JP2002057060A - 積層セラミックコンデンサおよびそれに用いる内部電極ペースト - Google Patents

積層セラミックコンデンサおよびそれに用いる内部電極ペースト

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層セラミックコンデンサの製造時に内部欠
陥が生じにくい内部電極ペーストと、それを用いた積層
セラミックコンデンサを得る。 【解決手段】 積層セラミックコンデンサ10の基体1
6を構成する誘電体セラミック層12と内部電極14と
を得るために、誘電体材料と内部電極ペーストとを準備
する。内部電極ペーストには、導電性粉末と、その5〜
20重量%のセラミック粉末とが用いられる。セラミッ
ク粉末の収縮開始温度は、誘電体材料の収縮開始温度に
対して+50℃〜+100℃の範囲である。完成した積
層セラミックコンデンサ10の内部電極14には、内部
電極ペーストに添加したセラミック粉末と同じ組成のも
のが確認される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は積層セラミックコ
ンデンサおよびそれに用いる内部電極ペーストに関し、
特にたとえば、誘電体セラミック層と内部電極とが複数
積層された積層セラミックコンデンサと、それを製造す
るときに用いられる内部電極ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】積層セラミックコンデンサを製造する場
合、誘電体セラミック材料を用いてセラミックグリーン
シートを作製し、セラミックグリーンシート上に内部電
極ペーストを印刷して積層し、得られた積層体が焼成さ
れる。しかしながら、誘電体セラミック層部分と内部電
極部分とでは、焼成時における収縮開始温度が異なる
と、デラミネーションなどの内部欠陥や、内部電極のカ
バレッジ低下、およびそれに起因する静電容量値の低
下、直列等価抵抗値の増大などの問題が発生しやすい。
【0003】そこで、誘電体セラミック層に用いるセラ
ミック粉末を内部電極ペースト中に添加することで、内
部電極部分と誘電体セラミック層部分との収縮開始温度
の差を小さくし、上述のような問題の低減を図ってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内部電
極ペーストに前記セラミック粉末を単に添加しても、誘
電体セラミック層部分と内部電極部分との収縮開始温度
差が±50℃以内という値を得ることができず、問題点
の完全な解決には至っていなかった。
【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、積
層セラミックコンデンサの製造時に内部欠陥が生じにく
い内部電極ペーストを提供することである。また、この
発明の目的は、このような内部電極ペーストを用いるこ
とにより、内部欠陥の少ない積層セラミックコンデンサ
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、誘電体セラ
ミック層と内部電極とが積層された積層セラミックコン
デンサの内部電極を形成するために用いられる内部電極
ペーストであって、導電性粉末、有機ビヒクルおよび少
なくとも1種のセラミック粉末を含み、セラミック粉末
の収縮開始温度が誘電体セラミック層の材料の収縮開始
温度に比べて+50℃〜+100℃の範囲としたもので
ある。このような内部電極ペーストにおいて、セラミッ
ク粉末が導電性粉末の表面にコーティングされた構造と
することができる。また、セラミック粉末の添加量は、
導電性粉末に対して5〜20重量%の範囲にあることが
好ましい。さらに、この発明は、上述のいずれかに記載
の内部電極ペーストを用いた積層セラミックコンデンサ
であって、内部電極中にセラミック粉末が含まれた積層
セラミックコンデンサである。
【0007】内部電極ペーストに添加されるセラミック
粉末の収縮開始温度が、誘電体セラミック層の材料の収
縮開始温度に比べて+50℃〜+100℃の範囲にある
場合に、誘電体セラミック層部分と内部電極部分の収縮
開始温度の差が±50℃以内となることを見出した。そ
れにより、積層体の焼成によって発生する内部欠陥を防
止することができる。セラミック粉末の添加方法とし
て、たとえば内部電極ペーストに含まれる導電性粉末の
表面にコーティングするように添加することができる。
また、セラミック粉末の添加量は、導電性粉末に対して
5〜20重量%の範囲とすることにより、誘電体セラミ
ック層部分と内部電極部分との収縮開始温度の差が小さ
くなり、内部欠陥の少ない積層セラミックコンデンサを
得ることができる。このような内部電極ペーストを用い
て製造した積層セラミックコンデンサは、内部欠陥の少
