JP2006117483A - Method for producing dielectric ceramic composition, and electronic component and multilayer ceramic capacitor - Google Patents

Method for producing dielectric ceramic composition, and electronic component and multilayer ceramic capacitor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a dielectric ceramic composition composed of fine particles and used for a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor, which has good electric properties (e.g. high dielectric constant, CR product, IR life, etc.) and temperature characteristics (e.g. satisfying X5R or the like). <P>SOLUTION: This method for producing the dielectric ceramic composition comprising barium titanate, a glass component and an additive component is characterized by using a barium titanate raw material in which a (111) plane diffraction peak is observed in an X-ray diffraction using Cu-Kα beam as the X-ray source, and the half-value width of the diffraction peak is controlled to be 0.2° or less. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサなどの電子部品の誘電体層などとして用いられる誘電体磁器組成物の製造方法と、該方法により製造される誘電体磁器組成物と、該誘電体磁器組成物を誘電体層として用いる積層セラミックコンデンサなどの電子部品とに、関する。   The present invention relates to a method for producing a dielectric ceramic composition used as a dielectric layer of an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a dielectric ceramic composition produced by the method, and a dielectric ceramic composition comprising the dielectric ceramic composition. The present invention relates to an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor used as a body layer.

電子部品の一例である積層セラミックコンデンサは、近年、ますます小型大容量化が進んでおり、その取得容量を大きくするためには、積層セラミックコンデンサにおける1層あたりの誘電体層を薄層化することが求められる。   In recent years, multilayer ceramic capacitors, which are examples of electronic components, have been increasingly reduced in size and capacity, and in order to increase the obtained capacity, the dielectric layer per layer in the multilayer ceramic capacitor is made thinner. Is required.

しかしながら、何らの方策を講じることなしに誘電体層を薄層化していくと、電界強度の増加に伴って積層セラミックコンデンサの信頼性が低下し、またショート不良が多発するため、歩留まりが悪くなる傾向がある。   However, if the dielectric layer is thinned without taking any measures, the reliability of the multilayer ceramic capacitor decreases as the electric field strength increases, and the short circuit occurs frequently, resulting in poor yield. Tend.

こうした問題を解決する一つとして、誘電体層を構成する誘電体粒子(グレイン)を微細化する方法が考えられる。誘電体層は、誘電体粒子と粒界とで構成されているから、誘電体粒子のサイズが大きいと、おのずと薄層化に限界が出てくるからである。その一方で、誘電体粒子の微細化が図れても、誘電率などの電気特性が悪ければ、電子部品市場からの要求に応えることはできない。   As one solution to such a problem, a method of miniaturizing the dielectric particles (grains) constituting the dielectric layer can be considered. This is because the dielectric layer is composed of dielectric particles and grain boundaries, so that if the size of the dielectric particles is large, there is a limit to the reduction in thickness. On the other hand, even if the dielectric particles are miniaturized, if the electrical characteristics such as the dielectric constant are poor, the demand from the electronic component market cannot be met.

従って、誘電体粒子を単に微細化するだけでなく、微細化した際においても、良好な電気特性(例えば高い誘電率や静電容量の温度特性など)を維持することが必要である。   Therefore, it is necessary to maintain good electrical characteristics (for example, high dielectric constant, capacitance temperature characteristics, etc.) when the dielectric particles are not only miniaturized but also miniaturized.

ところで、積層セラミックコンデンサは、通常、内部電極層用のペーストと誘電体層用のペーストとを、シート法や印刷法等により積層し、一体同時焼成して製造される。内部電極層の導電材には、比較的安価なNiやNi合金等の卑金属が使用されている。内部電極層の導電材として卑金属を用いる場合、大気中で焼成を行なうと内部電極層が酸化してしまうため、誘電体層と内部電極層との同時焼成を、還元性雰囲気中で行なう必要がある。しかし、還元性雰囲気中で焼成すると、誘電体層が還元され、比抵抗が低くなってしまうため、非還元性の誘電体材料が提案されている。   By the way, a multilayer ceramic capacitor is usually manufactured by laminating a paste for an internal electrode layer and a paste for a dielectric layer by a sheet method, a printing method, or the like and integrally firing them. For the conductive material of the internal electrode layer, a relatively inexpensive base metal such as Ni or Ni alloy is used. When a base metal is used as the conductive material for the internal electrode layer, the internal electrode layer is oxidized when fired in the atmosphere. Therefore, it is necessary to perform simultaneous firing of the dielectric layer and the internal electrode layer in a reducing atmosphere. is there. However, when fired in a reducing atmosphere, the dielectric layer is reduced and the specific resistance is lowered. Therefore, a non-reducing dielectric material has been proposed.

非還元性の誘電体材料として、現在、EIAJ(日本電子機械工業会規約)で規定するX7R特性(−55℃〜125℃の温度範囲で、25℃を基準に静電容量変化率が±15%以内)やX5R特性(−55℃〜85℃の温度範囲で、25℃を基準に静電容量変化率が±15%以内)、またはJIS規格で規定するB特性(−25〜85℃の温度範囲で、20℃を基準に静電容量変化率が±10%以内)を満足する静電容量の温度安定性の良好なものが主流であり、種々の提案が為されている。   As a non-reducing dielectric material, the current X7R characteristic defined by EIAJ (Japan Electronic Machinery Manufacturers Association) (within a temperature range of −55 ° C. to 125 ° C., the capacitance change rate is ± 15 with respect to 25 ° C.) %) Or X5R characteristics (within a temperature range of −55 ° C. to 85 ° C., the capacitance change rate is within ± 15% based on 25 ° C.), or the B characteristics (−25 to 85 ° C. specified by JIS standards) In the temperature range, those having a satisfactory capacitance temperature stability satisfying a capacitance change rate within ± 10% with respect to 20 ° C. are the mainstream, and various proposals have been made.

非還元性誘電体材料の一つである、チタン酸バリウムを含有する誘電体磁器組成物に関し、例えば、特許文献1では、誘電体粒子の微細化が図られた誘電体磁器組成物を得る方法が提案されている。特許文献1に記載の技術によれば、チタン酸バリウム原料に対して、添加物成分原料としてのMgOを7モル%と非常に多く添加している。MgOを添加することで誘電体粒子の微細化を図るためには極めて有効であると考えられている。   Regarding a dielectric ceramic composition containing barium titanate, which is one of non-reducing dielectric materials, for example, Patent Document 1 discloses a method for obtaining a dielectric ceramic composition in which dielectric particles are miniaturized. Has been proposed. According to the technique described in Patent Document 1, MgO as an additive component raw material is added in an extremely large amount of 7 mol% with respect to the barium titanate raw material. It is considered that the addition of MgO is extremely effective for miniaturization of dielectric particles.

しかしながら、MgOの添加量が多すぎると、温度特性の劣化や絶縁抵抗の低下などの不都合を生じることがあった。   However, if the amount of MgO added is too large, there may be inconveniences such as deterioration of temperature characteristics and reduction of insulation resistance.

従って、MgOなどの誘電体粒子の微細化を促進できる添加物成分原料の添加量をできる限り抑え、上述した各種電気特性を劣化させない技術を開発することが望まれている。
特開2001−316176号公報
Therefore, it is desired to develop a technique that suppresses as much as possible the amount of additive component raw material that can promote the miniaturization of dielectric particles such as MgO and does not deteriorate the various electrical characteristics described above.
JP 2001-316176 A

本発明の目的は、積層セラミックコンデンサの誘電体層として使用し、必要以上に添加物成分を含有せず、微細な粒子から構成され、かつコンデンサを薄層化した場合においても、良好な電気特性(例えば高い誘電率、CR積、IR寿命など)や温度特性(例えばX5Rを満足するなど)を有する誘電体磁器組成物の製造方法と、その製造方法により得られる誘電体磁器組成物と、該誘電体磁器組成物を用いて製造され、良好な電気特性や温度特性を有し、信頼性の高い積層セラミックコンデンサなどの電子部品とを、提供することである。   It is an object of the present invention to use as a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor, which does not contain an additive component more than necessary, is composed of fine particles, and has good electrical characteristics even when the capacitor is thinned. (E.g., high dielectric constant, CR product, IR lifetime, etc.) and a method for producing a dielectric ceramic composition having temperature characteristics (e.g., satisfying X5R), a dielectric ceramic composition obtained by the production method, It is an object of the present invention to provide an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor that is manufactured using a dielectric ceramic composition, has good electrical characteristics and temperature characteristics, and has high reliability.

上記目的を達成するために、本発明によれば、
チタン酸バリウムと、ガラス成分と、添加物成分とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
X線源にCu−Kα線を用いたX線回折において、(111)面の回折ピークが観察され、該回折ピークの半値幅(以下、「△h(111)」と略記することもある)が0.2°以下に制御されたチタン酸バリウム原料を用いて、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention,
A method for producing a dielectric ceramic composition having a barium titanate, a glass component, and an additive component,
In X-ray diffraction using Cu—Kα ray as an X-ray source, a diffraction peak on the (111) plane is observed, and the half width of the diffraction peak (hereinafter sometimes abbreviated as “Δh (111)”) The dielectric ceramic composition is manufactured using a barium titanate raw material having a controlled angle of 0.2 ° or less. A method for manufacturing a dielectric ceramic composition is provided.

好ましくは、前記チタン酸バリウム原料は、窒素吸着法により測定した比表面積(SSA)が10〜50m/gである。 Preferably, the barium titanate material has a specific surface area (SSA) measured by a nitrogen adsorption method of 10 to 50 m 2 / g.

用いるチタン酸バリウム原料のSSAを適正範囲に調整することで、焼成後の誘電体磁器組成物を構成する誘電体粒子の微細化がより一層促進される傾向がある。   By adjusting the SSA of the barium titanate raw material to be used to an appropriate range, there is a tendency that further refinement of the dielectric particles constituting the dielectric ceramic composition after firing is further promoted.

