可能になり、積層セラミックコンデンサ等の電子部品の電気的特性をほとんど損なわずに、機械的強度を向上させることができる。なお本発明において針状粒子とは、長さ／幅≧２．０である粒子をいうものとする。

発明の実施の形態

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る積層電子部品である積層セラミックコンデンサの断面図、
図２は本発明の実施例１に係る積層セラミックコンデンサの断面図、
図３は本発明の実施例２に係る積層セラミックコンデンサの断面図、
図４は本発明の比較例１に係る積層セラミックコンデンサの断面図、
図５は本発明の比較例２に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。

積層セラミックコンデンサ
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る積層電子部品である積層セラミックコンデンサ１は、誘電体層２と内部電極３とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体１０を有する。このコンデンサ素子本体１０の両端部には、素子本体１０の内部で交互に配置された内部電極層３と各々導通する一対の外部電極４が形成してある。コンデンサ素子本体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。

内部電極層３は、各端面がコンデンサ素子本体１０の対向する２端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極４は、コンデンサ素子本体１０の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層３の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。

誘電体層２
誘電体層２は、好ましくは焼成時に針状結晶８を生成する誘電体磁器組成物を含有する。焼成時に針状結晶８を生成する誘電体磁器組成物としては、例えば、主成分であるＢａＴｉＯ_３と、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯおよびＣｒ_２Ｏ_３から選択される少なくとも１種を含む第１副成分と、ＳｉＯ_２を含むガラス成分、好ましくは、（Ｂａ，Ｃａ）_ｘＳｉＯ_２＋ｘ（ただし、ｘ＝０．８〜１．２）で表される第２副成分と、Ｖ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３およびＷＯ_３から選択される少なくとも１種を含む第３副成分と、を有するものが挙げられる。この誘電体磁器組成物には、針状結晶８を生成させるために、必要に応じて、Ｒ１の酸化物（ただし、Ｒ１はＳｃ，Ｅｒ，Ｔｍ，ＹｂおよびＬｕから選択される少なくとも１種）を含む第４副成分、および／または、Ｒ２の酸化物（ただし、Ｒ２はＹ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、ＧｄおよびＥｕから選択される少なくとも一種）を含む第５副成分が含まれる。

上記組成における主成分であるＢａＴｉＯ_３に対する上記各副成分の比率は、積層セラミックコンデンサに求められる特性に応じて適当な値を取ることができる。一例を挙げれば、ＢａＴｉＯ_３１００モルに対し、
第１副成分：０．１〜３モル、
第２副成分：２〜１０モル、
第３副成分：０．０１〜０．５モル、
第４副成分：０〜７モル（好ましくは０．５〜７モル）、
第５副成分：０〜９モル（好ましくは２〜９モル）
である。また第１副成分としてＭｇＯを選択した場合において、ＭｇとＳｉのモル比をＭｇ／Ｓｉ≧２とすることによって、好ましい誘電体特性を得ることができる。

本明細書では、主成分および各副成分を構成する各酸化物を化学量論組成で表しているが、各酸化物の酸化状態は、化学量論組成から外れるものであってもよい。ただし、各副成分の上記比率は、各副成分を構成する酸化物に含有される金属量から上記化学量論組成の酸化物に換算して求める。

上記各副成分の含有量の限定理由は以下のとおりである。

第１副成分（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯおよびＣｒ_２Ｏ_３）の含有量が少なすぎると、容量温度変化率が大きくなってしまう。一方、含有量が多すぎると、焼結性が悪化する。なお、第１副成分中における各酸化物の構成比率は任意である。

第２副成分［（Ｂａ，Ｃａ）ｘＳｉＯ_２＋ｘ］中のＢａＯおよびＣａＯは第１副成分にも含まれるが、複合酸化物である（Ｂａ，Ｃａ）ｘＳｉＯ_２＋ｘは融点が低いため主成分に対する反応性が良好なので、本発明ではＢａＯおよび／またはＣａＯを上記複合酸化物としても添加する。第２副成分の含有量が少なすぎると、容量温度特性が悪くなり、また、ＩＲ（絶縁抵抗）が低下する。一方、含有量が多すぎると、誘電率の急激な低下が生じてしまう。（Ｂａ，Ｃａ）ｘＳｉＯ_２＋ｘにおけるｘは、好ましくは０．８〜１．２であり、より好ましくは０．９〜１．１である。ｘが小さすぎると、すなわちＳｉＯ_２が多すぎると、主成分のＢａＴｉＯ_３と反応して誘電体特性を悪化させてしまう。一方、ｘが大きすぎると、融点が高くなって焼結性を悪化させるため、好ましくない。なお、第２副成分においてＢａとＣａとの比率は任意であり、一方だけを含有するものであってもよい。

