JP2007258477A - Laminated electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents

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Hirosuke Takano
Mari Miyauchi
真理 宮内
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陽 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated electronic component which can be baked in a reductive atmosphere, has excellent DC bias characteristics, has decreased electrostriction quantity when a voltage is applied, and further, has an improved relative permittivity and capacitive temperature characteristics. <P>SOLUTION: The laminated electronic component has a dielectric layer and an internal electrode layer, wherein the dielectric layer consists of a dielectric porcelain composition containing BaTiO<SB>3</SB>, SrTiO<SB>3</SB>and CaTiO<SB>3</SB>as main components, and forming a composite structure in which these BaTiO<SB>3</SB>, SrTiO<SB>3</SB>and CaTiO<SB>3</SB>do not substantially form a solid solution with each other but contained as a form of a plurality of BaTiO<SB>3</SB>crystal particles, SrTiO<SB>3</SB>crystal particles and CaTiO<SB>3</SB>crystal particles, and in the dielectric layer, the difference (A<SB>BT</SB>-B<SB>BT</SB>) between a proportion A<SB>BT</SB>[%] of BaTiO<SB>3</SB>crystal particles in electrode contact particles 2a as particles directly contacting the internal electrode layer 3 and a proportion B<SB>BT</SB>[%] of BaTiO<SB>3</SB>crystal particles in non-electrode contact particles 2b as particles not contacting the internal electrode layer 3 is 5% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサなどの積層型電子部品と、その製造方法と、に関する。   The present invention relates to a multilayer electronic component such as a multilayer ceramic capacitor and a manufacturing method thereof.

積層セラミックコンデンサは、小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用されており、電気機器および電子機器の中で使用される個数も多数にのぼる。近年、機器の小型かつ高性能化に伴い、積層型セラミックコンデンサに対する更なる小型化、大容量化、低価格化、高信頼性化への要求はますます厳しくなっている。   Multilayer ceramic capacitors are widely used as small-sized, large-capacity, high-reliability electronic components, and the number used in electrical and electronic devices is large. In recent years, with the miniaturization and high performance of devices, the demand for further miniaturization, larger capacity, lower cost, and higher reliability of multilayer ceramic capacitors has become increasingly severe.

現在、小型、高容量のセラミックコンデンサには、一般に、強誘電体セラミック材料が使われている。このような強誘電体セラミック材料は、電界を印加した際に、機械的歪みが発生するという電歪現象を伴うため、強誘電体セラミック材料を用いたセラミックコンデンサに電圧を印加すると、電歪現象による振動が発生する。   At present, ferroelectric ceramic materials are generally used for small-sized and high-capacity ceramic capacitors. Such a ferroelectric ceramic material is accompanied by an electrostriction phenomenon in which mechanical distortion occurs when an electric field is applied. Therefore, when a voltage is applied to a ceramic capacitor using a ferroelectric ceramic material, the electrostriction phenomenon occurs. Vibration due to.

特に、このような電歪現象は、セラミックコンデンサを回路基板上に実装した場合に、たとえば、電圧の変動により、コンデンサ自身だけでなく、基板や、さらには周りの部品を振動させる原因となり、ときに可聴振動数(20〜20000Hz)の振動音を発することがある。この振動音は人に不快な音域の場合もあり、対策が必要とされていた。   In particular, such an electrostriction phenomenon can cause vibration of not only the capacitor itself but also the board and surrounding components when a ceramic capacitor is mounted on a circuit board. May emit a vibration sound having an audible frequency (20 to 20000 Hz). This vibration sound may be in a range that is uncomfortable for humans, and countermeasures have been required.

これに対し、たとえば、特許文献1では、電歪現象によるセラミックコンデンサの振動の基板への伝達を抑止するために、外部端子電極と基板とを接続するための電極接続部をセラミックコンデンサに設け、コンデンサ素子本体の下面と基板との間に一定の離隔距離を設けることが提案されている。   On the other hand, for example, in Patent Document 1, in order to suppress the transmission of the vibration of the ceramic capacitor due to the electrostriction phenomenon to the substrate, the ceramic capacitor is provided with an electrode connection portion for connecting the external terminal electrode and the substrate, It has been proposed to provide a certain separation distance between the lower surface of the capacitor element body and the substrate.

しかしながら、この文献のように、電極接続部により、一定の離隔距離を設ける方法を採用すると、セラミックコンデンサの製造コストが高くなってしまうという点や、コンデンサの高さ方向が大きくなってしまい、小型化が困難となってしまうという点より、さらなる改良が望まれていた。   However, as described in this document, if a method of providing a certain separation distance by the electrode connecting portion is adopted, the manufacturing cost of the ceramic capacitor increases, and the height direction of the capacitor increases, resulting in a small size. Further improvement has been desired in view of the difficulty in making it easier.