好ましくは、前記添加物成分原料が、少なくともMg化合物を含有し、該Mg化合物をMgOに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、Mg化合物:2モル以下(但し、0モルを除く)である。   Preferably, the additive component raw material contains at least an Mg compound, and when the Mg compound is converted to MgO, the ratio with respect to 100 mol of the barium titanate raw material is Mg compound: 2 mol or less (however, 0 mol Except).

Mg化合物を添加することで誘電体粒子の微細化が図れるものではあるが、上述した特許文献1に記載のように添加物成分としてのMgO添加量が7モル%と多すぎると、誘電体粒子の微細化は図れるものの、温度特性の劣化や絶縁抵抗の低下などの不都合を生じることがある。従って、このような各種電気特性を劣化させない範囲で、MgO添加量を少なくすることが望ましい。   Although it is possible to make the dielectric particles finer by adding the Mg compound, if the MgO addition amount as an additive component is too large as 7 mol% as described in Patent Document 1 described above, the dielectric particles Although miniaturization can be achieved, inconveniences such as deterioration of temperature characteristics and reduction of insulation resistance may occur. Therefore, it is desirable to reduce the amount of MgO added within a range that does not deteriorate such various electrical characteristics.

本発明では、Mg化合物の添加量が少なくても、十二分に誘電体粒子の微細化が図れるものである。しかも添加量を抑えることができるので、電気特性が劣化することもない。   In the present invention, even if the addition amount of the Mg compound is small, the dielectric particles can be sufficiently miniaturized. Moreover, since the addition amount can be suppressed, the electrical characteristics are not deteriorated.

好ましくは、前記添加物成分原料が、さらに、
Mn化合物及びCr化合物の一方又は双方と、
V化合物、W化合物、Ta化合物及びNb化合物から選ばれる1種または2種以上と、
R(但し、Rは、Sc、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選ばれる1種又は2種以上)の化合物とを含有し、
Mn化合物をMnOに、Cr化合物をCrに、V化合物をVに、W化合物をWOに、Ta化合物をTaに、Nb化合物をNbに、Rの化合物をRに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、
Mn化合物+Cr化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
V化合物+W化合物+Ta化合物+Nb化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
Rの化合物:5モル以下(但し、0モルを除く)である。
Preferably, the additive component raw material further includes
One or both of a Mn compound and a Cr compound;
One or more selected from V compounds, W compounds, Ta compounds and Nb compounds;
R (wherein R is one or more selected from Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd and Eu),
Mn compound as MnO, Cr compound as Cr 2 O 3 , V compound as V 2 O 5 , W compound as WO 3 , Ta compound as Ta 2 O 5 , Nb compound as Nb 2 O 5 , R The ratio of the above compound to 100 mol of the barium titanate raw material when converted to R 2 O 3 is
Mn compound + Cr compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
V compound + W compound + Ta compound + Nb compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
R compound: 5 mol or less (excluding 0 mol).

好ましくは、前記ガラス成分原料が、Ba化合物、Ca化合物及びSi化合物を含有し、
Ba化合物をBaOに、Ca化合物をCaOに、Si化合物をSiOに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、
Ba化合物+Ca化合物:0.5〜12モル、
Si化合物:0.5〜12モルである。
Preferably, the glass component raw material contains a Ba compound, a Ca compound and a Si compound,
The Ba compound to BaO, the Ca compound to CaO, the ratio with respect to the barium titanate material 100 mole when converted the Si compound to SiO 2,
Ba compound + Ca compound: 0.5 to 12 mol,
Si compound: 0.5 to 12 mol.

好ましくは、前記ガラス成分原料が、(Ba1−x Ca)SiO(但し、x=0.3〜0.7)である。 Preferably, the glass component raw material is (Ba 1-x Ca x ) SiO 3 (where x = 0.3 to 0.7).

特に好ましい本発明に係る誘電体磁器組成物の製造方法は、上記全ての条件を満足するケースである。   A particularly preferable method for producing a dielectric ceramic composition according to the present invention is a case that satisfies all the above conditions.

本発明によれば、上記いずれかの方法で製造された誘電体磁器組成物が提供される。   According to the present invention, a dielectric ceramic composition produced by any one of the above methods is provided.

本発明に係る電子部品は、上記いずれかの誘電体磁器組成物で構成されている誘電体層を有する。電子部品としては、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ、圧電素子、チップインダクタ、チップバリスタ、チップサーミスタ、チップ抵抗、その他の表面実装(SMD)チップ型電子部品が例示される。   The electronic component according to the present invention has a dielectric layer composed of any one of the above dielectric ceramic compositions. Although it does not specifically limit as an electronic component, A multilayer ceramic capacitor, a piezoelectric element, a chip inductor, a chip varistor, a chip thermistor, a chip resistor, and other surface mount (SMD) chip type electronic components are illustrated.

本発明に係る積層セラミックコンデンサは、上記いずれかの誘電体磁器組成物で構成されている誘電体層と、内部電極層とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体を有する。内部電極層に含まれる導電材としては、特に限定されないが、例えばNiまたはNi合金である。   A multilayer ceramic capacitor according to the present invention has a capacitor element body having a configuration in which dielectric layers composed of any one of the above dielectric ceramic compositions and internal electrode layers are alternately stacked. The conductive material contained in the internal electrode layer is not particularly limited, but is Ni or Ni alloy, for example.

本発明者らは、用いるチタン酸バリウム原料の結晶構造が、焼成後の焼結体の粒径と何らかの関係があるのではないかとの前提の下に実験を進めた結果、(111)面の回折ピークの半値幅の値如何により、焼成後の誘電体磁器組成物を構成する誘電体粒子の微細化が図れたり図れなかったりするとの知見、つまり相関関係があることを見出した。   The present inventors have conducted experiments under the premise that the crystal structure of the barium titanate raw material to be used has some relationship with the grain size of the sintered body after firing. It has been found that there is a correlation, that is, there is a correlation that the dielectric particles constituting the dielectric ceramic composition after firing can be miniaturized or not, depending on the value of the half width of the diffraction peak.

より具体的には、前記回折ピークの半値幅が所定値以下に制御されたチタン酸バリウム原料を用いることにより、その半値幅が特に制御されていないチタン酸バリウム原料を用いた場合と比較して、焼成後の誘電体粒子(グレイン)の微細化を図ることができ(例えば誘電体粒子の平均粒径を0.26μm以下にできる)、ひいては誘電体層の薄層化(例えば誘電体層の一層あたりの厚みを4.5μm以下にできる)に寄与できる。しかも誘電体層を薄層化した場合においても、良好な電気特性(例えば高い誘電率、CR積、IR寿命など)や、良好な温度特性(例えばX5Rを満足する)を有する積層セラミックコンデンサなどの電子部品を得ることができる。   More specifically, by using a barium titanate raw material in which the half width of the diffraction peak is controlled to a predetermined value or less, compared to the case of using a barium titanate raw material whose half width is not particularly controlled. The dielectric particles (grains) after firing can be miniaturized (for example, the average particle diameter of the dielectric particles can be reduced to 0.26 μm or less). As a result, the dielectric layer can be thinned (for example, the dielectric layer The thickness per layer can be 4.5 μm or less). Moreover, even when the dielectric layer is thinned, such as a multilayer ceramic capacitor having good electrical characteristics (for example, high dielectric constant, CR product, IR lifetime, etc.) and good temperature characteristics (for example, satisfying X5R), etc. An electronic component can be obtained.

すなわち、本発明によれば、積層セラミックコンデンサの誘電体層として使用し、必要以上に添加物成分を含有せず、微細な粒子から構成され、かつコンデンサを薄層化した場合においても、良好な電気特性や温度特性を有する誘電体磁器組成物の製造方法と、その製造方法により得られる誘電体磁器組成物と、該誘電体磁器組成物を用いて製造され、良好な電気特性や温度特性を有し、信頼性の高い積層セラミックコンデンサなどの電子部品とを、提供することができる。   That is, according to the present invention, it is used as a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor, does not contain an additive component more than necessary, is composed of fine particles, and is excellent even when the capacitor is thinned. A method for producing a dielectric ceramic composition having electrical characteristics and temperature characteristics, a dielectric ceramic composition obtained by the production method, and a dielectric ceramic composition produced using the dielectric ceramic composition, having good electrical characteristics and temperature characteristics. It is possible to provide a highly reliable electronic component such as a multilayer ceramic capacitor.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図、図2は図1に示す誘電体層2の要部拡大断面図、図3は実施例1における試料1〜6で用いたチタン酸バリウム原料の、回折角2θ=38.5〜39.5°でのX線回折チャート、である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the dielectric layer 2 shown in FIG. 3 is an X-ray diffraction chart of a barium titanate raw material at a diffraction angle 2θ = 38.5 to 39.5 °.

本発明に係る誘電体磁器組成物の製造方法について説明する前に、まず、電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサについて説明する。   Before describing the method for producing a dielectric ceramic composition according to the present invention, first, a multilayer ceramic capacitor as an example of an electronic component will be described.

積層セラミックコンデンサ
図1に示すように、本発明の電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と内部電極層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の両側端部には、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。内部電極層3は、各側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。
Multilayer Ceramic Capacitor As shown in FIG. 1, a multilayer ceramic capacitor 1 as an example of an electronic component of the present invention has a capacitor element body 10 having a configuration in which dielectric layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately stacked. A pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the capacitor element body 10 so as to be electrically connected to the internal electrode layers 3 arranged alternately in the element body 10. The internal electrode layers 3 are laminated such that the side end faces are alternately exposed on the surfaces of the two opposite ends of the capacitor element body 10.

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。   The pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the capacitor element body 10 and are connected to the exposed end surfaces of the alternately arranged internal electrode layers 3 to constitute a capacitor circuit.