第３副成分（Ｖ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３およびＷＯ_３）は、キュリー温度以上での容量温度特性を平坦化する効果を示す。第３副成分の含有量が少なすぎると、このような効果が不十分となる。一方、含有量が多すぎると、ＩＲが著しく低下する。なお、第３副成分中における各酸化物の構成比率は任意である。

第４副成分（Ｒ１の酸化物）は、キュリー温度を高温側へシフトさせる効果と、容量温度特性を平坦化する効果とを示す。第４副成分の含有量が少なすぎると、このような効果が不十分となり、容量温度特性が悪くなってしまう。一方、含有量が多すぎると、焼結性が悪化する傾向にある。第４副成分のうちでは、特性改善効果が高く、しかも安価であることから、Ｙｂ酸化物が好ましい。

第５副成分（Ｒ２の酸化物）は、第４副成分（Ｒ１の酸化物）と共に添加することで、得られる誘電体磁器組成物の機械的強度が十分に向上する。また、第５副成分は、ＩＲを改善する効果を示し、容量温度特性への悪影響も少ない。ただし、Ｒ２の酸化物の含有量が多すぎると、焼結性が悪化する傾向にある。第５副成分のうちでは、特性改善効果が高く、しかも安価であることから、Ｙ酸化物が好ましい。

第４副成分および第５副成分の合計の含有量は、主成分であるＢａＴｉＯ_３１００モルに対し、好ましくは１３モル以下（ただし、第４副成分および第５副成分のモル数は、Ｒ１およびＲ２単独での比率である）である。焼結性を良好に保つためである。

また、本発明の誘電体磁器組成物には、第６副成分として、さらにＭｎＯが含有されていてもよい。この第６副成分は、焼結を促進する効果と、ＩＲを高くする効果とを示す。このような効果を十分に得るためには、ＢａＴｉＯ_３１００モルに対する第６副成分の比率が０．０１モル以上であることが好ましい。ただし、第６副成分の含有量が多すぎると容量温度特性に悪影響を与えるので、好ましくは０．５モル以下とする。

また、本発明の誘電体磁器組成物中には、上記各酸化物のほか、Ａｌ_２Ｏ_３が含まれていてもよい。Ａｌ_２Ｏ_３は容量温度特性にあまり影響を与えず、焼結性、ＩＲを改善する効果を示す。ただし、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると焼結性が悪化してＩＲが低くなるため、Ａｌ_２Ｏ_３は、好ましくは、ＢａＴｉＯ_３１００モルに対して１モル以下、さらに好ましくは、誘電体磁器組成物全体の１モル以下である。

なお、Ｓｒ，ＺｒおよびＳｎの少なくとも１種が、ペロブスカイト構造を構成する主成分中のＢａまたはＴｉを置換していても良い。また特に第１副成分としてＭｇＯを選択した場合において、ＭｇとＳｉのモル比をＭｇ／Ｓｉ≧２とすることによって、好ましい誘電体特性を得ることができる。

ただし、本願発明に用いられる誘電体磁器組成物は上記のものに限られない。

図２に示すように、誘電体層２は、上述したような誘電体磁器組成物で構成される誘電体粒子６と粒界とで主に構成され、針状結晶８も生成される。針状結晶８は、誘電体材料粒子の構成や焼成条件等によって組成が変動し、特に限定されないが、たとえばＢａ_４Ｔｉ_１３Ｏ_３０、Ｂａ_６Ｔｉ_１７Ｏ_４０またはＴｉ成分が多く含まれるＢａ-Ｔｉ-Ｍｇ-Ｎｉ-Ｃｒ相等の析出物であると考えられる。

内部電極層３
内部電極層３に含有される導電材は特に限定されないが、たとえばＮｉまたはＮｉ合金を用いることができる。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ，Ｃｒ，ＣｏおよびＡｌから選択される１種以上の元素とＮｉとの合金が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であることが好ましい。

外部電極４
外部電極４に含有される導電材は特に限定されないが、本発明では安価なＮｉ，Ｃｕや、これらの合金を用いることができる。

外部電極の厚さは用途等に応じて適宜決定されればよいが、通常、１０〜５０μｍ程度であることが好ましい。

積層セラミックコンデンサの製造方法
本発明の一実施形態に係る積層電子部品である積層セラミックコンデンサは、ペースト法を用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷または転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。