ないものであり、得られた内部電極にはセラミック粉末
の存在が認められるものである。
【0008】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の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0009】
【発明の実施の形態】積層セラミックコンデンサを作製
するために、誘電体セラミック層を得るための誘電体材
料が準備される。誘電体材料としては、たとえばCaZ
rO3 系誘電体材料やBaTiO3 系誘電体材料などが
用いられる。このような誘電体材料および溶剤、バイン
ダなどを調合して、ドクターブレード法などにより、セ
ラミックグリーンシートが作製される。
【0010】一方、内部電極材料として、たとえばNi
金属粉末などの導電性粉末が準備される。このような導
電性粉末にバインダ、溶剤などが添加され、上述の誘電
体材料を含むセラミック粉末が添加されて内部電極ペー
ストが作製される。誘電体材料の添加量は、導電性粉末
に対して5〜20重量%の範囲である。内部電極ペース
トに添加されるセラミック粉末の収縮開始温度は、誘電
体セラミック層部分の収縮開始温度に比べて+50℃〜
+100℃の範囲にあるものである。
【0011】得られた内部電極ペーストをセラミックグ
リーンシートに印刷し、打ち抜き、積み重ね、カットを
行って、グリーンチップが得られる。このグリーンチッ
プが還元雰囲気中で焼成され、外部電極ペーストの塗
布、焼き付け、めっきが行われて、積層セラミックコン
デンサが得られる。
【0012】このようにして得られた積層セラミックコ
ンデンサ10は、図1に示すように、複数の誘電体セラ
ミック層12と内部電極14とが積層された基体16を
含む。内部電極14の隣接するものが、基体16の対向
する端面に引き出され、その端面に外部電極18が形成
されている。この積層セラミックコンデンサ10では、
内部電極ペーストにセラミック粉末が添加されているた
め、完成した積層セラミックコンデンサ10の内部電極
14を分析すると、添加されたセラミック粉末と同じ組
成のものが認められる。
【0013】このように、誘電体セラミック層の材料の
収縮開始温度に比べて+50℃〜+100℃の範囲にあ
るセラミック粉末を内部電極ペーストに添加することに
より、内部電極部分の収縮開始温度と誘電体セラミック
層部分の収縮開始温度との差を±50℃以内にすること
ができ、グリーンチップを焼成したとき内部欠陥が発生
しにくい。そのため、このような内部欠陥に起因する静
電容量値の低下や、直列等価抵抗値の増大などの問題を
回避することができる。
【0014】また、内部電極ペーストへのセラミック粉
末の添加量としては、内部電極ペーストに含まれる導電
性粉末に対して5〜20重量%の範囲にあることが好ま
しい。この範囲内でセラミック粉末を添加することによ
り、誘電体セラミック層部分と内部電極部分との収縮開
始温度の差を±50℃以内とすることができ、良好な特
性を有する積層セラミックコンデンサを得ることができ
る。なお、内部電極ペーストにセラミック粉末を添加す
る際に、単に添加するだけでなく、導電性粉末をセラミ
ック粉末でコーティングするようにしてもよい。
【0015】
【実施例】(実施例1)誘電体セラミック層の材料とし
て、CaZrO3 ,SiO2 ,MnCO3 ,SrTiO
3 を準備した。これらの材料を溶剤およびバインダなど
で調合し、ドクターブレード法で、約5μmの厚みのセ
ラミックグリーンシートを作製した。また、内部電極用
の材料として、Ni金属粉末、バインダ、溶剤、セラミ
ック粉末を準備した。セラミック粉末としては、CaZ
rO3 およびSiO2 を準備し、Ni金属粉末に対して
15重量%となるように秤量した。これらの材料を調合
して、内部電極ペーストを作製した。このとき、SiO
2 の添加量の比を調整することにより、セラミック粉末
の焼結開始温度の調整を行い、複数の焼結開始温度を有
する内部電極ペーストを作製した。
【0016】これらの内部電極ペーストをセラミックグ
リーンシートに印刷し、打ち抜き、積み重ね、カットを
行い、グリーンチップを得た。なお、内部電極ペースト
を印刷したセラミックグリーンシートの積層枚数は10
0枚である。得られたグリーンチップを還元雰囲気中で
焼成し、外部電極ペースト塗布、焼き付け、めっきを行
って、積層セラミックコンデンサを得た。得られた積層
セラミックコンデンサについて、静電容量値およびPD
A研磨による焼成後の内部欠陥発生率を調べた。そし
て、その結果を表1に示した。
【0017】
【表1】
【0018】表1から、内部電極ペーストに添加される
セラミック粉末の収縮開始温度と誘電体セラミック層の
材料の収縮開始温度との差が50℃未満であると、内部