コンデンサ素子本体10の外形や寸法には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定することができ、通常、外形はほぼ直方体形状とし、寸法は通常、縦(0.4〜5.6mm)×横(0.2〜5.0mm)×高さ(0.2〜1.9mm)程度とすることができる。   The outer shape and dimensions of the capacitor element body 10 are not particularly limited and can be appropriately set according to the application. Usually, the outer shape is substantially a rectangular parallelepiped shape, and the dimensions are usually vertical (0.4 to 5.6 mm) × It can be about horizontal (0.2-5.0 mm) × height (0.2-1.9 mm).

誘電体層2は、本発明の製造方法により得られる誘電体磁器組成物を含有する。本発明の製造方法により得られる誘電体磁器組成物は、チタン酸バリウムと、ガラス成分と、添加物成分とを有する。   The dielectric layer 2 contains a dielectric ceramic composition obtained by the production method of the present invention. The dielectric ceramic composition obtained by the production method of the present invention has barium titanate, a glass component, and an additive component.

チタン酸バリウムは、組成式(BaO)・TiOで表され、前記式中のモル比mが、好ましくは0.990〜1.035である。 Barium titanate is represented by a composition formula (BaO) m · TiO 2 , and the molar ratio m in the formula is preferably 0.990 to 1.035.

ガラス成分は、本実施形態ではBa酸化物、Ca酸化物及びSi酸化物を含有する場合を例示する。好ましくは、前記ガラス成分は、(Ba1−x Ca)SiO(但し、x=0.3〜0.7)で表される。 In this embodiment, the glass component exemplifies a case of containing Ba oxide, Ca oxide, and Si oxide. Preferably, the glass component is represented by (Ba 1-x Ca x ) SiO 3 (where x = 0.3 to 0.7).

添加物成分は、本実施形態では、Ba酸化物と、Mg酸化物と、Mn酸化物及びCr酸化物の一方又は双方と、V酸化物、W酸化物、Ta酸化物及びNb酸化物から選ばれる1種または2種以上と、R(但し、Rは、Sc、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選ばれる1種又は2種以上、好ましくはY、Dy及びHoから選ばれる1種または2種以上)の酸化物とを、含有する場合を例示する。   In this embodiment, the additive component is selected from Ba oxide, Mg oxide, one or both of Mn oxide and Cr oxide, V oxide, W oxide, Ta oxide, and Nb oxide. One or two or more selected from R and R (wherein R is Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd and Eu, preferably Y , One or two or more oxides selected from Dy and Ho).

図2に示すように、本実施形態の誘電体層2を構成する誘電体磁器組成物は、複数の誘電体粒子(グレイン)2aと、隣接する複数の誘電体粒子2a間に形成された粒界相2bとを含んで構成される。   As shown in FIG. 2, the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer 2 of the present embodiment is composed of a plurality of dielectric particles (grains) 2a and grains formed between a plurality of adjacent dielectric particles 2a. It includes the phase 2b.

誘電体粒子2aは、上述したチタン酸バリウムを主成分とする。誘電体粒子2aの平均粒径(=グレインサイズG.S.)は、0.26μm以下、好ましくは0.25μm以下と微細化されている。微細化されることで、CR積や信頼性(IR寿命)が向上する。平均粒径の下限は特に限定されないが、通常0.02μm程度である。   The dielectric particles 2a are mainly composed of the barium titanate described above. The average particle size (= grain size GS) of the dielectric particles 2a is refined to 0.26 μm or less, preferably 0.25 μm or less. By miniaturization, CR product and reliability (IR life) are improved. The lower limit of the average particle diameter is not particularly limited, but is usually about 0.02 μm.

粒界相2bは、誘電体材料(ガラス成分中のSiOの大半、BaO及びCaOの極一部、添加物成分の一部)あるいは内部電極材料を構成する材質の酸化物や、別途添加された材質の酸化物、さらには工程中に不純物として混入する材質の酸化物を成分とし、通常は主としてガラスないしガラス質で構成される。 The grain boundary phase 2b is a dielectric material (most of SiO 2 in the glass component, a very small part of BaO and CaO, a part of the additive component), an oxide of the material constituting the internal electrode material, or added separately. It is composed mainly of glass or vitreous, and it is composed mainly of oxides of the above materials, and oxides of materials mixed as impurities during the process.

なお、チタン酸バリウムに対して添加してあるガラス成分中のSiについては、誘電体粒子2a内へ固溶し難い性質を持っており、焼成の際に、粒界相2bへと押し出され、その大半が粒界相2b中に収まるものと考えられる。本実施形態での粒界相2bには、ガラス成分中のSiがSiOに換算して0.5〜20重量%程度、含有される。 In addition, about Si in the glass component added with respect to barium titanate, it has the property which is hard to be dissolved in the dielectric particle 2a, and is extruded to the grain boundary phase 2b at the time of firing, Most of them are considered to be contained in the grain boundary phase 2b. The grain boundary phase 2b in the present embodiment, Si in the glass component is 0.5 to 20 wt% of in terms of SiO 2, it is contained.

本明細書では、誘電体磁器組成物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、各成分の比率は、各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。   In the present specification, each oxide constituting the dielectric ceramic composition is represented by a stoichiometric composition, but the oxidation state of each oxide may be out of the stoichiometric composition. However, the ratio of each component is determined by converting the amount of metal contained in the oxide constituting each component into the oxide having the above stoichiometric composition.

誘電体層2の積層数や厚み等の諸条件は、目的や用途に応じ適宜決定すればよいが、本実施形態では、一対の内部電極層3に挟まれる誘電体層2の厚みは、4.5μm以下、好ましくは3.0μm以下、より好ましくは2.5μm以下と薄層化されている。本実施形態では、このように誘電体層2の厚みを薄層化したときでも、コンデンサ1の各種電気特性、特に十分な温度特性を保持しつつも、CR積やIR寿命が改善されている。   Various conditions such as the number and thickness of the dielectric layers 2 may be appropriately determined according to the purpose and application. In this embodiment, the thickness of the dielectric layer 2 sandwiched between the pair of internal electrode layers 3 is 4 The thickness is reduced to 0.5 μm or less, preferably 3.0 μm or less, more preferably 2.5 μm or less. In the present embodiment, even when the thickness of the dielectric layer 2 is reduced as described above, the CR product and the IR lifetime are improved while maintaining various electrical characteristics of the capacitor 1, particularly sufficient temperature characteristics. .

内部電極層3は、実質的に電極として作用する卑金属の導電材で構成されることが好ましい。導電材として用いる卑金属としては、Ni又はNi合金が好ましい。Ni合金としては、Mn,Cr,Co,Cu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。なお、NiまたはNi合金中には、P等の各種微量成分が0.1重量%程度以下含まれていてもよい。内部電極層3の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよいが、通常、0.05〜3μm、特に0.1〜2.0μm程度であることが好ましい。   The internal electrode layer 3 is preferably made of a base metal conductive material that substantially functions as an electrode. As the base metal used as the conductive material, Ni or Ni alloy is preferable. As the Ni alloy, an alloy of Ni and one or more elements selected from Mn, Cr, Co, Cu and Al is preferable, and the Ni content in the alloy is preferably 95% by weight or more. In addition, in Ni or Ni alloy, various trace components, such as P, may be contained about 0.1 wt% or less. The thickness of the internal electrode layer 3 may be appropriately determined according to the application and the like, but is usually 0.05 to 3 μm, particularly preferably about 0.1 to 2.0 μm.

外部電極4は、通常Ni,Pd,Ag,Au,Cu,Pt,Rh,Ru,Ir等の少なくとも1種又はそれらの合金で構成される。通常は、Cu,Cu合金、Ni又はNi合金等や、Ag,Ag−Pd合金、In−Ga合金等が使用される。外部電極4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。   The external electrode 4 is usually composed of at least one of Ni, Pd, Ag, Au, Cu, Pt, Rh, Ru, Ir, or an alloy thereof. Usually, Cu, Cu alloy, Ni, Ni alloy, etc., Ag, Ag—Pd alloy, In—Ga alloy, etc. are used. The thickness of the external electrode 4 may be determined as appropriate according to the application and the like, but is usually preferably about 10 to 50 μm.

積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1を製造する方法の一例を説明する。
Method for Manufacturing Multilayer Ceramic Capacitor Next, an example of a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor 1 according to this embodiment will be described.

(1)本実施形態では、焼成後に図1に示す誘電体層2を形成するための焼成前誘電体層を構成することとなる誘電体層用ペーストと、焼成後に図1に示す内部電極層3を形成するための焼成前内部電極層を構成することとなる内部電極層用ペーストを準備する。また、外部電極用ペーストも準備する。   (1) In the present embodiment, the dielectric layer paste that forms the dielectric layer before firing for forming the dielectric layer 2 shown in FIG. 1 after firing, and the internal electrode layer shown in FIG. 1 after firing. The paste for internal electrode layers which will comprise the internal electrode layer before baking for forming 3 is prepared. An external electrode paste is also prepared.

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て調製する。   The dielectric layer paste is prepared by kneading a dielectric material and an organic vehicle.

(1−1)本実施形態で用いる誘電体原料は、上述した誘電体磁器組成物を構成する各原料を所定の組成比で含有する。このため、まずは、上記各原料たるチタン酸バリウム原料と、ガラス成分原料と、添加物成分原料とを準備する。   (1-1) The dielectric material used in the present embodiment contains each material constituting the above-described dielectric ceramic composition in a predetermined composition ratio. For this reason, first, the barium titanate raw material, the glass component raw material, and the additive component raw material, which are the respective raw materials, are prepared.

チタン酸バリウム原料
チタン酸バリウム原料としては、ABOで表されるペロブスカイト型結晶構造を有し、A/B値(組成式ABOにおけるAサイトを構成する成分のモル数を、Bサイトを構成する成分のモル数で除した値)が、好ましくは0.990〜1.035、より好ましくは0.995〜1.02、さらに好ましくは1.000〜1.009であるものが用いられる。
Barium titanate raw material The barium titanate raw material has a perovskite type crystal structure represented by ABO 3 , and has an A / B value (the number of moles of components constituting the A site in the composition formula ABO 3 , constituting the B site) The value divided by the number of moles of the component to be used) is preferably 0.990 to 1.035, more preferably 0.995 to 1.02, and still more preferably 1.000 to 1.009.