誘電体層用ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。

誘電体原料には、上記した酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物から適宜選択し、混合して用いることができる。

有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、アセトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すればよい。

また、誘電体層用ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂などを用いればよい。

内部電極用ペーストは、導電体粒子、あるいは焼成後に導電体粒子となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルを混練して調整する。内部電極用ペーストには、共材粒子をさらに添加することが好ましい。共材粒子としては、誘電体層に含有される組成物と同一または近似する組成物の粉末が用いられる。外部電極用ペーストは、上記した内部電極用ペーストと同様に調整すればよい。共材粒子の粒径としては、特に限定されないが、内部電極層の厚み（ｄ）に対して、３〜３０％の粒径であることが好ましい。共材粒子の添加量は、特に限定されないが、導電帯粒子１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。このように共材粒子の粒径および添加量を制御することで、針状粒子を内部電極層に食い込ませることが容易になる。

上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散材、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されてもよい。これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ましい。

印刷法を用いる場合、誘電体用ペーストおよび内部電極用ペーストを、ＰＥＴ等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグリーンチップとする。

また、シート法を用いる場合、誘電体層用ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内部電極用ペーストを印刷した後、これらを積層してグリーンチップとする。

焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処理を施す。脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極層の導電材にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、特に下記の条件で行うことが好ましい。
昇温速度：５〜３００℃
保持温度：１８０〜４００℃
温度保持時間：０．５〜２４時間
雰囲気：空気中。

グリーンチップ焼成時の雰囲気は、内部電極用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定されればよいが、導電材としてＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、１０^−８〜１０^−１５気圧とすることが好ましい。酸素分圧が前記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼成を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にある。

また、焼成時の保持温度は、好ましくは１０００〜１４００℃、より好ましく１１００〜１３８０℃である。保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分となり、前記範囲を超えると、内部電極層の異常焼結による電極の途切れや、内部電極層構成材料の拡散による容量温度特性の悪化、誘電体磁器組成物の還元が生じやすくなる。

焼成時における上記の保持温度での保持時間は、好ましくは０．５〜１０時間、より好ましくは２〜８時間、さらに好ましくは４〜６時間である。保持時間を上記範囲とすることで、内部電極層の間にブリッジをかけるような針状粒子を生成することができる。

上記条件以外の各種条件は下記から選択することが好ましい。
昇温速度：５０〜５００℃／時間
冷却速度５０〜５００℃／時間
なお、焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲気ガスとしては、例えば、Ｎ_２とＨ_２との混合ガスを加湿して用いることが好ましい。

還元性雰囲気中で焼成した場合、コンデンサ素子本体にはアニールを施すことが好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処理であり、これによりＩＲ寿命を著しく長くすることができるので、信頼性が向上する。

アニール条件は下記から選択することが好ましい。
酸素分圧：１０^−９気圧以上、特に１０^−６〜１０^−９気圧
保持温度：１１００℃以下、特に５００℃〜１１００℃
温度保持時間：０〜２０時間
冷却速度：５０〜５００℃／時間
なお、雰囲気ガスには、加湿したＮ_２ガス等を用いることが好ましい。

脱バインダ処理、焼成およびアニールは、連続して行っても、独立に行ってもよい。

上記のようにして得られたコンデンサ素子本体に、例えばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、外部電極用ペーストを印刷または転写して焼成し、外部電極４を形成する。外部電極用ペーストの焼成条件は、例えば、加湿したＮ_２とＨ_２との混合ガス中で６００〜８００℃にて１０分間〜１時間程度とすることが好ましい。そして、必要に応じ、外部電極４表面に、めっき等により被覆層を形成する。

このようにして製造された本発明の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る積層電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る積層電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、請求項に記載された針状粒子を有する積層電子部品であれば何でも良い。

また本発明では、針状粒子としては、上述した針状結晶８に限らず、その他の非結晶の針状析出物を含む。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

