JP2000277368A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Abstract
度分布、比表面積を制御することにより、構造欠陥がな
く、ショート率の低い高信頼性の積層セラミックコンデ
ンサを提供する。 【解決手段】 内部電極を挟む有効層に用いるセラミッ
クグリーンシートとして、レーザー回折方式等の粒度分
布計で測定された50%累積度数分布粒子径(D50)
で表される平均粒径が、有効層厚みの1/5以下の大き
さで成る誘電体粉末で構成されたものを用いることによ
り焼成時のグレインの成長を抑制し、均一な焼結体とす
ることができ、有効層を薄膜化してもショート不良やク
ラック、デラミネーション等の構造欠陥の少ない信頼性
の高い積層セラミックコンデンサを得ることができる。
Description
クグリーンシートが交互に積層された積層セラミックコ
ンデンサに関する。
とセラミックグリーンシートを交互に複数枚積層した積
層体を所定形状に切断した後一体焼成されて構成されて
いる。この積層体の構成において、近年、携帯電話、パ
ーソナルコンピュータ等の普及に伴い、積層セラミック
コンデンサは大容量化、小型化の需要が高まってきてお
り、より一層有効層部分の薄膜化、高積層化が進んでい
る。
の薄膜化、高積層化が行われると、有効層間にボイド、
ポア等の欠陥の比率が高くなってしまい電極間のショー
ト不良が多くなり、良品歩留まりの低下を招く。また、
耐電圧性が低くなることから、信頼性の確保が困難にな
ってしまう等の問題があった。そこでこれらの課題を克
服するため、一般に用いる原料をできるだけ微紛化する
必要がある。このとき、単に何の制御もされない微紛原
料は、高積層体を形成し焼成する際、バインダー除去が
不十分と成り、内部歪が生じ易く、クラック、デラミネ
ーション等の構造欠陥が発生しやすいという問題があっ
た。
ト不良やクラック、デラミネーション等の構造欠陥の少
ない信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供する
ことを目的とする。
に本発明の積層セラミックコンデンサは、内部電極を挟
む有効層に用いるセラミックグリーンシートとして、レ
ーザー回折方式等の粒度分布計で測定された50%累積
度数分布粒子径(D50)で表される平均粒径が有効層
厚みの1/5以下の大きさで成る誘電体粉末で構成した
ものである。
化、高積層化してもショート不良やクラック、デラミネ
ーション等の構造欠陥の少ない信頼性の高い積層セラミ
ックコンデンサを得ることができる。
は、内部電極を挟む有効層に用いるセラミックグリーン
シートとして、レーザー回折方式等の粒度分布計で測定
された50%累積度数分布粒子径(D50)で表される
平均粒径が、有効層厚みの1/5以下の大きさで成る誘
電体粉末で構成されたものを用いた積層セラミックコン
デンサで有り、誘電体粉末の平均粒径を有効層厚みの1
/5以下の大きさの粉体を用いることにより、焼成時の
グレインの成長を抑制し均一な焼結体とすることがで
き、有効層を薄膜化してもショート不良やクラック、デ
ラミネーション等の構造欠陥の少ない信頼性の高い積層
セラミックコンデンサを得ることができる。
に用いるセラミックグリーンシートが、レーザー回折方
式等の粒度分布計で測定された10%累積度数分布粒子
径(D10)、50%累積度数分布粒子径(D50)、
90%累積度数分布粒子径(D90)の比率においてD
10/D50が0.5以上、D90/D50が1.45
以下の粒度分布をもつ誘電体粉末で構成されたものを用
いた請求項1に記載の積層セラミックコンデンサであ
り、これにより、有効層グリーンシート中の粉体の充填
性が良好となり、均一な焼結が得られるため有効層を薄
膜化しても、焼結体中のボイド、ポア等の欠陥の発生を
抑えることが可能となり、ショートやクラック等の構造
欠陥が少なく信頼性の高い積層セラミックコンデンサを
得ることができる。
に用いるセラミックグリーンシートが、比表面積測定値
が50%累積度数分布粒子径を用いて計算される理論比