A/B値が小さすぎると、粒成長を生じ、高温負荷寿命(IR寿命)が悪化する傾向にあり、A/B値が大きすぎると、焼結性が低下し、焼成が困難になる傾向にある。   If the A / B value is too small, grain growth occurs and the high temperature load life (IR life) tends to deteriorate. If the A / B value is too large, the sinterability tends to decrease and firing becomes difficult. It is in.

A/B値の測定は、ガラスビード法、蛍光X線分析法、ICP法などにより行うことができる。   The A / B value can be measured by a glass bead method, a fluorescent X-ray analysis method, an ICP method, or the like.

ICP(誘導結合プラズマ)法としては、ICP発光分光分析装置を用いたICP発光分光分析法や、ICP質量分析装置を用いたICP質量分析法が例示される。   Examples of the ICP (inductively coupled plasma) method include ICP emission spectroscopy using an ICP emission spectrometer and ICP mass analysis using an ICP mass spectrometer.

チタン酸バリウム原料は、上述したようにペロブスカイト型結晶相を有し、X線回折において、前記ペロブスカイト型結晶相の(111)面の回折ピークが観察される。該回折ピークは、X線源にCu−Kα線を使用した場合のX線回析チャートにおいて、回折角2θ=39°付近に生じる。   The barium titanate raw material has a perovskite crystal phase as described above, and a diffraction peak on the (111) plane of the perovskite crystal phase is observed in X-ray diffraction. The diffraction peak occurs near the diffraction angle 2θ = 39 ° in the X-ray diffraction chart when Cu—Kα ray is used as the X-ray source.

本発明では、(111)面の回折ピークの半値幅を制御することにより、焼成後の誘電体粒子2aの平均粒径を0.25μm以下と微細化でき、ひいては誘電体層2の一層あたりの厚みを4.5μm以下と薄層化できる。しかも誘電体層2を薄層化した場合においても、良好な電気特性(例えば高い誘電率、CR積、IR寿命など)や、良好な温度特性(例えばX5Rを満足する)を有する積層セラミックコンデンサ1を得ることができる。   In the present invention, by controlling the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane, the average particle diameter of the fired dielectric particles 2a can be reduced to 0.25 μm or less. The thickness can be reduced to 4.5 μm or less. Moreover, even when the dielectric layer 2 is thinned, the multilayer ceramic capacitor 1 having good electrical characteristics (for example, high dielectric constant, CR product, IR lifetime, etc.) and good temperature characteristics (for example, satisfying X5R). Can be obtained.

すなわち、本発明では、X線源にCu−Kα線を用いたX線回折において、(111)面の回折ピークが観察され、該回折ピークの半値幅が0.2°以下、好ましくは0.18°以下に制御されたチタン酸バリウム原料を用いる。半値幅の下限は、特に限定されないが、X線回折装置での分析限界から0.08°程度である。
なお、半値幅は、回折角2θ(横軸)と強度(縦軸)との関係を示すX線回折チャートにおいて、曲線の最大値(回折ピーク)の1/2となる曲線の2点間における横軸に平行な幅(単位は、「°」または「deg.」)として定義される。
That is, in the present invention, a diffraction peak of (111) plane is observed in X-ray diffraction using Cu—Kα ray as an X-ray source, and the half-value width of the diffraction peak is 0.2 ° or less, preferably 0.8. A barium titanate raw material controlled to 18 ° or less is used. The lower limit of the full width at half maximum is not particularly limited, but is about 0.08 ° from the analysis limit of the X-ray diffractometer.
Note that the half-value width is between two points on the curve that is ½ of the maximum value (diffraction peak) of the curve in the X-ray diffraction chart showing the relationship between the diffraction angle 2θ (horizontal axis) and the intensity (vertical axis). Width is defined as a width parallel to the horizontal axis (unit is “°” or “deg.”).

前記半値幅の値は、粒を構成する結晶子のサイズや結晶子の向きを調整することで制御できるが、本発明ではその制御方法に限定はない。
なお、X線回折における測定条件は特に限定されないが、上記半値幅を確認できる程度の分解能を得るためには、通常、スキャン幅が0.01°以下、スキャン速度が0.1°/分以下、X線検出条件として、平行スリットが10mm以下、発散スリットが0.3mm以下、受光スリットが開放、の測定条件を利用する。
The value of the half-value width can be controlled by adjusting the size of crystallites constituting the grains and the orientation of crystallites, but the control method is not limited in the present invention.
Note that the measurement conditions in X-ray diffraction are not particularly limited, but in order to obtain a resolution that can confirm the half width, the scan width is usually 0.01 ° or less and the scan speed is 0.1 ° / min or less. As the X-ray detection conditions, the measurement conditions that the parallel slit is 10 mm or less, the diverging slit is 0.3 mm or less, and the light receiving slit is opened are used.

さらに本発明では、比表面積(SSA)が10〜50m/g、好ましくは10〜45m/gであるチタン酸バリウム原料を用いることが望ましい。用いるチタン酸バリウム原料のSSAが適正範囲に調節されることにより、焼成後の誘電体粒子2aの微細化がより一層促進される傾向がある。SSAが小さすぎると焼成後の誘電体粒子2aの微細化が困難となる傾向にあり、大きすぎると原料粉末が非常に微細であるため、製造時における原料粉末の分散が著しく困難となり分散不良が発生し、コンデンサとしての性能の低下の原因となる傾向にある。 Furthermore, in the present invention, it is desirable to use a barium titanate raw material having a specific surface area (SSA) of 10 to 50 m 2 / g, preferably 10 to 45 m 2 / g. By adjusting the SSA of the barium titanate raw material to be used to an appropriate range, there is a tendency that further refinement of the dielectric particles 2a after firing is further promoted. If the SSA is too small, it tends to be difficult to miniaturize the dielectric particles 2a after firing. If the SSA is too large, the raw material powder is very fine. It tends to occur and cause a decrease in performance as a capacitor.

チタン酸バリウム原料のSSAの制御方法は、たとえば固相法でチタン酸バリウム原料を得ようとする際の、仮焼後の仮焼済粉末を適正条件で粉砕する方法や、仮焼の温度などの条件を制御する方法などが挙げられる。   The method for controlling the SSA of the barium titanate raw material is, for example, a method of pulverizing the calcined powder after calcining under appropriate conditions when obtaining a barium titanate raw material by a solid phase method, the temperature of calcining, etc. And a method for controlling the conditions.

本発明で用いるチタン酸バリウム原料は、いわゆる固相法の他、いわゆる液相法によっても得ることができる。固相法(仮焼法)は、BaCO、CaCOを出発原料として用いる場合、これらを所定量秤量して混合、仮焼、粉砕することにより、原料を得る方法である。液相法としては、しゅう酸塩法、水熱合成法、アルコキシド法、ゾルゲル法などが挙げられる。 The barium titanate raw material used in the present invention can be obtained not only by a so-called solid phase method but also by a so-called liquid phase method. In the case of using BaCO 3 and CaCO 3 as starting materials, the solid phase method (calcining method) is a method for obtaining a raw material by weighing, mixing, calcining and pulverizing a predetermined amount thereof. Examples of the liquid phase method include an oxalate method, a hydrothermal synthesis method, an alkoxide method, and a sol-gel method.

ガラス成分原料
ガラス成分原料としては、Ba化合物、Ca化合物及びSi化合物を含有するものが用いられる。ガラス成分原料中のSi化合物は焼結助剤として作用し、Ca化合物及びBa化合物は静電容量の温度特性(温度に対する静電容量の変化率)を改善する効果を示す。
Glass component raw material As the glass component raw material, one containing a Ba compound, a Ca compound and a Si compound is used. The Si compound in the glass component raw material acts as a sintering aid, and the Ca compound and the Ba compound have an effect of improving the temperature characteristics of the capacitance (rate of change in capacitance with respect to temperature).

本実施形態で用いるガラス成分原料は、混合物の形態でもよいし、あるいは複合酸化物の形態で用いてもよい。ただし、本実施形態では、混合物の形態よりも融点が低くなる複合酸化物の形態で用いることが好ましい。   The glass component raw material used in this embodiment may be in the form of a mixture or in the form of a composite oxide. However, in this embodiment, it is preferable to use in the form of the complex oxide having a melting point lower than that of the mixture.

混合物の形態としては、Ca化合物(CaOやCaCOなど)+Si化合物(SiOなど)+Ba化合物(BaOやBaCOなど)などが例示される。複合酸化物の形態としては、(Ba1−x Ca)SiOなどが例示される。上記式中のxは、好ましくは0.3〜0.7であり、さらに好ましくは0.35〜0.50である。xが小さすぎると温度特性が劣化する傾向があり、xが大きすぎると誘電率が低下する傾向がある。 Examples of the form of the mixture include a Ca compound (such as CaO and CaCO 3 ) + Si compound (such as SiO 2 ) + Ba compound (such as BaO and BaCO 3 ). Examples of the complex oxide include (Ba 1-x Ca x ) SiO 3 . X in the above formula is preferably 0.3 to 0.7, and more preferably 0.35 to 0.50. If x is too small, the temperature characteristics tend to deteriorate, and if x is too large, the dielectric constant tends to decrease.

添加物成分原料
本実施形態では、添加物成分原料としては、
Mg化合物と、
Mn化合物及びCr化合物の一方又は双方と、
V化合物、W化合物、Ta化合物及びNb化合物から選ばれる1種または2種以上と、
R(但し、Rは、Sc、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選ばれる1種又は2種以上、好ましくはY、Dy及びHoから選ばれる1種または2種以上)の化合物とを、用いる。
Additive component raw material In the present embodiment, as the additive component raw material,
Mg compound;
One or both of a Mn compound and a Cr compound;
One or more selected from V compounds, W compounds, Ta compounds and Nb compounds;
R (where R is one or more selected from Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd and Eu, preferably one selected from Y, Dy and Ho) Or two or more compounds).

