JP2006179675A - Multilayer ceramic capacitor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer ceramic capacitor and its manufacturing method wherein, if a dielectric porcelain composed of BST crystal particles and BT crystal particles is used as a dielectric layer, variations of the particle growth of the BST crystal particles are small, and even in a mass production using a tunnel type large-sized sintering furnace, a specific inductive capacity, a temperature characteristic, and a high temperature load test characteristic can be enhanced. <P>SOLUTION: A main crystal particle is a crystal particle in which Ba and Ti are main components and an Sr component concentration is different, and which contains Mg, an rare earth element and Mn. When Ba or a combined amount of Ba and Ca is A mol and Ti is B mol, there is provided a capacitor body 1 obtained by alternately stacking a dielectric layer 5 which satisfies a relationship of A/B≥1.003 at a mol ratio and an internal electrode layer 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサおよびその製法に関し、特に、小型高容量かつ高信頼性を有する積層セラミックコンデンサおよびその製法に関する。   The present invention relates to a monolithic ceramic capacitor and a method for producing the same, and more particularly to a monolithic ceramic capacitor having a small size and a high capacity and high reliability and a method for producing the same.

近年、携帯電話などモバイル機器の普及やパソコンなどの主要部品である半導体素子の高速、高周波化に伴い、このような電子機器に搭載される積層セラミックコンデンサは、小型、高容量化の要求がますます高まっている。   In recent years, with the spread of mobile devices such as mobile phones and the high speed and high frequency of semiconductor elements, which are the main components of personal computers, multilayer ceramic capacitors mounted on such electronic devices are required to be smaller and have higher capacities. Increasingly.

そのため積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層は薄層化と高積層化が図られているが、例えば、特許文献1では、誘電体磁器を構成する誘電体粉末について、Aサイトの一部がCaで置換されたチタン酸バリウム粉末(BCT粉末)と、置換Caを含有していないチタン酸バリウム粉末(BT粉末)とを混合して用い、焼成後の誘電体層において、前記チタン酸バリウム結晶粒子の微粒化と比誘電率の向上とともにDCバイアス特性を向上させている。   Therefore, the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor has been made thin and highly laminated. For example, in Patent Document 1, a part of the A site is Ca in the dielectric powder constituting the dielectric ceramic. The barium titanate crystal particles in the dielectric layer after firing using a mixture of barium titanate powder (BCT powder) substituted with bismuth and barium titanate powder (BT powder) not containing substituted Ca The DC bias characteristics are improved along with the improvement of the atomization and the relative dielectric constant.

ところで、上記特許文献1に記載された誘電体磁器を構成するチタン酸バリウム結晶粒子のうちBCT結晶粒子は、比誘電率の温度特性を制御する上で必要不可欠であるMg、希土類元素等の添加成分と混合し、焼成すると、BCT粉末に含まれるCaの拡散にともなって、粒成長が起こり易く、焼成での厳しい条件制御が必要であり、特に、サブミクロン以下の粒径を有する原料を用いた場合には、著しい粒成長を起こしてしまい微粒子のチタン酸バリウム結晶粒子からなる焼結体を作製する事は容易ではないことが知られている。   By the way, among the barium titanate crystal particles constituting the dielectric ceramic described in Patent Document 1, the BCT crystal particles are added with Mg, rare earth elements, etc. which are indispensable for controlling the temperature characteristics of the relative dielectric constant. When mixed with the ingredients and fired, grain growth is likely to occur with the diffusion of Ca contained in the BCT powder, and strict control of conditions in firing is required. In particular, a raw material having a particle size of submicron or less is used. In such a case, it is known that it is not easy to produce a sintered body made of fine barium titanate crystal particles because of significant grain growth.

そのため、上記特許文献1では、焼成時におけるBCT結晶粒子の粒成長を抑制するために、Mgと希土類元素の酸化物を被覆したBT粉末と、BCT粉末とを混合する際に、さらにMnCO、MgOおよび希土類酸化物を添加することにより、焼成後にBT型結晶粒子の表面にほぼ均一に高絶縁性の複合酸化物からなる被覆層を形成するとともに、BCT結晶粒子に対するMg、希土類元素の過剰な固溶や粒成長を抑制している。 Therefore, in the above-mentioned Patent Document 1, in order to suppress grain growth of BCT crystal particles during firing, when mixing BT powder coated with Mg and rare earth element oxide and BCT powder, MnCO 3 , By adding MgO and rare earth oxide, a coating layer composed of a highly insulating composite oxide is formed almost uniformly on the surface of the BT crystal particles after firing, and an excess of Mg and rare earth elements with respect to the BCT crystal particles. Suppresses solid solution and grain growth.

また、近年、積層セラミックコンデンサ用の高誘電率材料として、上記BT粉末やBCT粉末とともに、前記BCT粉末のCaサイトをSrで置き換えた(Ba1−xSr)TiOが高誘電率材料として見いだされ、高容量系の積層セラミックコンデンサや薄膜コンデンサの誘電体層に供されている(特許文献2、3)。
特開2003−40671号公報 特開2004−262717号公報 特開2004−281446号公報
In recent years, (Ba 1-x Sr x ) TiO 3 in which the Ca site of the BCT powder is replaced with Sr is used as the high dielectric constant material for the multilayer ceramic capacitor as well as the BT powder and the BCT powder. It has been found and used for dielectric layers of high-capacity multilayer ceramic capacitors and thin film capacitors (Patent Documents 2 and 3).
JP 2003-40671 A JP 2004-262717 A JP 2004-281446 A

上記特許文献1に記載された製法によれば、焼成温度を高度に制御できる小型の実験用焼成炉を用いる焼成条件を採用する場合には、上記したMgと希土類元素の酸化物を被覆したBT粉末と、BCT粉末とを混合する際に、さらにMnCO、MgOおよび希土類酸化物を添加するという手法を用いても所望の比誘電率や温度特性ならびに高温負荷試験を満足できる試料を形成できる。 According to the manufacturing method described in Patent Document 1, in the case of adopting firing conditions using a small experimental firing furnace capable of highly controlling the firing temperature, BT coated with the above-described Mg and rare earth oxides is used. When the powder and the BCT powder are mixed, a sample satisfying the desired relative dielectric constant, temperature characteristics, and high temperature load test can be formed even by using a method of adding MnCO 3 , MgO, and rare earth oxide.

しかしながら、ひとたび積層セラミックコンデンサの量産製造に用いるようなトンネル型の大型焼成炉に対する焼成温度の管理レベルにおいては、焼成炉内における焼成時の最高温度のバラツキが大きく、このためBCT結晶粒子の粒成長のばらつきが発生しやすく、比誘電率や温度特性ならびに高温負荷試験特性を満足しない範囲のものが多く発生し、量産での歩留まりが低下するという問題があった。また、このような量産製造における問題は、特許文献2、3として紹介した(Ba1−xSr)TiO系の高誘電率材料を用いた場合にも同様に発生していた。 However, at the control level of the firing temperature for a large tunnel-type firing furnace used for mass production of multilayer ceramic capacitors, there is a large variation in the maximum temperature during firing in the firing furnace, and thus grain growth of BCT crystal grains. There is a problem in that the variation in the number of particles is likely to occur, and there are many cases where the relative permittivity, temperature characteristics, and high temperature load test characteristics are not satisfied, and the yield in mass production decreases. Further, such a problem in mass production also occurred in the same manner when the (Ba 1-x Sr x ) TiO 3 -based high dielectric constant material introduced as Patent Documents 2 and 3 was used.

従って本発明は、主結晶粒子としてBST結晶粒子とBT結晶粒子とから構成される誘電体磁器を誘電体層として用いてもBST結晶粒子の粒成長を抑制し、トンネル型の大型焼成炉を用いる量産製造においても比誘電率や温度特性ならびに高温負荷試験特性を向上できる積層セラミックコンデンサおよびその製法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention suppresses grain growth of BST crystal particles even when a dielectric ceramic composed of BST crystal particles and BT crystal particles is used as a main crystal particle as a dielectric layer, and uses a tunnel-type large firing furnace. An object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor capable of improving the relative permittivity, temperature characteristics, and high temperature load test characteristics even in mass production, and a method for producing the same.

本発明の積層セラミックコンデンサは、(1)主結晶粒子と粒界相とからなる誘電体層と、内部電極層とを交互に積層してなるコンデンサ本体を具備する積層セラミックコンデンサにおいて、前記主結晶粒子は、BaとTiを主成分とし、Sr成分濃度の異なる結晶粒子であり、かつMg、希土類元素およびMnを含有するとともに、前記誘電体層はBa、又はBaとSrの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足することを特徴とする。   The multilayer ceramic capacitor of the present invention is (1) a multilayer ceramic capacitor comprising a capacitor body in which dielectric layers composed of main crystal grains and grain boundary phases and internal electrode layers are alternately stacked. The particles are mainly composed of Ba and Ti and have different Sr component concentrations, and contain Mg, rare earth elements and Mn, and the dielectric layer has a molar amount of Ba or Ba and Sr. When Ti is B mole, the relationship of A / B ≧ 1.003 is satisfied in terms of molar ratio.