表面積値の3.0倍以下の誘電体粉末で構成されたもの
を用いた請求項1または2に記載の積層セラミックコン
デンサであり、これにより充填性が良好となり、有効層
を薄膜化しても焼結体中のボイド、ポア等の欠陥の発生
を抑制することが可能となり、ショートやクラック等の
構造欠陥が少なく信頼性の高い積層セラミックコンデン
サを得ることができる。
る。
BaTiO3を主成分として95%以上含む組成の原料
を所定の組成で秤量配合し、これらの出発原料に対して
純水を加え、イットリア部分安定化ZrO2ボールを媒
体としてボールミルで17時間湿式混合粉砕を行った
後、脱水乾燥する。この脱水した混合材料を解砕し、3
2メッシュ篩を全通させた後、アルミナ質の坩堝に入
れ、1050℃の温度で2時間保持し仮焼した。
ットミルと呼ばれる高圧ポンプを利用しダイアモンドノ
ズル中で粉砕される粉砕機(以降湿式ジェットミルと呼
ぶ)、ならびにボールミル等を用い(表1)に示す紛体
特性となるように粉砕し、その後、これらの粉砕したス
ラリーを脱水乾燥した後、32メッシュ篩を全通させ誘
電体材料を作製した。このときの(表1)に示す粒度分
布の値は、レーザー回折方式の粒度分布計を測定して得
られた値である。作製した各誘電体材料にバインダーと
してポリビニルブチラール樹脂、溶剤として酢酸nブチ
ル、可塑材としてフタル酸ジブチルを加え、イットリア
部分安定化ZrO2ボールと共にボールミルで72時間
混合しスラリーを作製した。
法を用いてポリエステル上に成形し、誘電体セラミック
グリーンシート(以降グリーンシートと称する)を(表
1)に示す厚みに作製した。
面にNiを主成分とする内部電極ペーストをスクリーン
で印刷し、乾燥を行った。このNi内部電極ペーストを
印刷したグリーンシートを、公知の積層セラミックコン
デンサ製造方法に従って100枚積み重ねて熱圧着し、
グリーン積層体を形成した後、3.3mm×1.7mm
の形状に切断し積層セラミックコンデンサのグリーンチ
ップ(以降グリーンチップと称する)を得た。
と混ぜ合わせアルミナ質のさやに入れ、400℃の温度
で12時間窒素混合空気雰囲気中でバインダー除去を行
った後、引続き窒素、水素の混合グリーンガスを用い、
酸素濃度が調整されNiが酸化されない還元性雰囲気中
で1310℃で2時間保持し焼結を行った。その後、降
温冷却過程の900℃の温度で、窒素、水素、酸素で調
整された雰囲気で1時間保持し焼結体の再酸化を行った
後、室温まで冷却し積層セラミックコンデンサの焼結体
を作製した。
の焼結体をバレル研磨したあと、焼結体の端面に露出し
た内部電極と電気的に接続するように、焼結体端面にC
uを主成分とする外部電極ペーストの塗布を行い、窒素
と水素の混合グリーンガスで酸素濃度を調整した雰囲気
中において、850℃で15分間焼き付けを行い外部電
極を形成した。
を用いてニッケル膜、さらにニッケル膜の表面に半田膜
を形成し積層セラミックコンデンサを完成した。
のショート率を測定し、また、加速寿命試験として12
5℃の温度下で、所定の電圧を250時間連続印加した
後の絶縁抵抗劣化状況(IRが1×107Ω以下に劣化
したものを不良としてカウントした)を測定し(表2)
に示した。
で表される平均粒径が有効層厚みの1/5以下で作製さ
れた有効層を用いたものはショート率も少なく寿命特性
も優れている。これに対して、平均粒径が有効層の1/
5を超えるものは、焼結性が均一ではなく、焼成後のシ
ョート率が高く寿命特性も劣る。これは、粒子径が有効
層厚みに対して大きすぎるため、焼成時の反応が均一で
はなく、その結果、ボイド、ポア等の発生が多くなるた
めである。尚、誘電体粉末の径の調整の仕方は、本実施
の形態に限られるものではなく、他の方法でも本発明の
請求項1に記載した紛体の条件を満たしていれば同様な
結果が得られるものである。
発原料として、BaTiO3を主成分として95%以上
含む組成の原料を所定の組成で秤量配合し、これらの出
発原料に対して純水を加え、イットリア部分安定化Zr
O2ボールを媒体としてボールミルで17時間湿式混合
粉砕を行った後、脱水乾燥する。この脱水した混合材料