Mg化合物は、容量温度特性を平坦化させる効果および粒成長を抑制する効果がある。Mn化合物及びCr化合物は、焼結を促進する効果と、IR(絶縁抵抗)を高くする効果と、高温負荷寿命を向上させる効果とがある。V化合物、W化合物、Ta化合物及びNb化合物は、高温負荷寿命を向上させる効果がある。Rの化合物は、主として、高温負荷寿命を向上させる効果を示す。   The Mg compound has an effect of flattening the capacity-temperature characteristic and an effect of suppressing grain growth. The Mn compound and the Cr compound have an effect of promoting sintering, an effect of increasing IR (insulation resistance), and an effect of improving the high temperature load life. V compound, W compound, Ta compound and Nb compound have the effect of improving the high temperature load life. The compound of R mainly exhibits the effect of improving the high temperature load life.

なお、Mg化合物とは酸化マグネシウム及び/又は焼成後に酸化マグネシウムになる化合物を意味し、Mn化合物とは酸化マンガン及び/又は焼成後に酸化マンガンになる化合物を意味し、Cr化合物とは酸化クロム及び/又は焼成後に酸化クロムになる化合物を意味する。   The Mg compound means magnesium oxide and / or a compound that becomes magnesium oxide after firing, the Mn compound means manganese oxide and / or the compound that becomes manganese oxide after firing, and the Cr compound means chromium oxide and / or Or the compound which becomes chromium oxide after baking.

V化合物とは酸化バナジウム及び/又は焼成後に酸化バナジウムになる化合物を意味し、W化合物とは酸化タングステン及び/又は焼成後に酸化タングステンになる化合物を意味し、Ta化合物とは酸化タンタル及び/又は焼成後に酸化タンタルになる化合物を意味し、Nb化合物とは酸化ニオブ及び/又は焼成後に酸化ニオブになる化合物を意味する。   V compound means vanadium oxide and / or a compound which becomes vanadium oxide after firing, W compound means tungsten oxide and / or a compound which becomes tungsten oxide after firing, Ta compound means tantalum oxide and / or fired A compound that later becomes tantalum oxide means an Nb compound, which means niobium oxide and / or a compound that becomes niobium oxide after firing.

Rの化合物とはR酸化物及び/又は焼成後にR酸化物になる化合物を意味する。   The compound of R means an R oxide and / or a compound that becomes an R oxide after firing.

(1−2)次に、チタン酸バリウム原料と、ガラス成分原料と、添加物成分原料とを混合して、最終組成にする。   (1-2) Next, the barium titanate raw material, the glass component raw material, and the additive component raw material are mixed to obtain a final composition.

前記チタン酸バリウム原料100モルに対するガラス成分原料の混合量(比率)は、次の通りである。   The mixing amount (ratio) of the glass component raw material with respect to 100 moles of the barium titanate raw material is as follows.

Ba化合物をBaOに、Ca化合物をCaOに、Si化合物をSiOに換算したとき、
好ましくは、
Ba化合物+Ca化合物:0.5〜12モル、
Si化合物:0.5〜12モルであり、
より好ましくは、
Ba化合物+Ca化合物:0.5〜6モル、
Si化合物:0.5〜6モルである。
The Ba compound to BaO, the Ca compound to CaO, when converted the Si compound to SiO 2,
Preferably,
Ba compound + Ca compound: 0.5 to 12 mol,
Si compound: 0.5 to 12 mol,
More preferably,
Ba compound + Ca compound: 0.5 to 6 mol,
Si compound: 0.5 to 6 mol.

Ba化合物、Ca化合物及びSi化合物の添加量が少なすぎると、比較的低温での緻密化が困難であり、しかも温度特性に悪影響を与えることがある。   If the addition amount of the Ba compound, Ca compound and Si compound is too small, densification at a relatively low temperature is difficult, and the temperature characteristics may be adversely affected.

前記チタン酸バリウム原料100モルに対する添加物成分原料の混合量(比率)は、次の通りである。   The mixing amount (ratio) of the additive component raw material with respect to 100 moles of the barium titanate raw material is as follows.

Mg化合物をMgOに、Mn化合物をMnOに、Cr化合物をCrに、V化合物をVに、W化合物をWOに、Ta化合物をTaに、Nb化合物をNbに、Rの化合物をRに換算したとき、
好ましくは、
Mg化合物:2モル以下(但し、0モルを除く)、
Mn化合物+Cr化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
V化合物+W化合物+Ta化合物+Nb化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
Rの化合物:5モル以下(但し、0モルを除く)であり、
より好ましくは、
Mg化合物:0.5〜2モル、
Mn化合物+Cr化合物:0.25モル以下(但し、0モルを除く)、
V化合物+W化合物+Ta化合物+Nb化合物:0.01〜0.1モル、
Rの化合物:1〜3.5モルである。
The Mg compound to MgO, the Mn compound to MnO, the Cr compound to Cr 2 O 3, the V compound to V 2 O 5, the W compound to WO 3, the Ta compound to Ta 2 O 5, the Nb compound Nb When the compound of R is converted to R 2 O 3 in 2 O 5 ,
Preferably,
Mg compound: 2 mol or less (excluding 0 mol),
Mn compound + Cr compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
V compound + W compound + Ta compound + Nb compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
R compound: 5 mol or less (excluding 0 mol),
More preferably,
Mg compound: 0.5 to 2 mol,
Mn compound + Cr compound: 0.25 mol or less (excluding 0 mol),
V compound + W compound + Ta compound + Nb compound: 0.01 to 0.1 mol,
R compound: 1 to 3.5 mol.

Mg化合物の添加量が少なすぎると異常粒成長が生じる傾向にあり、多すぎると比誘電率が低下する傾向にある。Mn化合物及びCr化合物の合計添加量が多すぎると比誘電率が低下する傾向にある。V化合物、W化合物、Ta化合物及びNb化合物の合計添加量が多すぎると、IRが著しく低下する傾向にある。Rの化合物の添加量が多すぎると焼結性が悪化する傾向にある。   If the added amount of the Mg compound is too small, abnormal grain growth tends to occur, and if it is too much, the relative dielectric constant tends to decrease. If the total amount of Mn compound and Cr compound is too large, the relative dielectric constant tends to decrease. When the total amount of V compound, W compound, Ta compound and Nb compound is too large, IR tends to be remarkably lowered. If the amount of R compound added is too large, the sinterability tends to deteriorate.

その後、この混合粉末を、必要に応じて、ボールミルなどで、純水などの分散媒とともに混合し、乾燥することによって、誘電体原料を得ることができる。   Thereafter, the mixed powder is mixed with a dispersion medium such as pure water by a ball mill or the like as necessary, and dried to obtain a dielectric material.

なお、上記成分で構成される誘電体原料は、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、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。   In addition, as the dielectric material composed of the above components, the above-described oxide, a mixture thereof, or a composite oxide can be used. In addition, various compounds that become the above-described oxide or composite oxide by firing, for example, They can be appropriately selected from carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, organometallic compounds, and the like, and can also be used as a mixture.

なお、誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体磁器組成物の組成となるように決定すればよい。   In addition, what is necessary is just to determine content of each compound in a dielectric raw material so that it may become a composition of the above-mentioned dielectric ceramic composition after baking.

塗料化する前の状態で、誘電体原料の平均粒径は、好ましくは0.25μm以下、より好ましくは0.05〜0.25μm程度とされる。   The average particle diameter of the dielectric material is preferably 0.25 μm or less, more preferably about 0.05 to 0.25 μm before the coating is formed.

有機ビヒクルは、バインダおよび溶剤を含有するものである。バインダとしては、例えばエチルセルロース、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂などの通常の各種バインダを用いることができる。溶剤も、特に限定されるものではなく、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、キシレン、エタノールなどの有機溶剤が用いられる。   The organic vehicle contains a binder and a solvent. As a binder, various usual binders, such as ethyl cellulose, polyvinyl butyral, an acrylic resin, can be used, for example. The solvent is not particularly limited, and organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, acetone, toluene, xylene and ethanol are used.

誘電体層用ペーストは、誘電体原料と、水中に水溶性バインダを溶解させたビヒクルを混練して、形成することもできる。水溶性バインダは、特に限定されるものではなく、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルジョンなどが用いられる。   The dielectric layer paste can also be formed by kneading a dielectric material and a vehicle in which a water-soluble binder is dissolved in water. The water-soluble binder is not particularly limited, and polyvinyl alcohol, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, water-soluble acrylic resin, emulsion and the like are used.

内部電極層用ペーストは、上述した各種導電性金属や合金からなる導電材料あるいは焼成後に上述した導電材料となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上述した有機ビヒクルとを混練して調製される。   The internal electrode layer paste is prepared by kneading the above-mentioned organic vehicle with various oxides, organometallic compounds, resinates, etc. that become the above-mentioned conductive materials or various conductive metals or alloys after baking, and the above-mentioned conductive materials. Is done.

外部電極用ペーストも、この内部電極層用ペーストと同様にして調製される。   The external electrode paste is also prepared in the same manner as this internal electrode layer paste.

各ペーストの有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、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剤、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良い。   The content of the organic vehicle in each paste is not particularly limited, and may be a normal content, for example, about 1 to 5% by weight for the binder and about 10 to 50% by weight for the solvent. Each paste may contain additives selected from various dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators, and the like as necessary.

(2)次に、上記誘電体原料を含有する誘電体層用ペーストと、内部電極層用ペーストとを用いて、焼成前誘電体層と焼成前内部電極層とが積層されたグリーンチップを作製し、脱バインダ工程、焼成工程、必要に応じて行われるアニール工程を経て形成された、焼結体で構成されるコンデンサ素子本体10に、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を形成して、積層セラミックコンデンサ1が製造される。   (2) Next, using the dielectric layer paste containing the dielectric raw material and the internal electrode layer paste, a green chip in which the pre-firing dielectric layer and the pre-firing internal electrode layer are laminated is manufactured. The external electrode paste is printed or transferred onto the capacitor element body 10 formed of a sintered body, which is formed through a binder removal process, a firing process, and an annealing process performed as necessary, and then fired. The electrode 4 is formed and the multilayer ceramic capacitor 1 is manufactured.