上記積層セラミックコンデンサでは、(2)主結晶粒子は、Sr成分濃度が0.2原子%以下のBT結晶粒子と、Sr成分濃度が0.4原子%以上のBST結晶粒子とからなり、かつ前記Sr成分濃度が0.4原子%以上のBST結晶粒子中のBaとSrの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足すること、(3)BST結晶粒子に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度が、BT結晶粒子に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高いこと、(4)主結晶粒子の平均粒径が0.4μm以下であること、(5)誘電体層の厚みが3μm以下、積層数が100層以上であること、
本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、(6)誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、(ア)Sr成分濃度の異なる少なくとも2種以上のBaおよびTiを主成分とする混合粉末であり、該混合粉末に対して、(イ)Mg、希土類元素、およびMnの酸化物と、(ウ)アルミナの含有量が1質量%以下のガラス粉末と、(エ)炭酸バリウム粉末とを添加したものであることを特徴とする。
In the multilayer ceramic capacitor, (2) the main crystal particles are composed of BT crystal particles having a Sr component concentration of 0.2 atomic% or less and BST crystal particles having a Sr component concentration of 0.4 atomic% or more, and When the total amount of Ba and Sr in the BST crystal grains having an Sr component concentration of 0.4 atomic% or more is A mol and Ti is B mol, the relationship of A / B ≧ 1.003 is given as the molar ratio. (3) the combined concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST crystal particles is higher than the combined concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT crystal particles; (4) The average grain size of the main crystal particles is 0.4 μm or less, (5) the thickness of the dielectric layer is 3 μm or less, and the number of stacked layers is 100 or more,
The manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention is as follows: (6) A multilayer ceramic capacitor for firing a capacitor main body formed by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and organic resin and internal electrode patterns. In the manufacturing method, the dielectric powder is (a) a mixed powder mainly composed of at least two kinds of Ba and Ti having different Sr component concentrations, and the mixed powder includes (a) Mg, a rare earth element, And an oxide of Mn, (c) a glass powder having an alumina content of 1% by mass or less, and (d) a barium carbonate powder.

また本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、(7)誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、(カ)それぞれ、Mg、希土類元素およびMnの酸化物を被覆してなり、(キ)Aサイトの一部がSrで置換されたBaおよびTiを主成分とする粉末(BST粉末)、Srを含有していないBaおよびTiを主成分とする粉末(BT粉末)との混合粉末を含有し、該混合粉末に対して、(ク)アルミナの含有量が1質量%以下のガラスと、(ケ)炭酸バリウム粉末とを添加したものであることを特徴とする。   The method for producing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes: (7) a multilayer ceramic capacitor for firing a capacitor main body formed by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and organic resin and internal electrode patterns. In the manufacturing method, the dielectric powder is (f) coated with Mg, rare earth element and Mn oxide, respectively. (G) Ba and Ti in which part of the A site is substituted with Sr as main components. A powder (BST powder), a mixed powder with a powder containing Ba and Ti as main components (BT powder) not containing Sr, and the mixed powder has (a) alumina content. 1% by mass or less of glass and (g) barium carbonate powder are added.

上記積層セラミックコンデンサの製法では、(8)BST粉末中のBaおよびSrをA、TiをBとしたときに、モル比で、A/Bが1.003以上であること、(9)BST粉末に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度が、BT粉末に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高いこと、(10)BST粉末、BT粉末、ガラス粉末および炭酸バリウム粉末の平均粒径がいずれも0.5μm以下であること、が望ましい。   In the above method for producing a multilayer ceramic capacitor, (8) when B and B in the BST powder are A and Ti is B, the molar ratio is A / B is 1.003 or more; (9) BST powder (10) BST powder, BT powder, glass powder and barium carbonate, wherein the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT powder is higher than the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT powder. It is desirable that the average particle diameter of the powder is 0.5 μm or less.

本発明の積層セラミックコンデンサによれば、積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層を構成するBST結晶粒子およびBT結晶粒子が、Mg、希土類元素およびMnを含有するとともに、Ba、又はBaとCaの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足するものを用いることにより、BST結晶粒子の粒成長のばらつきを小さくでき、比誘電率や温度特性ならびに高温負荷試験特性を向上できる。また、誘電体層をこのような構成とすることにより、焼成炉内における焼成時の最高温度のバラツキが大きいトンネル型の大型焼成炉を用いた積層セラミックコンデンサの量産製造においても、上記比誘電率や温度特性ならびに高温負荷試験特性などが安定し歩留まりを高めることができる。   According to the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the BST crystal particles and BT crystal particles constituting the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor contain Mg, rare earth elements and Mn, and Ba or a combination of Ba and Ca. When the amount is A mole and Ti is B mole, by using a material satisfying the relationship of A / B ≧ 1.003 in terms of molar ratio, variation in grain growth of BST crystal grains can be reduced, and the ratio Dielectric constant, temperature characteristics and high temperature load test characteristics can be improved. In addition, the above dielectric constant can be used in the mass production of a multilayer ceramic capacitor using a tunnel-type large firing furnace that has a large variation in the maximum temperature during firing in the firing furnace. And temperature characteristics and high-temperature load test characteristics are stabilized, and the yield can be increased.

即ち、本発明の積層セラミックコンデンサの製法によれば、前記誘電体粉末として、例えば、(ア)Sr成分濃度の異なる少なくとも2種以上のBaおよびTiを主成分とする混合粉末に対して、(イ)Mg、希土類元素、およびMnを酸化物と、(ウ)アルミナの含有量が1質量%以下のガラスと、(エ)炭酸バリウム粉末とを添加したものとすることにより、積層セラミックコンデンサの量産製造において、焼成炉内における焼成時の最高温度のバラツキが大きいトンネル型の大型焼成炉を用いても、BST結晶粒子およびBT結晶粒子とを主結晶粒子とする誘電体層の比誘電率や温度特性ならびに、その誘電体層を具備する積層セラミックコンデンサ高温負荷試験特性などが安定し、歩留まりを容易に高めることができる。   That is, according to the method for producing a multilayer ceramic capacitor of the present invention, as the dielectric powder, for example, (a) for a mixed powder mainly containing at least two types of Ba and Ti having different Sr component concentrations, (B) By adding Mg, rare earth elements, and Mn oxides, (c) glass having an alumina content of 1% by mass or less, and (d) barium carbonate powder, In mass production, the relative permittivity of a dielectric layer having BST crystal particles and BT crystal particles as main crystal particles can be obtained even when a tunnel-type large-scale firing furnace having a large variation in the maximum temperature during firing in the firing furnace is used. The temperature characteristics and the multilayer ceramic capacitor high-temperature load test characteristics including the dielectric layer are stabilized, and the yield can be easily increased.

(構造)
本発明の積層セラミックコンデンサについて、図1の概略断面図をもとに詳細に説明する。図1は、本発明の積層セラミックコンデンサを示す概略断面図である。引出しの拡大図は誘電体層を構成する主結晶粒子と粒界層を示す模式図である。本発明の積層セラミックコンデンサは、コンデンサ本体1の両端部に外部電極3が形成されている。この外部電極3は、例えば、CuもしくはCuとNiの合金ペーストを焼き付けて形成されている。
(Construction)
The multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described in detail based on the schematic sectional view of FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a multilayer ceramic capacitor of the present invention. The enlarged drawing of the drawer is a schematic diagram showing the main crystal grains and the grain boundary layer constituting the dielectric layer. In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, external electrodes 3 are formed at both ends of the capacitor body 1. The external electrode 3 is formed, for example, by baking Cu or an alloy paste of Cu and Ni.

コンデンサ本体1は誘電体層5と内部電極層7とが交互に積層され構成されている。誘電体層5は、主結晶粒子9と粒界層11により構成されている。その厚みは3μm以下、特に、2.5μm以下であることが積層セラミックコンデンサを小型高容量化する上で好ましく、さらに本発明で、静電容量のばらつきおよび容量温度特性の安定化のために、誘電体層5の厚みばらつきが10%以内であることがより望ましい。   The capacitor body 1 is configured by alternately laminating dielectric layers 5 and internal electrode layers 7. The dielectric layer 5 is composed of main crystal grains 9 and a grain boundary layer 11. The thickness is preferably 3 μm or less, and particularly preferably 2.5 μm or less in order to reduce the size and capacity of the multilayer ceramic capacitor. Further, in the present invention, in order to stabilize the capacitance variation and the capacitance-temperature characteristics, It is more desirable that the thickness variation of the dielectric layer 5 is within 10%.

内部電極層7は、高積層化しても製造コストを抑制できるという点で、ニッケル(Ni)や銅(Cu)などの卑金属が望ましく、特に、本発明にかかる誘電体層5との同時焼成が図れるという点でニッケル(Ni)がより望ましい。   The internal electrode layer 7 is preferably a base metal such as nickel (Ni) or copper (Cu) in that the manufacturing cost can be suppressed even if the internal electrode layer 7 is highly laminated. In particular, simultaneous firing with the dielectric layer 5 according to the present invention is possible. Nickel (Ni) is more preferable in that it can be achieved.

本発明にかかる主結晶粒子9の平均粒径は、誘電体層5の薄層化による高容量化と高絶縁性を達成するという点で0.4μm以下、d90で0.7μm以下が好ましい。d90とは、粒度分布における質量での90%積算累積値である。一方、BST結晶粒子およびBT結晶粒子の粒径の下限値としては誘電体層の比誘電率を高め、かつ比誘電率の温度依存性を抑制するという理由から、0.15μm以上が好ましい。   The average grain size of the main crystal grains 9 according to the present invention is preferably 0.4 μm or less and d90 is 0.7 μm or less in terms of achieving high capacity and high insulation by thinning the dielectric layer 5. d90 is a 90% cumulative cumulative value by mass in the particle size distribution. On the other hand, the lower limit of the particle size of the BST crystal particles and the BT crystal particles is preferably 0.15 μm or more because it increases the relative dielectric constant of the dielectric layer and suppresses the temperature dependence of the relative dielectric constant.