欠陥が発生しており、コンデンサとして使用することが
できない。一方、内部電極ペーストに添加されるセラミ
ック粉末の収縮開始温度と誘電体セラミック層の材料の
収縮開始温度との差が100℃を超えると、内部欠陥は
発生していないが、静電容量値の低下が確認される。こ
れは、セラミック粉末が内部電極の焼結性に影響を及ぼ
しているためであると考えられる。それに対して、この
発明の範囲内の収縮開始温度を有するセラミック粉末を
用いた内部電極ペーストを使用した場合、誘電体セラミ
ック層部分と内部電極部分との収縮開始温度の差が±5
0℃以内となり、内部欠陥の発生は認められず、静電容
量値も大きいものであった。さらに、積層セラミックコ
ンデンサのDPA断面の内部電極部分をエネルギー分散
形X線分析法にて分析を行ったところ、添加したセラミ
ック粉末と同じ組成のものが確認された。
【0019】(実施例2)誘電体セラミック層の材料と
の収縮開始温度差が+75℃のセラミック粉末を添加し
た内部電極ペーストを用いて、グリーンチップを作製
し、これを用いて積層セラミックコンデンサを作製し
た。セラミック粉末の添加量は、表2に示す通りであ
る。そして、静電容量値と内部欠陥発生率を調べ、その
結果を表2に示した。
【0020】
【表2】
【0021】表2から、内部電極ペーストにセラミック
粉末を添加しない場合、内部欠陥が多く発生しているこ
とがわかる。また、セラミック粉末の添加量が内部電極
ペーストに含まれる金属粉末に対して25重量%になる
と、静電容量値の低下が観測される。これは、セラミッ
ク粉末が内部電極の焼結性に影響を及ぼしているためで
あると考えられる。それに対して、セラミック粉末の添
加量が内部電極ペーストに含まれる金属粉末に対して5
〜20重量%の範囲内にある場合、内部欠陥の発生は認
められず、静電容量値も大きいものであった。
【0022】このように、内部電極ペーストにセラミッ
ク粉末を添加することにより、内部欠陥がなく、良好な
特性を有する積層セラミックコンデンサを得ることがで
きる。このような効果は、CaZrO3 系セラミック誘
電体を用いた積層セラミックコンデンサに限らず、Ba
TiO3 系セラミック誘電体を用いた積層セラミックコ
ンデンサにおいても得ることができる。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、セラミック粉末を含
む内部電極ペーストを用いることにより、内部欠陥の少
ない積層セラミックコンデンサを得ることができる。ま
た、内部欠陥が少ないため、内部欠陥に起因する静電容
量値の低下や直列等価抵抗値の増大などを抑えることが
できる。このような内部電極ペーストを用いた積層セラ
ミックコンデンサにおいては、内部電極ペーストに添加
されたセラミック粉末と同じ組成のものが、完成品の内
部電極にも認められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の内部電極ペーストが用いられる積層
セラミックコンデンサの一例を示す図解図である。
【符号の説明】
10 積層セラミックコンデンサ 12 誘電体セラミック層 14 内部電極 16 基体 18 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 孝夫 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 5E001 AB03 AC09 AH01 AJ01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体セラミック層と内部電極とが積層
    された積層セラミックコンデンサの前記内部電極を形成
    するために用いられる内部電極ペーストであって、 導電性粉末、有機ビヒクルおよび少なくとも1種のセラ
    ミック粉末を含み、前記セラミック粉末の収縮開始温度
    が前記誘電体セラミック層の材料の収縮開始温度に比べ
    て+50℃〜+100℃の範囲にある、内部電極ペース
    ト。
  2. 【請求項2】 前記セラミック粉末が前記導電性粉末の
    表面にコーティングされた、請求項1に記載の内部電極
    ペースト。
  3. 【請求項3】 前記セラミック粉末の添加量は、前記導
    電性粉末に対して5〜20重量%の範囲にある、請求項
    1または請求項2に記載の内部電極ペースト。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の内部電極ペーストを用いた積層セラミックコンデン
    サであって、 内部電極中に前記セラミック粉末が含まれる、積層セラ
    ミックコンデンサ。
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