実施例１
（積層型セラミックコンデンサの作製）各実施例および比較例では、誘電体磁器組成物の主成分をＢａＴｉＯ_３とし、第１副成分としてＭｇＯ、第２副成分としてＢａＳｉＯ_３、第３副成分としてＶ_２Ｏ_５、第４副成分としてＹｂ_２Ｏ_３、第５副成分としてＹ_２Ｏ_３を用い、下記の組成量となるように秤量し、ボールミルにて湿式混合し、乾燥させ誘電体材料とした。各成文の比率は、ＢａＴｉＯ_３１００モルに対し、
ＭｇＯ：１．９モル、
ＢａＳｉＯ_３：０．５モル、
Ｖ_２Ｏ_５：０．０８モル、
Ｙｂ_２Ｏ_３：０．２１モル、
Ｙ_２Ｏ_３：０．５４モル
とした。Ｍｇ／Ｓｉは３．８であり、２以上であった。

誘電体用ペーストについては、上記誘電体原料（主成分＋副成分）１００重量部とアクリル樹脂４．８重量部、塩化メチレン４０重量部、酢酸エチル２０重量部、ミネラルスピリット６重量部、アセトン４重量部をボールミルで混合し、ペースト化した。

内部電極用ペーストについては、平均粒子径０．２〜０．８μｍのニッケル粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチレンセルロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に溶解したもの）４０重量部と、ブチルカルビトール１０重量部とを混練しペースト化した。

実施例１では、上記内部電極用ペーストに、粒径約０．１μｍの共材粒子２０重量部をさらに添加した。

上述した誘電体用ペーストを用いてＰＥＴフィルムにグリーンシートを形成し、この上に内部電極用ペーストを印刷した後、ＰＥＴフィルムからグリーンシートを剥離した。こうして得られたグリーンシートを積層し、加圧圧着してグリーンチップを作製した。

このグリーンチップを所定サイズに切断し、脱バインダ処理、焼成、アニールを行って積層セラミック焼成体を得た。各焼成体試料の誘電体層の厚みは約１．５μｍ、内部電極の厚みは１．０μｍであった。

次いで、この積層セラミック焼成体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極用ペーストを端面に転写し、加湿した窒素ガス及び水素ガス雰囲気中において、８００℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層セラミックスコンデンサ試料を得た。

脱バインダ処理は、以下に示す条件で行った。
昇温速度：２０℃／時間、
保持温度：２４０℃、
温度保持時間：６時間、
雰囲気：空気。

焼成は、以下に示す条件で行った。
昇温速度：２００℃／時間、
保持温度：１２５０℃、
温度保持時間：２時間
冷却速度：２００℃／時間、
焼成雰囲気：加湿したＮ_２とＨ_２との混合ガスを使用、
酸素分圧：１０^−１１気圧。

アニールは、以下に示す条件で行った。
保持温度：１０５０℃、
温度保持時間：２時間、
冷却速度：２００℃／時間、
アニール雰囲気：加湿したＮ_２ガスを使用、
酸素分圧：１０^−７気圧。
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、下記の試験を行った。試験結果を表１に示す。

（試験）剥離力については、セラミックコンデンサの積層方向への剥離力を、引張強度試験機にて測定した。表１に示す剥離力の値は、各例に対して１０サンプルの試験を行った平均値である。デラミネーションは、焼上げ素地を研磨して積層状態を目視にて観察し、デラミネーションの有無を確認したものである。デラミネーションの有無の確認は各１００サンプルについて行い、デラミネーションが確認されたサンプル数をカウントした。クラック発生率は、得られた各コンデンサ試料について、焼上げ素地を研磨し、積層状態を目視にて観察し、素地クラックの有無を確認した。素地クラックの有無の確認は、各１００００サンプルについて行った。外観検査の結果、各１００００サンプルに対する、素地クラックが発生したサンプルの割合を算出することにより、クラック発生率を求めた。静電容量は、各１０サンプルに対し、基準温度２５℃でデジタルＬＣＲメータにて、周波数１ｋＨｚ，入力信号レベル（測定電圧）１Ｖｒｍｓの条件下で測定した平均値である。

実施例２
実施例２では、内部電極用ペーストに添加する共材粒子の粒径を、約０．１μｍとし、添加量を０．５重量部に変更し、焼成時間を８時間に変更した以外は実施例１と同様にして、コンデンサを作製し、同様な試験を行った。試験結果を表１に示す。

比較例１
比較例１では、内部電極用ペーストに添加する共材粒子の粒径を、０．２μｍとし、焼成時間を２時間に変更した以外は、実施例１と同様にして、コンデンサを作製し、同様な試験を行った。試験結果を表１に示す。