本実施形態では、ペロブスカイト結晶相の(111)面の回折ピークの半値幅が適正に制御されたチタン酸バリウム原料を含む誘電体原料を用いて、誘電体磁器組成物で構成される誘電体層2を形成する。その結果、焼成後の誘電体粒子(グレイン)2aの微細化が可能となり、ひいては誘電体層2の薄層化に寄与できる。しかも誘電体層2を薄層化した場合においても、良好な電気特性(例えば高い誘電率、CR積、IR寿命など)や、X5R特性を満足する良好な温度特性を有する積層セラミックコンデンサ1を得ることができる。   In this embodiment, a dielectric layer composed of a dielectric ceramic composition using a dielectric material containing a barium titanate material in which the half-value width of the diffraction peak of the (111) plane of the perovskite crystal phase is appropriately controlled 2 is formed. As a result, the dielectric particles (grains) 2a after firing can be miniaturized, which can contribute to the thinning of the dielectric layer 2. In addition, even when the dielectric layer 2 is thinned, a multilayer ceramic capacitor 1 having good electrical characteristics (for example, high dielectric constant, CR product, IR lifetime, etc.) and good temperature characteristics satisfying X5R characteristics is obtained. be able to.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and can be variously modified within the range which does not deviate from the summary of this invention.

例えば、上述した実施形態では、本発明に係る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、上記組成の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有するものであれば何でも良い。   For example, in the above-described embodiment, the multilayer ceramic capacitor is exemplified as the electronic component according to the present invention. However, the electronic component according to the present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor, and is composed of a dielectric ceramic composition having the above composition. Any material having a dielectric layer can be used.

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。   Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.

実施例1
誘電体原料の作製
まず、チタン酸バリウム原料、ガラス成分原料及び添加物成分原料を用意した。
Example 1
Preparation of dielectric material First, a barium titanate material, a glass component material, and an additive component material were prepared.

チタン酸バリウム原料としては、比表面積(SSA)が10〜15m/g付近にあるが、△h(111)の値が表1に示すように異なる、複数の(BaO)m’・TiO(但し、m’=1.003または1.008)を用いた。
なお、SSAは、窒素吸着法により測定した値であり、m’はガラスビード法により求めた。また、△h(111)の値は、次のようにして算出した値である。
X線回折による(111)面の回折ピークの半値幅(=△h(111))
チタン酸バリウム原料粉末に対して、粉末X線(Cu−Kα線)回折装置により、2θ=38.5〜39.5°の間を、X線発生条件が50kV−300mA、スキャン幅が0.01°、スキャン速度が0.1°/分、X線検出条件として、平行スリットが10mm、発散スリットが0.3mm、受光スリットが開放、の条件にて測定し、ペロブスカイト結晶相の(111)面の回折ピークの半値幅を測定した。半値幅を求めるに際しては、データをKα線のものとKα線のものとに分離し、Kα線についてのデータを利用した。結果を表1に示す。なお、測定は25℃で行った。X線回折チャートを図3(縦軸は強度)に示した。
As a barium titanate raw material, a specific surface area (SSA) is in the vicinity of 10-15 m 2 / g, but a value of Δh (111) is different as shown in Table 1, and a plurality of (BaO) m ′ · TiO 2 is different. (However, m ′ = 1.003 or 1.008) was used.
SSA is a value measured by a nitrogen adsorption method, and m ′ is obtained by a glass bead method. The value of Δh (111) is a value calculated as follows.
Half width of diffraction peak of (111) plane by X-ray diffraction (= Δh (111))
With respect to the barium titanate raw material powder, the X-ray generation condition is 50 kV-300 mA and the scan width is 0. 0, between 2θ = 38.5-39.5 ° by a powder X-ray (Cu—Kα ray) diffractometer. Measured under the conditions of 01 °, scan speed of 0.1 ° / min, and X-ray detection conditions of parallel slit of 10 mm, divergent slit of 0.3 mm, and light receiving slit opened, the perovskite crystal phase (111) The half width of the diffraction peak of the surface was measured. In determining the half width separates the data and those ones and K [alpha 2-wire K [alpha 1 line, utilizing the data for K [alpha 1 line. The results are shown in Table 1. The measurement was performed at 25 ° C. The X-ray diffraction chart is shown in FIG. 3 (the vertical axis is intensity).

ガラス成分原料としては、BaCO,CaCO及びSiOを所定割合でボールミルにより16時間湿式混合し、乾燥後、1150℃で空気中で焼成し、さらに、ボールミルにより100時間湿式粉砕することにより得られた複合酸化物としての(Ba0.6 Ca0.4 )SiO(以下、BCGともいう)を用いた。 As a glass component raw material, BaCO 3 , CaCO 3 and SiO 2 are wet-mixed at a predetermined ratio by a ball mill for 16 hours, dried, fired in air at 1150 ° C., and further wet-ground by a ball mill for 100 hours. (Ba 0.6 Ca 0.4 ) SiO 3 (hereinafter also referred to as BCG) was used as the obtained composite oxide.

添加物成分原料としては、平均粒径が0.01〜0.1μmの、MgO、MnO、Y及びVを用いた。 As additive component materials, MgO, MnO, Y 2 O 3 and V 2 O 5 having an average particle size of 0.01 to 0.1 μm were used.

次に、100モルのチタン酸バリウム原料に対して、ガラス成分原料としてのBCGと、添加物成分原料としてのMgO、MnO、Y、Vを添加し、水を溶媒としてボールミルで16時間湿式混合(水粉砕)した。その後130℃で熱風乾燥させて誘電体原料を得た。 Next, BCG as a glass component raw material and MgO, MnO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 as additive component raw materials are added to 100 mol of barium titanate raw material, and water is used as a ball mill. For 16 hours by wet mixing (water pulverization). Thereafter, it was dried with hot air at 130 ° C. to obtain a dielectric material.

誘電体原料は、100モルのチタン酸バリウム原料に対して、BCG:3モル、MgO:0.5モル、MnO:0.2モル、Y:2モル、V:0.03モルが含有してあった。 The dielectric material is BCG: 3 mol, MgO: 0.5 mol, MnO: 0.2 mol, Y 2 O 3 : 2 mol, V 2 O 5 : 0.00 mol with respect to 100 mol of barium titanate material. 03 moles were contained.

次に、得られた誘電体原料にポリビニルブチラール樹脂およびエタノール系の有機溶媒を添加し、再度ボールミルで混合し、ペースト化して誘電体層用ペーストを得た。   Next, a polyvinyl butyral resin and an ethanol-based organic solvent were added to the obtained dielectric material, mixed again by a ball mill, and pasted to obtain a dielectric layer paste.

次に、Ni粒子44.6重量部と、テルピネオール52重量部と、エチルセルロース3重量部と、ベンゾトリアゾール0.4重量部とを、3本ロールにより混練し、スラリー化して内部電極用ペーストを得た。   Next, 44.6 parts by weight of Ni particles, 52 parts by weight of terpineol, 3 parts by weight of ethyl cellulose, and 0.4 parts by weight of benzotriazole are kneaded with three rolls to obtain a paste for internal electrodes. It was.

焼結体の作製
得られた誘電体層用ペーストを用いてドクターブレード法により、PETフィルム上にグリーンシートを形成した。この上に内部電極用ペーストをスクリーン印刷法により印刷した。その後、ふたとなるグリーンシートをPETフィルムから剥離し、厚さが約300μmとなるように複数枚積層し、その上に内部電極用ペーストを印刷したシートをPETフィルムから剥離しつつ所望の枚数(この場合は5枚)積層し、更に再びふたとなるグリーンシートを積層し、圧着して、グリーンチップを得た。なお、このとき、グリーン状態の誘電体層の厚みは、4.5μmとした。
Production of Sintered Body A green sheet was formed on a PET film by the doctor blade method using the obtained dielectric layer paste. An internal electrode paste was printed thereon by screen printing. Thereafter, the green sheet to be the lid is peeled from the PET film, a plurality of sheets are laminated so as to have a thickness of about 300 μm, and the desired number of sheets (with the internal electrode paste printed thereon is peeled off from the PET film ( In this case, 5 sheets) were stacked, and a green sheet serving as a lid was again stacked and pressure-bonded to obtain a green chip. At this time, the thickness of the dielectric layer in the green state was 4.5 μm.

次に、グリーンチップを所定サイズに切断し、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記条件にて行って、チップ焼結体を得た。脱バインダ処理条件は、昇温速度:32.5℃/時間、保持温度:260℃、温度保持時間:8時間、雰囲気:空気中とした。焼成条件は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1200℃前後(1180〜1240℃)、温度保持時間:2時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN+H混合ガスとした。アニール条件は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1050℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したNガスとした。なお、焼成およびアニールの際の雰囲気ガスの加湿には、水温を20℃としたウェッターを用いた。 Next, the green chip was cut into a predetermined size and subjected to binder removal processing, firing and annealing under the following conditions to obtain a chip sintered body. The binder removal treatment conditions were temperature rising rate: 32.5 ° C./hour, holding temperature: 260 ° C., temperature holding time: 8 hours, and atmosphere: in the air. Firing conditions were as follows: temperature rising rate: 200 ° C./hour, holding temperature: around 1200 ° C. (1180-1240 ° C.), temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 + H 2 A mixed gas was used. The annealing conditions were temperature rising rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1050 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, and atmospheric gas: humidified N 2 gas. A wetter with a water temperature of 20 ° C. was used for humidifying the atmospheric gas during firing and annealing.

得られた焼結体のサイズは、3.2mm×1.6mm×0.6mmであり、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は4であった。   The size of the obtained sintered body was 3.2 mm × 1.6 mm × 0.6 mm, and the number of dielectric layers sandwiched between the internal electrode layers was 4.