また、本発明にかかる誘電体層5を構成する主結晶粒子9は、BaとTiを主成分とし、Sr成分濃度の異なる結晶粒子である。即ち、Aサイトの一部がSrで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム結晶粒子(BST結晶粒子)と置換Srを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)とからなる。   The main crystal particles 9 constituting the dielectric layer 5 according to the present invention are crystal particles mainly composed of Ba and Ti and having different Sr component concentrations. That is, it consists of perovskite-type barium titanate crystal particles (BST crystal particles) in which a part of the A site is substituted with Sr and perovskite-type barium titanate crystal particles (BT crystal particles) that do not contain substituted Sr.

つまり本発明にかかる主結晶粒子9は、BST結晶粒子9aとBT結晶粒子9bとを含有するものであり、上述のように、このような2種の結晶粒子が共存していることにより優れた特性を示す。そして、本発明にかかる主結晶粒子9のうちBT結晶粒子9bは理想的にはBaTiOで表される。なお本発明において、Srを含有していないBT結晶粒子9bとは、分析値として、Sr濃度が0.2原子%以下であるものであるが、BST結晶粒子9a中に含まれるSr成分がわずかにBT結晶粒子9b中に拡散するものも含まれる。 That is, the main crystal particle 9 according to the present invention contains the BST crystal particle 9a and the BT crystal particle 9b, and is excellent by the coexistence of such two kinds of crystal particles as described above. Show the characteristics. Of the main crystal particles 9 according to the present invention, the BT crystal particles 9b are ideally represented by BaTiO 3 . In the present invention, the BT crystal particle 9b not containing Sr has an Sr concentration of 0.2 atomic% or less as an analytical value, but the Sr component contained in the BST crystal particle 9a is small. And those which diffuse into the BT crystal particles 9b.

一方、BST結晶粒子はSr成分濃度が0.4原子%以上、特に、BST結晶粒子の高い比誘電率をもつ強誘電体としての機能を維持するという点で、Sr成分濃度は0.5〜2.5原子%であることが望ましい。   On the other hand, the BST crystal particles have a Sr component concentration of 0.4 atomic% or more, and in particular, the SST component concentration is 0.5 to 5 in that the BST crystal particles maintain the function as a ferroelectric having a high relative dielectric constant. It is desirable to be 2.5 atomic%.

ここで主結晶粒子9を構成するひとつの結晶粒子であるBST結晶粒子9aは、上記のようにAサイトの一部がSrで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウムであり、理想的には、(Ba1−xSr)TiOで表される。本発明において、上記BST結晶粒子9aにおけるAサイト中のSr置換量は、X=0.01〜0.2、特にX=0.02〜0.07であることが好ましい。Sr置換量がこの範囲内であれば、室温付近の相転移点が十分低温側にシフトし、BT結晶粒子との共存構造により、コンデンサとして使用する温度範囲において優れた温度特性およびDCバイアス特性を確保できるからである。 Here, the BST crystal particle 9a which is one crystal particle constituting the main crystal particle 9 is a perovskite type barium titanate in which a part of the A site is substituted with Sr as described above. represented by Ba 1-x Sr x) TiO 3. In the present invention, the amount of Sr substitution in the A site in the BST crystal particle 9a is preferably X = 0.01 to 0.2, particularly preferably X = 0.02 to 0.07. If the Sr substitution amount is within this range, the phase transition point near room temperature is shifted to a sufficiently low temperature side, and the coexistence structure with BT crystal particles provides excellent temperature characteristics and DC bias characteristics in the temperature range used as a capacitor. This is because it can be secured.

本発明では、誘電体層5の主結晶粒子を構成するBST結晶粒子9aとBT結晶粒子9bとは、上記Sr濃度を規定したときの指標に基づく評価において、誘電体層5の断面もしくは表面の結晶組織におけるそれぞれの結晶粒子の面積比で、BST結晶粒子9aの割合をABST、BT結晶粒子9bの割合をABTとしたときに、ABT/ABST=0.1〜3の関係を有する組織的な割合で共存していることが望ましく、特に、比誘電率、温度特性およびDCバイアス特性をさらに向上させるという点でABT/ABST=0.3〜2が好ましい。 In the present invention, the BST crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b constituting the main crystal particles of the dielectric layer 5 are obtained by evaluating the cross section or surface of the dielectric layer 5 in the evaluation based on the index when the Sr concentration is defined. When the ratio of the BST crystal particles 9a is A BST and the ratio of the BT crystal particles 9b is A BT in the area ratio of each crystal particle in the crystal structure, the relationship of A BT / A BST = 0.1-3 is established. it is desirable to coexist in a tissue proportions having, in particular, dielectric constant, preferably a BT / a BST = 0.3~2 in that further improve the temperature characteristics and the DC bias characteristics.

また、前記BST結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9bは、いずれも、Mg、希土類元素およびMnを含有することを特徴とし、それらの結晶粒子に含まれるMg、希土類元素およびMnを含有量は、主結晶粒子100質量部に対して、MgはMgO換算で0.04〜0.14質量部、希土類元素はRe換算で0.2〜0.9質量部、MnはMnCO換算で0.04〜0.15質量部(被覆する場合にはMnOの形態である。)であれば、さらに静電容量の温度特性を安定化し、かつ高温負荷試験での信頼性を向上できる。 Each of the BST crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b contains Mg, rare earth elements, and Mn. The contents of Mg, rare earth elements, and Mn contained in these crystal particles are mainly With respect to 100 parts by mass of crystal particles, Mg is 0.04 to 0.14 parts by mass in terms of MgO, rare earth elements are 0.2 to 0.9 parts by mass in terms of Re 2 O 3 , and Mn is 0 in terms of MnCO 3. If it is 0.04 to 0.15 parts by mass (in the case of coating, it is in the form of MnO), the temperature characteristics of the capacitance can be further stabilized and the reliability in the high temperature load test can be improved.

さらには、上記静電容量の温度特性の安定化および高温負荷試験での信頼性の向上という点で、BST結晶粒子9aに含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度がBT結晶粒子9bに含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高いことがより好ましい。これらMg、希土類元素およびMnは焼結助剤に由来するものであることから、これらの元素はBST結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9b中に固溶するが、一部、粒界層11に存在し、特に非晶質として存在しやすい。つまり、本発明にかかる誘電体層において、Mg、希土類元素は、BT結晶粒子9bおよびBST結晶粒子9aをコアシェル構造とする成分であり、一方、Mnは還元雰囲気における焼成によって生成するBT結晶粒子9b、BST結晶粒子9a中の酸素欠陥を補償し、絶縁性および高温負荷寿命を高めることができる。   Furthermore, the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST crystal particle 9a is changed to the BT crystal particle 9b in terms of stabilizing the temperature characteristic of the capacitance and improving the reliability in the high temperature load test. More preferably, it is higher than the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained. Since these Mg, rare earth elements and Mn are derived from the sintering aid, these elements are solid-solved in the BST crystal particles 9a and BT crystal particles 9b, but partly exist in the grain boundary layer 11. In particular, it tends to exist as an amorphous material. That is, in the dielectric layer according to the present invention, Mg and rare earth elements are components having the core-shell structure of the BT crystal particles 9b and the BST crystal particles 9a, while Mn is a BT crystal particle 9b generated by firing in a reducing atmosphere. , Oxygen defects in the BST crystal particles 9a can be compensated for, and the insulation and high temperature load life can be improved.

また本発明にかかる誘電体層5では、主結晶粒子9に含まれる希土類元素は粒子表面である粒界層11を最高濃度として結晶粒子表面から粒子内部にかけて濃度勾配を有するとともに、0.05原子%/nm以上であることが望ましい。つまり、希土類元素の濃度勾配がこのような条件であれば、比誘電率および高温負荷寿命の向上とともに容量温度特性としてもX7R規格を満足できる。ここで本発明における希土類元素としては、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Er、Tm、Yb、Lu、Scのうち少なくとも1種が好ましい。   Further, in the dielectric layer 5 according to the present invention, the rare earth element contained in the main crystal grain 9 has a concentration gradient from the crystal grain surface to the inside of the grain with the grain boundary layer 11 as the grain surface being the highest concentration, and 0.05 atom % / Nm or more is desirable. In other words, if the concentration gradient of the rare earth element is such a condition, the X7R standard can be satisfied in terms of the capacitance temperature characteristics as well as the improvement of the relative permittivity and the high temperature load life. Here, the rare earth element in the present invention is preferably at least one of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc.

また、本発明にかかる誘電体層5では、誘電体層5の比誘電率を高く維持でき、かつ加速試験における耐性を高めるという理由から、磁器中に含まれるアルミナの不純物量が1質量%以下であることが望ましい。   Further, in the dielectric layer 5 according to the present invention, the amount of impurities of alumina contained in the porcelain is 1% by mass or less because the relative dielectric constant of the dielectric layer 5 can be maintained high and the resistance in the acceleration test is increased. It is desirable that

上記のように本発明の誘電体磁器においては、BST結晶粒子9aとBT結晶粒子9bとが共存していることを特徴とするものである。このような共存系において、BST結晶粒子9a及びBT結晶粒子9bは、粒子中心よりも粒子表面側に焼結助剤に由来する、特に、Mg及び希土類元素が偏在したコアシェル型構造を形成し、その結果、高誘電率となり、比誘電率の温度依存性やDCバイアス依存性が極めて小さいという特性を有している。   As described above, the dielectric ceramic according to the present invention is characterized in that the BST crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b coexist. In such a coexistence system, the BST crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b are derived from the sintering aid on the particle surface side of the particle center, and in particular, form a core-shell type structure in which Mg and rare earth elements are unevenly distributed, As a result, the dielectric constant becomes high, and the temperature dependence and DC bias dependence of the relative dielectric constant are extremely small.