比較例２
比較例２では、焼成時間を８時間に変更した以外は、比較例１と同様にして、コンデンサを作製し、同様な試験を行った。試験結果を表１に示す。

比較例３
比較例３では、第２副成分であるＭｇＯの添加量を０．８モル、第３副成分であるＢａＳｉＯ_３の添加量を０．５モルにそれぞれ変更し、Ｍｇ／Ｓｉが２未満とした以外は、比較例１と同様にして、コンデンサを作製し、同様な試験を行った。試験結果を表１に示す。

評価
図２は実施例１に係る積層セラミックコンデンサ１の断面図である。図４または図５の比較例に対して誘電体層２内に生成された針状結晶８が大きく成長しており、いくつかの針状結晶８が、対向する内部電極層３にブリッジをかけるように形成されていた。また実施例１では、いくつかの針状結晶８の結晶成長が、内部電極層３の表面で停止せず、内部電極層３に食い込んでいた。ただし、実施例１の針状粒子の結晶成長は、誘電体層２から内部電極層３に食い込んだ状態で停止しており、内部電極層３を貫通するには至っていなかった。

表１に示すように、実施例１の積層セラミックコンデンサ１の機械的強度を表す各指標は、比較例に対して大幅に改善している。特に比較例１に対して、クラック発生率は１／６に減少し、剥離力は２０％程度向上している。またデラミネーションも改善しており、実施例１の積層セラミックコンデンサは、設定した規格を満足した。なお、比較例に対する誘電率の低下もみられなかった。

図３は実施例２に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。実施例１に対して、誘電体層２内に生成された針状結晶８がさらに大きく成長していた。また、いくつかの針状結晶８が、対向する内部電極層３にブリッジをかけるように形成されおり、さらに実施例１と同様に、いくつかの針状結晶８が、内部電極層３に食い込んでいた。そのうえ実施例２におけるいくつかの針状粒子８は、結晶成長が内部電極層３の内部で停止することなく、内部電極層３を貫通していた。

表１に示すように、実施例２の積層セラミックコンデンサ１の機械的強度を表す各指標は、すべての実施例１に対してさらに向上していた。特にクラック発生率とデラミネーションは検出されなかった。剥離強度も実施例１に対してさらに２０％程度改善していた。なお、比較例に対する誘電率の低下もみられなかった。

図４は比較例１に係る積層セラミックコンデンサ１の断面図である。実施例１に比べて誘電体層２内に生成された針状結晶８は小さいが、いくつかの針状結晶８は、対向する内部電極層３にブリッジをかけるように形成されていた。しかし、それらの針状結晶８は、対向する内部電極層３の表面で結晶成長が止まっており、内部電極層３に食い込むには至っていなかった。

表１に示すように、比較例１の積層セラミックコンデンサ１の機械的強度を表す各指標は実施例１または２に対して劣っており、設定した規格を満足できなかった。

図５は比較例２に係る積層セラミックコンデンサ１の断面図である。誘電体層２内に通常の誘電体粒子６に加えて針状結晶８が生成されているが、針状結晶８の成長が足りず、対向する内部電極層３を繋ぐに至っていなかった。

表１に示すように、比較例２の積層セラミックコンデンサ１の機械的強度を表す各指標は、比較例１と同様に、設定した規格を満足できなかった。

比較例３に係る積層セラミックコンデンサ１では、表１に示すように、機械的強度を表す各指標は目標値を満足するものの、静電容量は他の実施例および比較例に対して劣る結果となった。

以上に説明してきたように、本発明によれば、静電容量などの電気的特性をほとんど損なうことがなく、機械的強度を向上させた積層電子部品を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る積層電子部品である積層セラミックコンデンサの断面図である。図２は本発明の実施例１に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。図３は本発明の実施例２に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。図４は本発明の比較例１に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。図５は本発明の比較例２に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。

符号の説明

２… 誘電体層
３… 内部電極層
６… 誘電体粒子
８… 針状結晶

Claims

内部電極層と誘電体層とが交互に積層された電子部品であって、
前記誘電体層は誘電体磁気組成物で構成される誘電体粒子と、前記誘電体磁気組成物からの針状析出物である針状粒子を有し、
前記針状粒子は対向する前記内部電極層にブリッジをかけるように配置され、
前記針状粒子が、前記対向する前記内部電極層の少なくとも一方の内部電極層に食い込んでおり、
前記誘電体層は、少なくともＭｇ酸化物とＳiを含み、
前記誘電体層に含まれるＭｇとＳｉのモル比がＭｇ／Ｓｉ≧２であることを特徴とする積層電子部品。
前記針状粒子が、前記対向する前記内部電極層の少なくとも一方の内部電極層を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品。