焼結体(誘電体磁器組成物)中の誘電体粒子の平均粒径
得られた焼結体を研磨し、エッチングを施した後、走査型電子顕微鏡(SEM)にて研磨面の観察を行い、コード法によって、誘電体粒子2aの形状を球と仮定して、該誘電体粒子の平均粒径を測定した。平均粒径は、測定点数250点の平均値とした。評価基準は、グレインサイズG.S.が0.25μm以下である場合を良好とした。結果を表1に示す。
Polishing the average particle diameter obtained sintered body of the dielectric grains in the sintered body (dielectric ceramic composition), was subjected to etching, performed the observation of the polished surface with a scanning electron microscope (SEM) The average particle size of the dielectric particles was measured by the code method assuming that the shape of the dielectric particles 2a is a sphere. The average particle size was an average value of 250 measurement points. The evaluation standard is the grain size G.I. S. Is considered to be good when it is 0.25 μm or less. The results are shown in Table 1.

誘電体層の厚み
得られた焼結体を内部電極に垂直な面で切断し、その切断面を研磨し、その研磨面の複数箇所を金属顕微鏡で観察した。次に、金属顕微鏡で観察した画像についてデジタル処理を行うことにより焼結後の誘電体層の平均厚みを求めた。各試料の誘電体層の平均厚みは3.5μmであった。
The obtained sintered body was cut at a surface perpendicular to the internal electrode, the cut surface was polished, and a plurality of portions of the polished surface were observed with a metal microscope. Next, the average thickness of the dielectric layer after sintering was determined by performing digital processing on an image observed with a metal microscope. The average thickness of the dielectric layer of each sample was 3.5 μm.

コンデンサ試料の作製及び特性評価
得られたチップ焼結体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極としてIn−Gaを塗布し、図1に示す積層セラミックコンデンサの試料を得た。
Production of Capacitor Sample and Evaluation of Characteristics After polishing the end face of the obtained chip sintered body by sand blasting, In-Ga was applied as an external electrode to obtain a multilayer ceramic capacitor sample shown in FIG.

得られた各コンデンサ試料について、誘電体粒子1μmあたりの比誘電率ε、静電容量の温度特性(TC)、CR積及び高温負荷寿命(IR寿命)を評価した。   For each of the obtained capacitor samples, the relative dielectric constant ε per 1 μm of dielectric particles, the temperature characteristics of the capacitance (TC), the CR product, and the high temperature load life (IR life) were evaluated.

誘電体粒子1μmあたりの比誘電率ε(ε/G.S.)については、まず、得られたコンデンサ試料に対し、基準温度20℃において、デジタルLCRメータ(横河電機(株)製 YHP4284)にて、周波数1kHz,入力信号レベル(測定電圧)1Vrms/μmの条件下で、静電容量Cを測定した。そして、得られた静電容量から、比誘電率ε(単位なし)を算出した。次に、得られた比誘電率εを、上記方法によって測定した誘電体粒子の平均粒径で除し、誘電体粒子1μmあたりの比誘電率εを求めた。誘電体粒子1μmあたりの比誘電率は大きいほど好ましい。本実施例での評価基準は、誘電体粒子1μmあたりの比誘電率が10000以上である場合を良好とした。   With respect to the relative dielectric constant ε (ε / GS) per 1 μm of dielectric particles, first, a digital LCR meter (YHP4284, manufactured by Yokogawa Electric Corporation) was obtained at a reference temperature of 20 ° C. with respect to the obtained capacitor sample. The electrostatic capacity C was measured under the conditions of a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1 Vrms / μm. Then, the relative dielectric constant ε (no unit) was calculated from the obtained capacitance. Next, the obtained relative dielectric constant ε was divided by the average particle diameter of the dielectric particles measured by the above method to obtain the relative dielectric constant ε per 1 μm of the dielectric particles. The larger the relative dielectric constant per 1 μm of dielectric particles, the better. The evaluation criteria in this example were good when the relative dielectric constant per 1 μm of dielectric particles was 10,000 or more.

静電容量の温度特性(TC)については、EIAJ規格のX5R特性について評価した。つまり、コンデンサ試料に対し、デジタルLCRメータ(YHP社製4274A)にて、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1Vrmsの条件下で、静電容量を測定し、基準温度を25℃としたとき、−55〜85℃の温度範囲内で、温度に対する静電容量変化率(ΔC/C)がX5R特性を満足する(±15%以内)かどうかを調べ、満足する場合を○、満足しない場合を×とした。   Regarding the temperature characteristics (TC) of the capacitance, the X5R characteristics of the EIAJ standard were evaluated. That is, when the capacitance is measured with a digital LCR meter (4274A manufactured by YHP) under the conditions of a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1 Vrms, and the reference temperature is 25 ° C. In the temperature range of −55 to 85 ° C., it is checked whether the capacitance change rate with respect to temperature (ΔC / C) satisfies the X5R characteristic (within ± 15%). Was marked with x.

CR積については、上記測定の静電容量C(μF)と、絶縁抵抗IR(MΩ)との積で表した。絶縁抵抗IRは、絶縁抵抗計(アドバンテスト社製R8340A)を用いて、25℃においてDC4V/μmを、得られた各コンデンサ試料に60秒間印加した後に測定した値である。本実施例での評価基準は、CR積が5000Ω・F以上である場合を良好とした。   The CR product was expressed as the product of the capacitance C (μF) measured above and the insulation resistance IR (MΩ). The insulation resistance IR is a value measured after applying DC 4 V / μm to each obtained capacitor sample for 60 seconds at 25 ° C. using an insulation resistance meter (R8340A manufactured by Advantest). The evaluation criteria in this example were good when the CR product was 5000 Ω · F or more.

高温負荷寿命(IR寿命)については、コンデンサ試料に対し、180℃で16V/μmの直流電圧の印加状態に保持することにより、高温負荷寿命を測定した。この高温負荷寿命は、誘電体層を薄層化する際に特に重要となるものである。本実施例では印加開始から抵抗が一桁落ちるまでの時間を寿命と定義し、これを10個のコンデンサ試料に対して行い、その平均寿命時間を算出した。本実施例での評価基準は、IR寿命が5時間以上である場合を良好とした。   Regarding the high temperature load life (IR life), the high temperature load life was measured by holding the capacitor sample in a DC voltage application state of 16 V / μm at 180 ° C. This high temperature load life is particularly important when the dielectric layer is thinned. In this example, the time from the start of application until the resistance drops by an order of magnitude was defined as the lifetime, and this was performed for 10 capacitor samples, and the average lifetime was calculated. The evaluation criteria in this example were good when the IR life was 5 hours or longer.

これらの結果を表1に示す。   These results are shown in Table 1.

Figure 2006117483
Figure 2006117483

表1に示すように、△h(111)の値が大きすぎるチタン酸バリウム原料を用いたケース(試料1,3,4)では、X5R特性は満足するが、微細な焼結体が得られず(0.25μm超)、しかも電気特性に悪影響を与えていることが確認できる。   As shown in Table 1, in the case using the barium titanate raw material whose Δh (111) value is too large (samples 1, 3, and 4), the X5R characteristic is satisfied, but a fine sintered body is obtained. (Over 0.25 μm), and it can be confirmed that the electrical characteristics are adversely affected.

これに対し、△h(111)の値が適正値以下に制御されたチタン酸バリウム原料を用いたケース(試料1−1,2,4−1,5,6)では、、X5R特性を満足するとともに、微細な焼結体が得られている(0.25μm以下)。これに伴い、さらに測定した誘電率を焼結体粒径で除すことにより求められる焼結体1μmあたりの誘電率(ε/G.S.)についても高い値が得られた。さらに微細な焼結体が得られたことにより、CR積及びIR寿命についても優れていることが確認できる。   On the other hand, the case (samples 1-1, 2, 4-1, 5, and 6) using the barium titanate raw material in which the value of Δh (111) is controlled to an appropriate value or less satisfies the X5R characteristic. In addition, a fine sintered body is obtained (0.25 μm or less). Along with this, a high value was also obtained for the dielectric constant (ε / GS) per 1 μm of the sintered body obtained by dividing the measured dielectric constant by the particle size of the sintered body. Furthermore, since a fine sintered body was obtained, it can be confirmed that the CR product and the IR life are also excellent.

つまり、△h(111)の値が小さいチタン酸バリウム原料であればあるほど、それを用いた場合に微細な焼結体が得られ、特に△h(111)が0.2°以下である場合に焼結体粒径0.25μm以下と、微細化に関して顕著な効果が得られた。   That is, the smaller the value of Δh (111), the smaller the barium titanate raw material, the finer the sintered body is obtained when it is used, and in particular, Δh (111) is 0.2 ° or less. In this case, the sintered body particle size was 0.25 μm or less, and a remarkable effect was obtained regarding the miniaturization.

チタン酸バリウム原料の△h(111)の値と、焼結体粒径との間に相関関係が見られた原因は、必ずしも明らかではないが、△h(111)が0.2°以下のケースでは結晶性が極めて良好であり、ミクロ的な欠陥が少なく、その結果、こうしたミクロ的な欠陥を介して生成するような粒成長が抑制されたことによる、ものと考えられる。   The reason for the correlation between the value of Δh (111) of the barium titanate raw material and the sintered body particle size is not necessarily clear, but Δh (111) is 0.2 ° or less. In the case, the crystallinity is very good, and there are few micro defects, and as a result, it is considered that the grain growth generated through such micro defects is suppressed.