次に、本発明に係るチタン酸バリウムの主結晶粒子9の特性発現機構について説明する。一般に、BT結晶粒子は、逐次相転移に伴う原子の揺らぎに起因して4000を越す大きな比誘電率を示すが、逐次相転移の前駆現象である原子の揺らぎに起因した高比誘電率の為、DCバイアスの印加による比誘電率の減少が大きい。一方、BT結晶粒子に見られる3つの逐次相転移点の内、最も高温(125℃程度)にある相転移温度は、Aサイトの一部がSrで置換されても殆ど変わることがないが、室温近傍とそれよりさらに低温の構造相転移点は、置換Sr量の増大に比例して低温にシフトする。即ち、BT結晶粒子が高誘電率を示す大きな要因は、室温近傍とさらに低温の構造相転移の前駆現象である原子の揺らぎの増大である為、Aサイトの一部がSrで置換されたBST結晶粒子では、室温近傍及びさらに低温での転移点が低温側にシフトしており、比誘電率は減少するものの、DCバイアス特性は大きく向上する。即ち、本発明の誘電体磁器では、高比誘電率を示し、温度特性に優れたBT結晶粒子と、DCバイアス特性に優れたBST結晶粒子との共存構造を実現する事により、BT結晶に比べDCバイアス特性に優れ、また、BST結晶に比べ高誘電率であり、且つ誘電特性の温度依存性、DCバイアス依存性が小さいという特性を示すものとなる。   Next, the characteristic expression mechanism of the main crystal particles 9 of barium titanate according to the present invention will be described. In general, BT crystal particles exhibit a large relative dielectric constant exceeding 4000 due to atomic fluctuation accompanying sequential phase transition, but because of the high relative dielectric constant due to atomic fluctuation, which is a precursor of sequential phase transition. The relative dielectric constant is greatly reduced by applying the DC bias. On the other hand, the phase transition temperature at the highest temperature (about 125 ° C.) among the three sequential phase transition points found in the BT crystal particles hardly changes even when a part of the A site is replaced with Sr. The structural phase transition point near room temperature and lower than that shifts to a low temperature in proportion to an increase in the amount of substituted Sr. That is, the major factor that the BT crystal particles exhibit a high dielectric constant is an increase in atomic fluctuation, which is a precursor of the structural phase transition near room temperature and at a lower temperature. Therefore, BST in which a part of the A site is substituted with Sr. In the crystal grains, the transition point near room temperature and at a lower temperature is shifted to a lower temperature side, and although the relative permittivity is decreased, the DC bias characteristics are greatly improved. That is, the dielectric ceramic according to the present invention realizes a coexistence structure of BT crystal particles exhibiting a high relative dielectric constant and excellent temperature characteristics and BST crystal particles excellent in DC bias characteristics, thereby making it possible to compare with BT crystals. It exhibits excellent DC bias characteristics, a high dielectric constant compared to the BST crystal, and low temperature dependence and DC bias dependence of the dielectric characteristics.

加えて本発明では、主結晶粒子9は、BaとTiを主成分とし、Sr成分濃度の異なる結晶粒子であり、かつMg、希土類元素およびMnを含有するとともに、Ba、又はBaとCaの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足することが重要であり、さらには、主結晶粒子9を構成する結晶粒子の主要なひとつであるBST結晶粒子9a中のBa、Srの合量をAモル、とTiをBモルとしたときに、モル比で、A/Bが1.003以上であることが望ましい。従来のBST結晶粒子9aでは、Mgおよび希土類元素と混合すると、Srの拡散に伴って粒成長が起こりやすいとされていたのを、本発明ではBST結晶粒子9aのBa、SrサイトとTiサイトとの比であるA/B比を上記のように規定することにより、BST結晶粒子9aの粒成長を抑制できる。   In addition, in the present invention, the main crystal particle 9 is a crystal particle mainly composed of Ba and Ti and having different Sr component concentrations, and contains Mg, rare earth elements and Mn, and a combination of Ba or Ba and Ca. When the amount is A mole and Ti is B mole, it is important to satisfy the relationship of A / B ≧ 1.003 in terms of molar ratio. Furthermore, the crystal grains constituting the main crystal grain 9 When the total amount of Ba and Sr in the BST crystal particle 9a, which is one of the main, is A mole and Ti is B mole, it is desirable that A / B is 1.003 or more in terms of molar ratio. In the conventional BST crystal particle 9a, when it is mixed with Mg and rare earth elements, it is said that grain growth is likely to occur with the diffusion of Sr. In the present invention, the Ba, Sr site and Ti site of the BST crystal particle 9a By defining the A / B ratio, which is the ratio, as described above, the grain growth of the BST crystal grains 9a can be suppressed.

これに対して、BST結晶粒子9aがMg、希土類元素およびMnを含まない場合またはA/B比が1.002以下の場合にはBST結晶粒子9aの粒成長が起こりやすく、絶縁性が低下し、高温負荷での不良が発生しやすくなる。   On the other hand, when the BST crystal particles 9a do not contain Mg, rare earth elements, and Mn, or when the A / B ratio is 1.002 or less, the BST crystal particles 9a are likely to grow, resulting in a decrease in insulation. , Defects at high temperature load are likely to occur.

(製法)
次に、本発明に係る積層セラミックコンデンサの製法について詳細に説明する。図2は、本発明の積層セラミックコンデンサの製法を示す工程図である。
(Manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor according to the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a process diagram showing a method for producing the multilayer ceramic capacitor of the present invention.

本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、Aサイトの一部がSrで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BST粉末)と、置換Srを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BT粉末)との混合粉末に対して、Mg、希土類元素、およびMnの酸化物と、アルミナの含有量が1質量%以下のガラスと、炭酸バリウム粉末とを添加したものであることを特徴とする。   The method for producing a multilayer ceramic capacitor of the present invention is a method for producing a multilayer ceramic capacitor in which a capacitor body molded body configured by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and organic resin and internal electrode patterns is fired. The dielectric powder is a mixed powder of a perovskite-type barium titanate powder (BST powder) in which part of the A site is substituted with Sr and a perovskite-type barium titanate powder (BT powder) that does not contain substituted Sr. On the other hand, it is characterized by adding oxides of Mg, rare earth elements and Mn, glass having an alumina content of 1% by mass or less, and barium carbonate powder.

この場合、前記誘電体粉末が、Aサイトの一部がSrで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BST粉末)と、置換Srを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BT粉末)との混合粉末100質量部に対して、Mg、希土類元素、およびMnを酸化物換算で、合量で0.05〜1.5質量部アルミナの含有量が1質量%以下のガラスを0.5〜1.4質量部、炭酸バリウム粉末を0.01〜1質量部を添加したものであることが高誘電率、高絶縁性、誘電率の温度特性および高温負荷寿命を向上できるという理由から望ましい。   In this case, the dielectric powder includes a perovskite-type barium titanate powder (BST powder) in which a part of the A site is substituted with Sr, and a perovskite-type barium titanate powder (BT powder) that does not contain substituted Sr. With respect to 100 parts by mass of the mixed powder, Mg, rare earth elements, and Mn are converted into oxides, and the total content of 0.05 to 1.5 parts by mass of alumina is 0.5% by mass or less. ~ 1.4 parts by weight, 0.01 to 1 part by weight of barium carbonate powder added, desirable because of high dielectric constant, high insulation, temperature characteristics of dielectric constant and high temperature load life .

(a)工程:本発明の製法では、まず、以下に示す原料粉末をポリビニルブチラール樹脂などの有機樹脂や、トルエンおよびアルコールなどの溶媒とともにボールミルなどを用いて混合してセラミックスラリを調製し、次いで、上記セラミックスラリをドクターブレード法やダイコータ法などのシート成形法を用いてセラミックグリーンシート21を形成する。セラミックグリーンシート21の厚みは、誘電体層の高容量化のための薄層化、高絶縁性を維持するという点で1〜4μmが好ましい。   Step (a): In the production method of the present invention, first, a ceramic slurry is prepared by mixing the following raw material powder with an organic resin such as polyvinyl butyral resin and a solvent such as toluene and alcohol using a ball mill or the like, The ceramic green sheet 21 is formed from the ceramic slurry using a sheet forming method such as a doctor blade method or a die coater method. The thickness of the ceramic green sheet 21 is preferably 1 to 4 μm from the viewpoint of thinning the dielectric layer for increasing the capacity and maintaining high insulation.

本発明の製法に用いられるBaサイトの一部がSrで置換されたBST粉末およびSrを含有していないBT粉末である誘電体粉末は、それぞれ(Ba1−xSr)TiOおよびBaTiOで表される原料粉末である。ここで上記BST粉末におけるAサイト中のSr置換量は、X=0.01〜0.2、特にX=0.03〜0.1であることが好ましい。また、BST粉末は、その構成成分であるAサイト(バリウム)とBサイト(チタン)との原子比A/Bが1.003以上であることが望ましい。これらBT粉末およびBST粉末は、Ba成分、Sr成分およびTi成分を含む化合物を所定の組成になるように混合して合成される。これらの誘電体粉末は、固相法、液相法(蓚酸塩を介して生成する方法を含む)、水熱合成法などから選ばれる合成法により得られたものである。このうち得られる誘電体粉末の粒度分布が狭く、結晶性が高いという理由から水熱合成法により得られた誘電体粉末が望ましい。 The dielectric powders that are BST powder in which part of the Ba site is substituted with Sr and BT powder not containing Sr used in the production method of the present invention are (Ba 1-x Sr x ) TiO 3 and BaTiO 3, respectively. It is the raw material powder represented by these. Here, the amount of Sr substitution in the A site in the BST powder is preferably X = 0.01 to 0.2, particularly preferably X = 0.03 to 0.1. The BST powder preferably has an atomic ratio A / B of A site (barium) and B site (titanium), which is a constituent component, of 1.003 or more. These BT powder and BST powder are synthesized by mixing compounds containing a Ba component, an Sr component, and a Ti component so as to have a predetermined composition. These dielectric powders are obtained by a synthesis method selected from a solid phase method, a liquid phase method (including a method of generating via oxalate), a hydrothermal synthesis method, and the like. Among these, the dielectric powder obtained by the hydrothermal synthesis method is desirable because the particle size distribution of the obtained dielectric powder is narrow and the crystallinity is high.