を解砕し、32メッシュ篩を全通させた後、アルミナ質
の坩堝に入れ、1050℃の温度で2時間保持し仮焼し
た。
化ジルコニアボールを媒体としたボールミルおよび湿式
ジェットミルを用い(表3)の紛体特性となるように粉
砕し紛体を作製した。(このときの粒度分布は実施の形
態1と同様、レーザー回折方式の粒度分布計を用いて測
定した。)この紛体を実施の形態1と同条件で積層チッ
プコンデンサを積層し焼成した。尚、有効層は、5μ×
150層とした。
し、クラックの発生の有無を評価した。また、エポキシ
樹脂中に素子を埋め込み研磨後、デラミネーションの発
生を評価した。これらの結果を(表4)に示した。
0/D50,D90/D50がそれぞれ0.5以上、D
90/D50が1.45以下であり、比表面積測定値
(BET値)がD50の値を元に一つ一つの粉を真球と
して計算値から求められる理論比表面積値(理論BET
値)の3倍以下のものは、クリック、デラミネーション
の発生がなく、構造欠陥のない優れた積層セラミックコ
ンデンサが得られた。これに対して、D10/D50が
0.5未満、D90/D50が1.5を超えるもの、比
表面積測定値(BET値)が理論比表面積値(理論BE
T値)の3倍を超えるものは、紛体形状のばらつきが大
きすぎることからセラミックグリーンシート中の紛体の
充填性が不均一であり、そのため積層時に内部歪が大き
く、セラミックの焼結が不均一になり、デラミネーショ
ン、クラック等の構造欠陥を発生した。
D50,D90/D50を制御し、BET値の増大を防
ぐことによりショートやクラック等の構造欠陥の発生を
防ぐことができた。
ックグリーンシートにレーザー回折方式等の粒度分布計
で測定された50%累積度数分布粒子径(D50)で表
される平均粒径が、有効層厚みの1/5以下の大きさで
成る誘電体粉末で構成されたものを用いることにより、
焼成時のグレインの成長を抑制し均一な焼結体とするこ
とができ、有効層を薄膜化してもショート不良やクラッ
ク、デラミネーション等の構造欠陥の少ない信頼性の高
い積層セラミックコンデンサを得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 内部電極を挟む有効層に用いるセラミッ
クグリーンシートとして、レーザー回折方式等の粒度分
布計で測定された50%累積度数分布粒子径(D50)
で表される平均粒径が有効層厚みの1/5以下の大きさ
で成る誘電体粉末で構成されたものを用いた積層セラミ
ックコンデンサ。 - 【請求項2】 有効層に用いるセラミックグリーンシー
トが、レーザー回折方式等の粒度分布計で測定された1
0%累積度数分布粒子径(D10)、50%累積度数分
布粒子径(D50)、90%累積度数分布粒子径(D9
0)の比率においてD10/D50が0.5以上、D9
0/D50が1.45以下の粒度分布をもつ誘電体粉末
で構成されたものを用いた請求項1に記載の積層セラミ
ックコンデンサ。 - 【請求項3】 有効層に用いるセラミックグリーンシー
トが、比表面積測定値が50%累積度数分布粒子径を用
いて計算される理論比表面積値の3.0倍以下の誘電体
粉末で構成されたものを用いた請求項1または2に記載
の積層セラミックコンデンサ。
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JP11077411A JP2000277368A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 積層セラミックコンデンサ |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2000277368A (ja) |
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1999
- 1999-03-23 JP JP11077411A patent/JP2000277368A/ja active Pending
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