実施例2
チタン酸バリウム原料として、△h(111)が0.2°以下であるが、SSAが表2に示すように異なる、複数の(BaO)m’・TiO(但し、m’=1.003)を用いた以外は、実施例1と同様にし、その後も同様に試料を作製して評価した。結果を表2に示す。
Example 2
As the barium titanate raw material, Δh (111) is 0.2 ° or less, but the SSA is different as shown in Table 2. A plurality of (BaO) m ′ · TiO 2 (where m ′ = 1.003) ) Was used in the same manner as in Example 1, and thereafter, samples were similarly prepared and evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2006117483
Figure 2006117483

表2に示すように、チタン酸バリウム原料の△h(111)が0.2°以下に制御され、かつSSAが適正範囲にあるチタン酸バリウム原料を用いた場合、X5R特性を満足するとともに、より一層微細な焼結体が得られることが確認できた(0.25μm以下)。これに伴い、焼結体1μmあたりの誘電率(ε/G.S.)についてもより高い値が得られた。さらにより微細な焼結体が得られたことにより、CR積及びIR寿命についても優れていることが確認できる。   As shown in Table 2, when the barium titanate raw material in which Δh (111) of the barium titanate raw material is controlled to 0.2 ° or less and the SSA is in an appropriate range, the X5R characteristics are satisfied, It was confirmed that a much finer sintered body was obtained (0.25 μm or less). Accordingly, a higher value was obtained for the dielectric constant (ε / GS) per 1 μm of the sintered body. Furthermore, since a finer sintered body was obtained, it can be confirmed that the CR product and the IR life are also excellent.

実施例3
チタン酸バリウム原料として、比表面積(SSA)が10〜15m/g付近にあり、△h(111)が0.2°以下であるが、A/B値としてのモル比m’が表3に示すように異なる、複数の(BaO)m’・TiO(但し、m’=0.998〜1.011)を用いた以外は、実施例1と同様にし、その後も同様に試料を作製して評価した。結果を表3に示す。
Example 3
As the barium titanate raw material, the specific surface area (SSA) is in the vicinity of 10 to 15 m 2 / g and Δh (111) is 0.2 ° or less, but the molar ratio m ′ as the A / B value is shown in Table 3. As shown in FIG. 5, a sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that a plurality of (BaO) m ′ · TiO 2 (m ′ = 0.998 to 1.011) were used. And evaluated. The results are shown in Table 3.

Figure 2006117483
Figure 2006117483

表3に示すように、チタン酸バリウム原料の△h(111)が0.2°以下に制御されており、SSAが適正範囲にあり、かつモル比m’が適正範囲にあるチタン酸バリウム原料を用いた場合、X5R特性を満足するとともに、より一層微細な焼結体が得られることが確認できた(0.25μm以下)。これに伴い、焼結体1μmあたりの誘電率(ε/G.S.)についてもより高い値が得られた。さらにより微細な焼結体が得られたことにより、CR積及びIR寿命についても優れていることが確認できた。   As shown in Table 3, the barium titanate raw material in which Δh (111) of the barium titanate raw material is controlled to 0.2 ° or less, SSA is in the proper range, and the molar ratio m ′ is in the proper range. It was confirmed that when X was used, the X5R characteristic was satisfied and a much finer sintered body was obtained (0.25 μm or less). Accordingly, a higher value was obtained for the dielectric constant (ε / GS) per 1 μm of the sintered body. Furthermore, by obtaining a finer sintered body, it was confirmed that the CR product and the IR life were also excellent.

実施例4
100モルのチタン酸バリウム原料に対するMgOの添加量を1モル、1.5モル、2モル、2.5モル、3モルと変化させた以外は、実施例1(MgO量0.5モル)と同様にし、その後も同様に試料を作製し、それぞれの試料を評価した。その結果、Mg量が多くなるにつれて、焼結体粒径が減少していくが、温度特性(特に高温側の容量変化率)が悪化していく傾向にあることが確認できた。ちなみに、MgO:3モルのケースでは、X5R特性を満足しなくなることが確認できた。
Example 4
Example 1 (MgO amount 0.5 mol) except that the amount of MgO added to 100 mol of barium titanate raw material was changed to 1 mol, 1.5 mol, 2 mol, 2.5 mol and 3 mol. Similarly, samples were prepared in the same manner, and each sample was evaluated. As a result, it was confirmed that as the amount of Mg increases, the particle size of the sintered body decreases, but the temperature characteristics (particularly the capacity change rate on the high temperature side) tend to deteriorate. Incidentally, it was confirmed that in the case of MgO: 3 mol, the X5R characteristics were not satisfied.

図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示す誘電体層2の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the dielectric layer 2 shown in FIG. 図3は実施例1における試料1〜6で用いたチタン酸バリウム原料の、回折角2θ=38.5〜39.5°でのX線回折チャートである。FIG. 3 is an X-ray diffraction chart of the barium titanate raw material used in Samples 1 to 6 in Example 1 at a diffraction angle 2θ = 38.5 to 39.5 °.

符号の説明Explanation of symbols

1… 積層セラミックコンデンサ
10… コンデンサ素子本体
2… 誘電体層
2a… 誘電体粒子(グレイン)
2b… 粒界相
3… 内部電極層
4… 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Capacitor element body 2 ... Dielectric layer 2a ... Dielectric particle (grain)
2b ... Grain boundary phase 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (10)

チタン酸バリウムと、ガラス成分と、添加物成分とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
X線源にCu−Kα線を用いたX線回折において、(111)面の回折ピークが観察され、該回折ピークの半値幅が0.2°以下に制御されたチタン酸バリウム原料を用いて、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
A method for producing a dielectric ceramic composition having a barium titanate, a glass component, and an additive component,
In X-ray diffraction using Cu—Kα ray as an X-ray source, a diffraction peak of (111) plane is observed, and a barium titanate raw material in which the half width of the diffraction peak is controlled to 0.2 ° or less is used. A method for producing a dielectric ceramic composition, comprising producing the dielectric ceramic composition.
前記チタン酸バリウム原料は、窒素吸着法により測定した比表面積(SSA)が10〜50m/gである請求項1に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。 2. The method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the barium titanate material has a specific surface area (SSA) measured by a nitrogen adsorption method of 10 to 50 m 2 / g. 前記添加物成分原料が、少なくともMg化合物を含有し、
該Mg化合物をMgOに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、Mg化合物:2モル以下(但し、0モルを除く)である請求項1または2に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
The additive component raw material contains at least an Mg compound,
3. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the ratio of the Mg compound to 100 mol of the barium titanate raw material when converted to MgO is Mg compound: 2 mol or less (excluding 0 mol). Manufacturing method.
前記添加物成分原料が、さらに、
Mn化合物及びCr化合物の一方又は双方と、
V化合物、W化合物、Ta化合物及びNb化合物から選ばれる1種または2種以上と、
R(但し、Rは、Sc、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選ばれる1種又は2種以上)の化合物とを含有し、
Mn化合物をMnOに、Cr化合物をCrに、V化合物をVに、W化合物をWOに、Ta化合物をTaに、Nb化合物をNbに、Rの化合物をRに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、
Mn化合物+Cr化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
V化合物+W化合物+Ta化合物+Nb化合物:0.5モル以下(但し、0モルを除く)、
Rの化合物:5モル以下(但し、0モルを除く)である請求項3に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
The additive component raw material is further
One or both of a Mn compound and a Cr compound;
One or more selected from V compounds, W compounds, Ta compounds and Nb compounds;
R (wherein R is one or more selected from Sc, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Dy, Ho, Tb, Gd and Eu),
Mn compound as MnO, Cr compound as Cr 2 O 3 , V compound as V 2 O 5 , W compound as WO 3 , Ta compound as Ta 2 O 5 , Nb compound as Nb 2 O 5 , R The ratio of the above compound to 100 mol of the barium titanate raw material when converted to R 2 O 3 is
Mn compound + Cr compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
V compound + W compound + Ta compound + Nb compound: 0.5 mol or less (excluding 0 mol),
The method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 3, wherein the compound of R is 5 mol or less (excluding 0 mol).
前記ガラス成分原料が、Ba化合物、Ca化合物及びSi化合物を含有し、
Ba化合物をBaOに、Ca化合物をCaOに、Si化合物をSiOに換算したときの前記チタン酸バリウム原料100モルに対する比率が、
Ba化合物+Ca化合物:0.5〜12モル、
Si化合物:0.5〜12モルである請求項1〜4のいずれかに記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
The glass component raw material contains a Ba compound, a Ca compound and a Si compound,
The Ba compound to BaO, the Ca compound to CaO, the ratio with respect to the barium titanate material 100 mole when converted the Si compound to SiO 2,
Ba compound + Ca compound: 0.5 to 12 mol,
Si compound: It is 0.5-12 mol. The manufacturing method of the dielectric ceramic composition in any one of Claims 1-4.
前記ガラス成分原料が、(Ba1−x Ca)SiO(但し、x=0.3〜0.7)である請求項5に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。 The method for producing a dielectric ceramic composition according to claim 5, wherein the glass component raw material is (Ba 1-x Ca x ) SiO 3 (where x = 0.3 to 0.7). 請求項1〜6のいずれかの方法で製造された誘電体磁器組成物。 A dielectric ceramic composition produced by the method according to claim 1. 誘電体層を有する電子部品であって、前記誘電体層が、請求項7に記載の誘電体磁器組成物で構成されている電子部品。 An electronic component having a dielectric layer, wherein the dielectric layer is composed of the dielectric ceramic composition according to claim 7. 誘電体層と、内部電極層とが交互に積層してあるコンデンサ素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、前記誘電体層が、請求項7に記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層セラミックコンデンサ。 A multilayer ceramic capacitor having a capacitor element body in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated, wherein the dielectric layer is composed of the dielectric ceramic composition according to claim 7. Multilayer ceramic capacitor. 前記内部電極層は、ニッケルまたはニッケル合金を主成分とする請求項9に記載の積層セラミックコンデンサ。
The multilayer ceramic capacitor according to claim 9, wherein the internal electrode layer is mainly composed of nickel or a nickel alloy.
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JP2008189542A (en) * 2007-01-09 2008-08-21 Mitsubishi Electric Corp Dielectric paste, capacitor, and capacitor embedded multilayer ceramic substrate
JP2013155065A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Tdk Corp Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor

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