本発明にかかる誘電体粉末であるチタン酸バリウム粉末(BT粉末)およびチタン酸バリウム・カルシウム粉末(BST粉末)の粒度分布は、誘電体層5の薄層化を容易にし、かつ誘電体粉末の比誘電率を高めるという点で0.15〜0.4μmであることが望ましい。   The particle size distribution of the barium titanate powder (BT powder) and the barium calcium titanate powder (BST powder), which are dielectric powders according to the present invention, facilitates thinning of the dielectric layer 5 and It is desirable to be 0.15 to 0.4 μm from the viewpoint of increasing the relative dielectric constant.

また、このように比誘電率の高い誘電体粉末として、その結晶性はX線回折を用いて評価したときに、例えば、正方晶を示す指数(001)PAAのピークと、立方晶を示す指数(100)PBBのピークとの比がPAA/PBBが1.1以上であることが望ましい。 Further, shown as a high dielectric powder having thus the dielectric constant, the crystallinity when evaluated using X-ray diffraction, for example, the peak of index (001) P AA indicating tetragonal, cubic It is desirable that the ratio of the index (100) P BB to the peak is P AA / P BB is 1.1 or more.

本発明の誘電体層を構成する場合、上記BST粉末とBT粉末との混合比は、焼成後に得られる磁器において、特に、比誘電率、温度特性およびDCバイアス特性をさらに向上させるという点で、BST粉末量を、WBST、BT粉末量をWBT、としたときに、WBST/WBT比が質量比で0.95〜1.05の範囲であることが望ましい。 In the case of constituting the dielectric layer of the present invention, the mixing ratio of the BST powder and the BT powder is a ceramic obtained after firing, particularly in terms of further improving the relative permittivity, temperature characteristics, and DC bias characteristics. When the BST powder amount is W BST and the BT powder amount is W BT , the W BST / W BT ratio is preferably in the range of 0.95 to 1.05 by mass ratio.

上記誘電体粉末に添加するMg、希土類元素およびMnは、BST粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100質量部に対して、酸化物換算で、それぞれ0.04〜0.14質量部、0.2〜0.9質量部、0.04〜0.15質量部であることが好ましい。   Mg, rare earth element and Mn added to the dielectric powder are each 0.04 to 0.14 parts by mass in terms of oxides with respect to 100 parts by mass of dielectric powder which is a mixture of BST powder and BT powder. It is preferable that they are 0.2-0.9 mass part and 0.04-0.15 mass part.

上記誘電体粉末に添加するガラス粉末は、構成成分として、LiO、SiO、BaOおよびCaOにより構成される。ガラス粉末の添加量はBST粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100質量部に対して、0.5〜1.4質量部であることが磁器の焼結性を高めるという点で好ましい。その組成は、LiO=5〜15モル%、SiO=40〜60モル%、BaO=10〜30モル%、およびCaO=10〜30モル%望ましく、また、本発明にかかるガラス粉末では、特に、アルミナの含有量が1質量%以下であることが重要であり、特に、0.1質量%以下が好ましい。アルミナの含有量が1質量%より多い場合には主結晶粒子が粒成長し、比誘電率の温度特性が大きくなり、高温負荷寿命が低下する。炭酸バリウム粉末は、BST粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100質量部に対して、0.01〜1質量部であることが粒成長を抑制するという理由から好ましい。 The glass powder added to the dielectric powder is composed of Li 2 O, SiO 2 , BaO and CaO as constituent components. The addition amount of the glass powder is preferably 0.5 to 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dielectric powder, which is a mixture of BST powder and BT powder, from the viewpoint of enhancing the sinterability of the porcelain. The composition is desirably Li 2 O = 5 to 15 mol%, SiO 2 = 40 to 60 mol%, BaO = 10 to 30 mol%, and CaO = 10 to 30 mol%. In the glass powder according to the present invention, In particular, it is important that the content of alumina is 1% by mass or less, and particularly 0.1% by mass or less is preferable. When the content of alumina is more than 1% by mass, the main crystal grains grow, the temperature characteristics of relative permittivity increase, and the high temperature load life decreases. The barium carbonate powder is preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the dielectric powder, which is a mixture of BST powder and BT powder, for the purpose of suppressing grain growth.

(b)工程:次に、上記得られたセラミックグリーンシート21の主面上に矩形状の内部電極パターン23を印刷して形成する。内部電極パターン23となる導体ペーストは、Ni、Cuもしくはこれらの合金粉末を主成分金属とし、これに共材としてのセラミック粉末を混合し、有機バインダ、溶剤および分散剤を添加して調製する。金属粉末としては、上記誘電体粉末との同時焼成を可能にし、低コストという点でNiが好ましい。セラミック粉末としてはSr濃度の低いBT結晶粒子が好ましいが、導体ペーストにセラミックス粉末を含有させることで、本発明にかかる内部電極層7は、電極層を貫通して上下の誘電体層5を接続するように柱状のセラミックスが形成される。これにより誘電体層5と内部電極層7間の剥離を防止できる。ここで用いるセラミック粉末は、焼成時の柱状のセラミックスの異常粒成長を抑制でき、機械的強度を高くできる。また、内部電極層に形成される柱状のセラミックスの異常粒成長を抑制することによっても積層セラミックコンデンサの容量温度依存性を小さくできる。内部電極パターン23の厚みは積層セラミックコンデンサの小型化および内部電極パターン23による段差を低減するという理由から1μm以下が好ましい。   (B) Step: Next, a rectangular internal electrode pattern 23 is printed and formed on the main surface of the ceramic green sheet 21 obtained above. The conductor paste used as the internal electrode pattern 23 is prepared by using Ni, Cu or an alloy powder thereof as a main component metal, mixing ceramic powder as a co-material with this, and adding an organic binder, a solvent and a dispersant. As the metal powder, Ni is preferable because it enables simultaneous firing with the dielectric powder and is low in cost. BT crystal particles having a low Sr concentration are preferable as the ceramic powder. However, the internal electrode layer 7 according to the present invention connects the upper and lower dielectric layers 5 through the electrode layer by including the ceramic powder in the conductor paste. As a result, columnar ceramics are formed. Thereby, peeling between the dielectric layer 5 and the internal electrode layer 7 can be prevented. The ceramic powder used here can suppress abnormal grain growth of columnar ceramics during firing, and can increase mechanical strength. Moreover, the capacitance temperature dependency of the multilayer ceramic capacitor can be reduced by suppressing the abnormal grain growth of the columnar ceramics formed in the internal electrode layer. The thickness of the internal electrode pattern 23 is preferably 1 μm or less because the multilayer ceramic capacitor is miniaturized and the steps due to the internal electrode pattern 23 are reduced.

なお、本発明によれば、セラミックグリーンシート21上の内部電極パターン23による段差解消のために、内部電極パターンの周囲にセラミックパターン25を内部電極パターン23と実質的に同一厚みで形成することが好ましい。セラミックパターン25を構成するセラミック成分は、同時焼成での焼成収縮を同じにするという点で前記誘電体粉末を用いることが好ましい。   According to the present invention, the ceramic pattern 25 may be formed with substantially the same thickness as the internal electrode pattern 23 around the internal electrode pattern in order to eliminate the step due to the internal electrode pattern 23 on the ceramic green sheet 21. preferable. As the ceramic component constituting the ceramic pattern 25, it is preferable to use the dielectric powder in terms of making the firing shrinkage in the simultaneous firing the same.

(c)工程:次に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート21を所望枚数重ねて、その上下に内部電極パターンを形成していないセラミックグリーンシート21を複数枚、上下層が同じ枚数になるように重ねて、仮積層体を形成する。仮積層体中における内部電極パターンは、長寸方向に半パターンずつずらしてある。このような積層工法により、切断後の積層体の端面に内部電極パターン23が交互に露出されるように形成できる。   Step (c): Next, a desired number of ceramic green sheets 21 on which internal electrode patterns are formed are stacked, a plurality of ceramic green sheets 21 on which no internal electrode pattern is formed, and the same number of upper and lower layers. The temporary laminated body is formed by overlapping. The internal electrode pattern in the temporary laminate is shifted by a half pattern in the longitudinal direction. By such a laminating method, the internal electrode patterns 23 can be alternately exposed on the end faces of the cut laminate.

本発明においては、上記したように、セラミックグリーンシートの主面に内部電極パターンを予め形成しておいて積層する工法のほかに、セラミックグリーンシートを一旦下層側の機材に密着させたあとに、内部電極パターンを印刷し、乾燥させた後に、その印刷乾燥された内部電極パターン上に、内部電極パターンを印刷していないセラミックグリーンシートを重ねて、仮密着させ、このようなセラミックグリーンシートの密着と内部電極パターンの印刷を逐次行う工法によっても形成できる。   In the present invention, as described above, in addition to the method of forming and laminating the internal electrode pattern in advance on the main surface of the ceramic green sheet, after the ceramic green sheet is once in close contact with the underlying equipment, After the internal electrode pattern is printed and dried, a ceramic green sheet on which the internal electrode pattern is not printed is superimposed on the printed and dried internal electrode pattern and temporarily adhered, and the ceramic green sheet is adhered. And an internal electrode pattern can be formed by a method of sequentially printing.

次に、仮積層体を上記仮積層時の温度圧力よりも高温、高圧の条件にてプレスを行い、セラミックグリーンシートと内部電極パターンとが強固に密着された積層体29を形成できる。   Next, the temporary laminate is pressed at a temperature higher and higher than the temperature and pressure at the time of the temporary laminate to form a laminate 29 in which the ceramic green sheet and the internal electrode pattern are firmly adhered.

次に、積層体を、切断線hに沿って、即ち、積層体中に形成されたセラミックパターン29の略中央を、内部電極パターン25の長寸方向に対して垂直方向(図4の(c1)、および図4の(c2))に、内部電極パターンの長寸方向に平行に切断して、内部電極パターンの端部が露出するようにコンデンサ本体成形体が形成される。一方、内部電極パターンの最も幅の広い部分においては、サイドマージン部側にはこの内部電極パターンは露出されていない状態で形成される。   Next, the laminated body is cut along the cutting line h, that is, approximately at the center of the ceramic pattern 29 formed in the laminated body in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the internal electrode pattern 25 ((c1 in FIG. 4). ) And (c2) of FIG. 4, the capacitor body molded body is formed so as to be cut in parallel to the longitudinal direction of the internal electrode pattern so that the end portion of the internal electrode pattern is exposed. On the other hand, in the widest portion of the internal electrode pattern, the internal electrode pattern is formed in an unexposed state on the side margin portion side.

次に、このコンデンサ本体成形体を、所定の雰囲気下、温度条件で焼成してコンデンサ本体が形成され、場合によっては、このコンデンサ本体の稜線部分の面取りを行うとともに、コンデンサ本体の対向する端面から露出する内部電極層を露出させるためにバレル研磨を施しても良い。本発明の製法において、脱脂は500℃までの温度範囲で、昇温速度が5〜20℃/h、焼成温度は最高温度が1130〜1230℃の範囲、脱脂から最高温度までの昇温速度が200〜500℃/h、最高温度での保持時間が0.5〜4時間、最高温度から1000℃までの降温速度が200〜500℃/h、雰囲気(酸素濃度PO)が10−7〜10−5Pa、焼成後の熱処理(再酸化処理)最高温度が900〜1100℃、
雰囲気が窒素中であることが好ましい。
Next, this capacitor body molded body is fired under a predetermined atmosphere at a temperature condition to form a capacitor body. In some cases, the capacitor body is chamfered at the ridge line portion, and from the opposite end surface of the capacitor body. Barrel polishing may be performed to expose the exposed internal electrode layer. In the production method of the present invention, degreasing is in the temperature range up to 500 ° C., the heating rate is 5 to 20 ° C./h, the firing temperature is in the range of 1130 to 1230 ° C., and the heating rate from degreasing to the maximum temperature is 200 to 500 ° C./h, holding time at the maximum temperature is 0.5 to 4 hours, the rate of temperature decrease from the maximum temperature to 1000 ° C. is 200 to 500 ° C./h, and the atmosphere (oxygen concentration PO 2 ) is 10 −7 to 10 −5 Pa, heat treatment (reoxidation treatment) maximum temperature after firing is 900 to 1100 ° C.,
The atmosphere is preferably in nitrogen.

次に、このコンデンサ本体3の対向する端部に、外部電極ペーストを塗布して焼付けを行い外部電極5が形成される。また、この外部電極5の表面には実装性を高めるためにメッキ膜が形成される。   Next, an external electrode paste is applied to the opposite ends of the capacitor body 3 and baked to form the external electrodes 5. A plating film is formed on the surface of the external electrode 5 in order to improve mountability.

次に、本発明に係る他の誘電体粉末を用いた場合について説明する。本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、上記したようなBST粉末およびBT粉末に対してMg、希土類元素、Mnの酸化物粉末を添加する方法とは別に、BST粉末およびBT粉末などの誘電体粉末に、予め、Mg、希土類元素、Mnの酸化物粉末を被覆した誘電体粉末を用いることもできる。この場合、誘電体粉末が異なる以外は、図4(a)工程〜(c)工程は同じである。     Next, the case where another dielectric powder according to the present invention is used will be described. In the production method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention, apart from the method of adding Mg, rare earth element, Mn oxide powder to the BST powder and BT powder as described above, dielectric powder such as BST powder and BT powder. In addition, a dielectric powder previously coated with oxide powders of Mg, rare earth elements, and Mn can be used. In this case, the steps (a) to (c) in FIG. 4 are the same except that the dielectric powder is different.

即ち、本発明の本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、それぞれ、Mg、希土類元素およびMnの酸化物を被覆してなり、Aサイトの一部がSrで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BST粉末)、置換Srを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BT粉末)との混合粉末100質量部に対して、アルミナの含有量が1質量%以下のガラスを0.5〜1.4質量部、炭酸バリウムを0.01〜1質量部、を添加したものであることが好ましい。   That is, the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention is a multilayer ceramic that fires a capacitor body molded body formed by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and organic resin and internal electrode patterns. In the method of manufacturing a capacitor, the dielectric powder is coated with an oxide of Mg, rare earth element, and Mn, and a perovskite-type barium titanate powder (BST powder) in which a part of the A site is substituted with Sr, 0.5 to 1.4 parts by mass of glass having an alumina content of 1% by mass or less with respect to 100 parts by mass of mixed powder with perovskite-type barium titanate powder (BT powder) not containing substituted Sr, It is preferable to add 0.01 to 1 part by mass of barium carbonate.

この場合、前記Mg、希土類元素およびMnの酸化物を添加する場合に比較して、Mg、希土類元素およびMnの酸化物は少なく、特に、Mgおよび希土類元素量を減らすことができる。このためBT粉末およびBST粉末の比誘電率の低下を抑制でき、このことから用いるBT粉末およびBST粉末についてより微粒なものを用いることができる。   In this case, compared with the case where the oxides of Mg, rare earth elements and Mn are added, there are few oxides of Mg, rare earth elements and Mn, and in particular, the amount of Mg and rare earth elements can be reduced. For this reason, the fall of the dielectric constant of BT powder and BST powder can be suppressed, and a more fine thing can be used about BT powder and BST powder used from this.

BTおよびBST粉末へのMg、希土類元素およびMnの酸化物に被覆は、BTおよびBST粉末に所定量のMg、希土類元素およびMnの酸化物を混合し、メカノケミカル的な方法により被覆できる。   The BT and BST powders can be coated with Mg, rare earth elements and Mn oxides by mixing a predetermined amount of Mg, rare earth elements and Mn oxides with the BT and BST powders, and by a mechanochemical method.

そして、本発明では、BSTおよびBT粉末に個々にMg、希土類元素およびMnを被覆できることからその被覆量を変化させることができる。本発明では、BST粉末に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度が、BT粉末に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高いことが望ましい。BST粉末に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度をBT粉末に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高くすることにより、焼成時により粒成長しやすいBST粉末の粒成長を効果的に抑制できる。それとともにBST粉末からのSrの拡散を抑制できる。   In the present invention, since the BST and BT powders can be individually coated with Mg, rare earth elements, and Mn, the coating amount can be changed. In the present invention, the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST powder is preferably higher than the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT powder. By making the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST powder higher than the total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT powder, grains of the BST powder that are more likely to grow during firing Growth can be effectively suppressed. At the same time, diffusion of Sr from the BST powder can be suppressed.

上記述べた本発明にかかるBST結晶粒子およびBT結晶粒子は、一般に、いずれも焼結時に原子拡散による粒成長を起こしやすく、微小粒径の緻密な焼結体を得にくいものである。特に、用いる原料粒子サイズがサブミクロンより小さい場合、粒子体積に対し、表面積が大きな割合を占め、表面エネルギーが大きいことによって、エネルギー的に不安定な状態になってしまう。このため、焼成に際して、原子拡散による粒成長を生じ、表面積が小さくなって表面エネルギーの低下による安定化が生じる。従って、粒成長が起こりやすく、微小サイズの粒子からなる緻密焼結体は得にくいものとなっている。   The BST crystal particles and BT crystal particles according to the present invention described above generally tend to cause grain growth by atomic diffusion during sintering, and it is difficult to obtain a dense sintered body having a fine particle diameter. In particular, when the raw material particle size to be used is smaller than submicron, the surface area occupies a large proportion with respect to the particle volume, and the surface energy is large, resulting in an energetically unstable state. For this reason, during firing, grain growth is caused by atomic diffusion, the surface area is reduced, and stabilization is caused by a reduction in surface energy. Therefore, grain growth is likely to occur, and it is difficult to obtain a dense sintered body made of fine particles.

具体的には、0.2μmより小さい微小粒子サイズのBT結晶粒子9bおよびBST結晶粒子9aからなる焼結体は、容易に固溶・粒成長を生じ、粒子間の原子の移動を抑制するものを粒子間に導入しなければ1μmを越える大きな粒子サイズからなる焼結体が形成されてしまい、サブミクロン以下の微小粒子サイズからなる緻密な焼結体を得るのは困難である。しかるに、本発明では、微小結晶原料とともに、BST結晶粒子9a中のBa、Srの合量とTiとのモル比A/Bを1.003以上とし、かつMgとYの様な希土類元素を添加剤として導入し、さらに焼成条件を調整する事により、原料結晶粒子のサイズを反映した微小粒子焼結体を得ることができる。BT結晶粒子9bあるいはBST結晶粒子9aにおいて、Ba、Sr側の元素比を高くすると、主結晶粒子9の表面に多く存在することにより、これらBaおよびその他の添加物は、粒子表面に拡散し液相を形成する事により、焼結を促進するとともに、粒界近傍及び粒界に存在して母相であるBT、BST結晶粒子間におけるBa、Sr、Ti原子の移動を抑制し粒成長を抑制する。この結果、結晶粒子表面に、バリウムのほかにMg及び希土類元素が拡散固溶した結晶相が形成されることになる。即ち、Mg及び希土類元素が粒子表面に偏在したコアシェル構造が形成される。尚、このようなコアシェル構造の形成は、これらの結晶粒子を透過型電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。   Specifically, the sintered body composed of BT crystal particles 9b and BST crystal particles 9a having a fine particle size smaller than 0.2 μm easily causes solid solution / growth and suppresses movement of atoms between the particles. If no is introduced between the particles, a sintered body having a large particle size exceeding 1 μm is formed, and it is difficult to obtain a dense sintered body having a fine particle size of submicron or less. However, in the present invention, the microcrystal raw material is added with a molar ratio A / B of the total amount of Ba and Sr in the BST crystal particles 9a and Ti of 1.003 or more, and a rare earth element such as Mg and Y is added. By introducing it as an agent and adjusting the firing conditions, a fine particle sintered body reflecting the size of the raw crystal particles can be obtained. In the BT crystal particle 9b or the BST crystal particle 9a, when the element ratio on the Ba and Sr side is increased, the Ba and other additives are present on the surface of the main crystal particle 9, so that these Ba and other additives are diffused to the particle surface. Sintering is promoted by forming a phase, and the growth of Ba, Sr, and Ti atoms between BT and BST crystal grains that are in the vicinity of and at the grain boundary is suppressed and grain growth is suppressed. To do. As a result, a crystal phase in which Mg and rare earth elements are diffused and dissolved in addition to barium is formed on the crystal particle surface. That is, a core-shell structure in which Mg and rare earth elements are unevenly distributed on the particle surface is formed. The formation of such a core-shell structure can be confirmed by observing these crystal particles with a transmission electron microscope.

積層セラミックコンデンサを以下のようにして作製した。用いる原料粉末の種類、平均粒径、添加量、焼成温度を表1に示した。ここで用いるBT粉末およびBST粉末におけるA/Bサイト比は1.001および1.003のものを用いた。BTおよびBST粉末の粒径は主体が0.2〜0.4μmのものを用いた。ガラス粉末の組成はSiO=50、BaO=20、CaO=20、LiO=10(モル%)とした。表1における被覆あり、なしとは、BT粉末、BST粉末にMg、Y、Mnを酸化物で被覆したものであり、また、表1に示す量だけアルミナを含有するガラス粉末を用いた。 A multilayer ceramic capacitor was produced as follows. Table 1 shows the type of raw material powder used, the average particle size, the amount added, and the firing temperature. The BT powder and BST powder used here had A / B site ratios of 1.001 and 1.003. BT and BST powders having a main particle size of 0.2 to 0.4 μm were used. The composition of the glass powder was SiO 2 = 50, BaO = 20, CaO = 20, and Li 2 O = 10 (mol%). “With or without coating” in Table 1 means that BT powder or BST powder was coated with Mg, Y, or Mn with an oxide, and glass powder containing alumina in the amount shown in Table 1 was used.

上記粉末を直径5mmのジルコニアボールを用いて、溶媒としてトルエンとアルコールとの混合溶媒を添加し湿式混合した。次に、湿式混合した粉末にポリビニルブチラール樹脂およびトルエンとアルコールの混合溶媒を添加し、同じく直径5mmのジルコニアボールを用いて湿式混合しセラミックスラリを調製し、ドクターブレード法により厚み3μmのセラミックグリーンシートを作製した。   Using a zirconia ball having a diameter of 5 mm, the above powder was wet mixed by adding a mixed solvent of toluene and alcohol as a solvent. Next, a polyvinyl butyral resin and a mixed solvent of toluene and alcohol are added to the wet-mixed powder, and wet-mixed using a zirconia ball having a diameter of 5 mm to prepare a ceramic slurry, and a ceramic green sheet having a thickness of 3 μm by the doctor blade method. Was made.

次に、このセラミックグリーンシートの上面にNiを主成分とする矩形状の内部電極パターンを複数形成した。内部電極パターンに用いた導体ペーストは、Ni粉末は平均粒径0.3μmのものを、共材としてグリーンシートに用いたBT粉末をNi粉末100質量部に対して30質量部添加した。   Next, a plurality of rectangular internal electrode patterns mainly composed of Ni were formed on the upper surface of the ceramic green sheet. The conductor paste used for the internal electrode pattern was Ni powder having an average particle size of 0.3 μm, and 30 parts by mass of BT powder used for a green sheet as a co-material with respect to 100 parts by mass of Ni powder.

次に、内部電極パターンを印刷したセラミックグリーンシートを360枚積層し、その上下面に内部電極パターンを印刷していないセラミックグリーンシートをそれぞれ20枚積層し、プレス機を用いて温度60℃、圧力10Pa、時間10分の条件で一括積層し、所定の寸法に切断した。 Next, 360 ceramic green sheets on which internal electrode patterns were printed were laminated, and 20 ceramic green sheets on which the internal electrode patterns were not printed were laminated on the upper and lower surfaces, respectively, using a press machine at a temperature of 60 ° C. and pressure The layers were laminated together under the conditions of 10 7 Pa and time 10 minutes, and cut into predetermined dimensions.

次に、積層成形体を10℃/hの昇温速度で大気中で300℃/hにて脱バインダ処理を行い、500℃からの昇温速度が300℃/hの昇温速度で、1155〜1200℃(酸素分圧10−6Paで2時間焼成し、続いて300℃/hの降温速度で1000℃まで冷却し、窒素雰囲気中1000℃で4時間再酸化処理をし、300℃/hの降温速度で冷却し、コンデンサ本体を作製した。このコンデンサ本体の大きさは2×1×1mm、誘電体層の厚みは2μmであった。 Next, the laminated molded body was subjected to binder removal treatment at 300 ° C./h in the atmosphere at a temperature rising rate of 10 ° C./h, and the temperature rising rate from 500 ° C. was 1155 ° C. at a temperature rising rate of 300 ° C./h. ˜1200 ° C. (calcined at an oxygen partial pressure of 10 −6 Pa for 2 hours, then cooled to 1000 ° C. at a temperature drop rate of 300 ° C./h, re-oxidized at 1000 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere, The capacitor body was manufactured by cooling at a temperature lowering rate of h. The size of the capacitor body was 2 × 1 × 1 mm 3 and the thickness of the dielectric layer was 2 μm.

次に、焼成した電子部品本体をバレル研磨した後、電子部品本体の両端部にCu粉末とガラスを含んだ外部電極ペーストを塗布し、850℃で焼き付けを行い外部電極を形成した。その後、電解バレル機を用いて、この外部電極の表面に、順にNiメッキ及びSnメッキを行い、積層セラミックコンデンサを作製した。   Next, after the sintered electronic component body was barrel-polished, an external electrode paste containing Cu powder and glass was applied to both ends of the electronic component body, and baked at 850 ° C. to form external electrodes. Thereafter, using an electrolytic barrel machine, Ni plating and Sn plating were sequentially performed on the surface of the external electrode to produce a multilayer ceramic capacitor.

上記作製した積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層は、断面の結晶組織におけるそれぞれの結晶粒子の面積比で、BST結晶粒子の割合をABST、BT結晶粒子の割合をABTとしたときに、ABT/ABST=0.8〜1.2であった。また、チタン酸バリウム結晶粒子に含まれる希土類元素(イットリウム)は粒子表面である粒界層を最高濃度として結晶粒子表面から粒子内部にかけて0.05原子%/nm以上の濃度勾配を有していた。 The dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor produced above has an area ratio of crystal grains in a cross-sectional crystal structure, and the ratio of BST crystal particles is A BST and the ratio of BT crystal particles is A BT . ABT / ABST = 0.8 to 1.2. In addition, the rare earth element (yttrium) contained in the barium titanate crystal particles had a concentration gradient of 0.05 atomic% / nm or more from the crystal particle surface to the inside of the particle with the grain boundary layer on the particle surface being the highest concentration. .

次に、これらの積層セラミックコンデンサについて以下の評価を行った。   Next, the following evaluation was performed on these multilayer ceramic capacitors.

静電容量および比誘電率ならびに比誘電率の温度特性は、周波数1.0kHz、測定電圧0.5Vrmsの測定条件で行った。比誘電率は、静電容量と内部電極層の有効面積、誘電体層の厚みから算出した。高温負荷試験については、125℃、9.45Vの条件で初期不良発生まで評価した。   The temperature characteristics of the capacitance, relative permittivity, and relative permittivity were measured under the measurement conditions of a frequency of 1.0 kHz and a measurement voltage of 0.5 Vrms. The relative dielectric constant was calculated from the capacitance, the effective area of the internal electrode layer, and the thickness of the dielectric layer. The high temperature load test was evaluated until the initial failure occurred under the conditions of 125 ° C. and 9.45V.

また、誘電体層を構成するBT型結晶粒子とBST型結晶粒子の平均粒径は走査型電子顕微鏡(SEM)により求めた。研磨面をエッチングし、電子顕微鏡写真内の結晶粒子を任意に20個選択し、インターセプト法により各結晶粒子の最大径を求め、それらの平均値を求めた。   The average particle size of the BT type crystal particles and the BST type crystal particles constituting the dielectric layer was determined by a scanning electron microscope (SEM). The polished surface was etched, 20 crystal particles in the electron micrograph were arbitrarily selected, the maximum diameter of each crystal particle was determined by the intercept method, and the average value thereof was determined.

Sr濃度については透過電子顕微鏡およびEDS(元素分析装置)を用いて中心部近傍の任意の場所を分析した。その際、Sr濃度が0.4原子%よりも高いもの(小数点2位四捨五入)に関してSr濃度の高い誘電体粒子とした。この分析は主結晶粒子100〜150個について行った。

Figure 2006179675
The Sr concentration was analyzed at an arbitrary location near the center using a transmission electron microscope and EDS (elemental analyzer). At that time, dielectric particles having a high Sr concentration were used for those having a Sr concentration higher than 0.4 atomic% (rounded to the second decimal place). This analysis was performed on 100 to 150 main crystal particles.
Figure 2006179675

Figure 2006179675
Figure 2006179675

表1、2の結果から明らかなように、BT粉末およびBST粉末にMg、Y、Mnを含み、かつBaとTiのA/Bサイト比が1.003以上である本発明にかかる試料では、アルミナ含有量の多いガラス粉末を用いた試料No.2を除き、焼成温度が1155〜1200℃において焼成したもの全ての温度領域において、比誘電率が3500以上、温度特性が125℃において−15%以内の範囲であり、絶縁破壊電圧(BDV)が150V以上、高温負荷試験(125℃、9.45v)での耐久時間が1000時間以上であった。   As is clear from the results in Tables 1 and 2, in the sample according to the present invention in which BT powder and BST powder contain Mg, Y, Mn and the A / B site ratio of Ba and Ti is 1.003 or more, Sample No. using glass powder with high alumina content. Except 2, the dielectric constant is 3500 or more, the temperature characteristics are within -15% at 125 ° C., and the dielectric breakdown voltage (BDV) is in all the temperature ranges fired at a firing temperature of 1155 to 1200 ° C. The durability time in a high-temperature load test (125 ° C., 9.45 v) was 1000 hours or more at 150 V or more.

一方、BTおよびBST粉末のA/Bサイト比が1.001以下のものに対して、炭酸バリウムを加えなかった試料では、焼成温度が1155〜1200℃において焼成した温度領域において、1170℃での特性は上記本発明の試料と同じ程度の比誘電率を示したが、1170℃より高い温度の1185℃以上の温度、もしくは1150℃の温度で焼成した試料について静電容量の温度特性が大きく、高温負荷試験(125℃、9.45v)での耐久性がなかった。また、ガラス粉末中に含まれるアルミナ量が本発明の範囲外の試料においても1200℃焼成したサンプルの温度特性がX7R特性および高温負荷寿命を満足しなかった。   On the other hand, in the sample in which the barium carbonate was not added to the BT and BST powder having an A / B site ratio of 1.001 or less, in the temperature range where the firing temperature was 1155 to 1200 ° C, The characteristic showed the same dielectric constant as the sample of the present invention, but the temperature characteristic of the capacitance was large for the sample fired at a temperature higher than 1170 ° C. or higher than 1185 ° C. or 1150 ° C. There was no durability in a high temperature load test (125 degreeC, 9.45v). Further, even in a sample in which the amount of alumina contained in the glass powder was outside the range of the present invention, the temperature characteristics of the sample fired at 1200 ° C. did not satisfy the X7R characteristics and the high temperature load life.

本発明の積層セラミックコンデンサの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor of this invention. 本発明の積層セラミックコンデンサの製法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンデンサ本体
3 外部電極
5 誘電体層
7 内部電極層
9 主結晶粒子
9a BST結晶粒子
9b BT結晶粒子
21 セラミックグリーンシート
23 内部電極パターン
25 セラミックパターン
29 積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor body 3 External electrode 5 Dielectric layer 7 Internal electrode layer 9 Main crystal particle 9a BST crystal particle 9b BT crystal particle 21 Ceramic green sheet 23 Internal electrode pattern 25 Ceramic pattern 29 Laminate

Claims (10)

主結晶粒子と粒界相とからなる誘電体層と、内部電極層とを交互に積層してなるコンデンサ本体を具備する積層セラミックコンデンサにおいて、前記主結晶粒子は、BaとTiを主成分とし、Sr成分濃度の異なる結晶粒子であり、かつMg、希土類元素およびMnを含有するとともに、前記誘電体層はBa、又はBaとSrの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足することを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 In a multilayer ceramic capacitor having a capacitor body in which dielectric layers composed of main crystal grains and grain boundary phases and internal electrode layers are alternately stacked, the main crystal grains are mainly composed of Ba and Ti, Crystal grains having different Sr component concentrations and containing Mg, rare earth elements and Mn, and when the dielectric layer is Ba or the total amount of Ba and Sr is A mol and Ti is B mol, A multilayer ceramic capacitor characterized by satisfying a relationship of A / B ≧ 1.003 in terms of a molar ratio. 主結晶粒子は、Sr成分濃度が0.2原子%以下のBT結晶粒子と、Sr成分濃度が0.4原子%以上のBST結晶粒子とからなり、かつ前記Sr成分濃度が0.4原子%以上のBST結晶粒子中のBaとSrの合量をAモルとし、TiをBモルとしたときに、モル比で、A/B≧1.003の関係を満足する請求項1記載の積層セラミックコンデンサ。 The main crystal particles are composed of BT crystal particles having an Sr component concentration of 0.2 atomic% or less and BST crystal particles having an Sr component concentration of 0.4 atomic% or more, and the Sr component concentration is 0.4 atomic%. 2. The multilayer ceramic according to claim 1, wherein when the total amount of Ba and Sr in the BST crystal particles is A mol and Ti is B mol, the molar ratio satisfies the relationship of A / B ≧ 1.003. Capacitor. BST結晶粒子に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度が、BT結晶粒子に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高い請求項1又は2に記載の積層セラミックコンデンサ。 The multilayer ceramic capacitor according to claim 1 or 2, wherein a total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST crystal particles is higher than a total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT crystal particles. 主結晶粒子の平均粒径が0.4μm以下である請求項1乃至3のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。 4. The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein an average particle size of the main crystal particles is 0.4 μm or less. 誘電体層の厚みが3μm以下、積層数が100層以上である請求項1乃至4のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサ。 5. The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein the dielectric layer has a thickness of 3 μm or less and the number of laminated layers is 100 or more. 誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、(ア)Sr成分濃度の異なる少なくとも2種以上のBaおよびTiを主成分とする混合粉末であり、該混合粉末に対して、(イ)Mg、希土類元素、およびMnの酸化物と、(ウ)アルミナの含有量が1質量%以下のガラス粉末と、(エ)炭酸バリウム粉末とを添加したものであることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製法。 In the method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor in which a capacitor body formed by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and an organic resin and internal electrode patterns is laminated, the dielectric powder comprises (a) Sr. A mixed powder mainly composed of at least two kinds of Ba and Ti having different component concentrations. The mixed powder contains (a) an oxide of Mg, a rare earth element, and Mn, and (c) an alumina. A method for producing a multilayer ceramic capacitor, comprising a glass powder having an amount of 1% by mass or less and (d) a barium carbonate powder. 誘電体粉末と有機樹脂とを含有するグリーンシートと内部電極パターンとを交互に積層して構成されたコンデンサ本体成形体を焼成する積層セラミックコンデンサの製法において、前記誘電体粉末が、(カ)それぞれ、Mg、希土類元素およびMnの酸化物を被覆してなり、(キ)Aサイトの一部がSrで置換されたBaおよびTiを主成分とする粉末(BST粉末)、Srを含有していないBaおよびTiを主成分とする粉末(BT粉末)との混合粉末を含有し、該混合粉末に対して、(ク)アルミナの含有量が1質量%以下のガラスと、(ケ)炭酸バリウム粉末とを添加したものであることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製法。 In the method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor in which a capacitor main body formed by alternately laminating green sheets containing dielectric powder and an organic resin and internal electrode patterns is laminated, the dielectric powder comprises: , Mg, rare earth elements and Mn oxides, and (x) Ba and Ti powders (BST powder) in which part of A site is replaced by Sr, not containing Sr A mixed powder of powders (BT powder) containing Ba and Ti as main components, and (g) a glass having an alumina content of 1% by mass or less with respect to the mixed powder, and (g) barium carbonate powder A method for producing a multilayer ceramic capacitor characterized by comprising: BST粉末中のBaおよびSrをA、TiをBとしたときに、モル比で、A/Bが1.003以上である請求項6又は7に記載の積層セラミックコンデンサの製法。 The method for producing a multilayer ceramic capacitor according to claim 6 or 7, wherein A / B is 1.003 or more in terms of molar ratio, where Ba and Sr in the BST powder are A and Ti is B. BST粉末に含まれるMg、希土類元素およびMnの合量濃度が、BT粉末に含まれる前記Mg、希土類元素およびMnの合量濃度よりも高い請求項6乃至8のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサの製法。 The multilayer ceramic capacitor according to any one of claims 6 to 8, wherein a total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BST powder is higher than a total concentration of Mg, rare earth element and Mn contained in the BT powder. The manufacturing method. BST粉末、BT粉末、ガラス粉末および炭酸バリウム粉末の平均粒径がいずれも0.5μm以下である請求項6乃至9のうちいずれか記載の積層セラミックコンデンサの製法。 10. The method for producing a multilayer ceramic capacitor according to claim 6, wherein the BST powder, the BT powder, the glass powder, and the barium carbonate powder all have an average particle size of 0.5 μm or less.
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