また、特許文献2には、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸バリウムを含有し、これら3つの組成モル比について少なくともチタン酸バリウムの組成モル比が0.3以下であり、正方晶または斜方晶の少なくとも何れか一方の結晶構造を含むことを特徴とする誘電体磁器組成物が開示されている。この文献記載の誘電体磁器組成物は、特に、第3次高調波歪み(THD)を低減することを目的としている。しかしながら、この文献の誘電体磁器組成物では、上述した電歪現象の改善については十分ではなく、しかも、主成分であるチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸バリウムを互いに固溶させた構成を採用しているため、容量温度特性が十分ではなく、たとえば、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC/C=±22%以内)を満足することができなかった。   Patent Document 2 contains calcium titanate, strontium titanate, and barium titanate, and the compositional molar ratio of at least barium titanate is 0.3 or less with respect to these three compositional molar ratios. A dielectric ceramic composition comprising at least one crystal structure of a tetragonal crystal is disclosed. The dielectric ceramic composition described in this document is particularly intended to reduce third harmonic distortion (THD). However, the dielectric ceramic composition of this document is not sufficient for improving the above-described electrostriction phenomenon, and has a structure in which the main components calcium titanate, strontium titanate and barium titanate are dissolved in each other. Since it is employed, the capacity-temperature characteristic is not sufficient, and for example, the X6S characteristic of the EIA standard (−55 to 105 ° C., ΔC / C = within ± 22%) cannot be satisfied.

なお、上記のような構成を有する積層セラミックコンデンサは、一般に、セラミック粉末およびバインダを主成分とするセラミックグリーンシートに、内部電極形成用の電極ペーストを所定パターンで印刷して積層した後、同時焼成して一体焼結させ、最後に外部電極を形成して製造される。内部電極の導電材としては、PdやPd合金が用いられていたが、Pdは高価であるため、比較的安価なNiやNi合金等の卑金属が使用されるようになってきている。しかしながら、NiやNi合金等の卑金属は、誘電体層を構成する誘電体粉末よりも低い温度で焼結してしまうという性質を有している。そのため、たとえば、特許文献3,4のように、内部電極層の焼結挙動を、誘電体層の焼結挙動に近づけるために、内部電極を形成するための電極ペーストに、共材としてセラミック粉末を添加する方法が知られている。   In general, a multilayer ceramic capacitor having the above-described configuration is generally formed by printing an electrode paste for forming an internal electrode in a predetermined pattern on a ceramic green sheet mainly composed of ceramic powder and a binder, and then simultaneously firing them. Then, it is integrally sintered, and finally an external electrode is formed. As the conductive material for the internal electrode, Pd or Pd alloy is used. However, since Pd is expensive, a relatively inexpensive base metal such as Ni or Ni alloy has been used. However, base metals such as Ni and Ni alloys have the property of being sintered at a lower temperature than the dielectric powder constituting the dielectric layer. Therefore, for example, as in Patent Documents 3 and 4, in order to bring the sintering behavior of the internal electrode layer closer to the sintering behavior of the dielectric layer, ceramic powder as a co-material is used as an electrode paste for forming the internal electrode. A method of adding is known.

特開2004−335963号公報JP 2004-335963 A 特開2000−264729号公報JP 2000-264729 A 特開2003−68559号公報JP 2003-68559 A 特開2005−101318号公報JP 2005-101318 A

本発明の目的は、還元性雰囲気中での焼成が可能であり、DCバイアス特性(誘電率の直流電圧印加依存性)が良好で、電圧印加時における電歪量が低減されており、しかも、比誘電率および容量温度特性の向上された積層型電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。   The object of the present invention is that firing in a reducing atmosphere is possible, the DC bias characteristics (dependence of the dielectric constant on the DC voltage application) are good, the amount of electrostriction during voltage application is reduced, and An object of the present invention is to provide a multilayer electronic component with improved relative permittivity and capacitance-temperature characteristics, and a method for manufacturing the same.

本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、積層セラミックコンデンサ等の積層型電子部品を構成する誘電体層を、主成分として、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含有し、これらが互いに、実質的に固溶せず、コンポジット構造を形成するとともに、この誘電体層を構成するBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合に関し、内部電極層に接触している粒子中における割合と、内部電極層に接触していない粒子中における割合と、を所定の関係とすることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 as main components of a dielectric layer constituting a multilayer electronic component such as a multilayer ceramic capacitor. And these are not substantially dissolved in each other to form a composite structure, and BaTiO 3 with respect to the total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer. Regarding the ratio of the number of crystal particles, the above object can be achieved by making a predetermined relationship between the ratio in the particles in contact with the internal electrode layer and the ratio in the particles not in contact with the internal electrode layer. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係る積層型電子部品は、
誘電体層および内部電極層が交互に積層された構成を有し、
前記誘電体層が、主成分として、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含有し、かつ、前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOが、それぞれ互いに、実質的に固溶せず、複数のBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物で構成され、
前記誘電体層を構成する複数の前記BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子は、前記内部電極層に直接接触している粒子と、前記内部電極層に接触していない粒子と、からなり、
前記内部電極層に直接接触している粒子を電極接触粒子とし、前記内部電極層に接触していない粒子を非電極接触粒子とした場合に、前記電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合を百分率で示したABT[%]と、
前記非電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合を百分率で示したBBT[%]と、の差(ABT−BBT)が5%以上であることを特徴とする。
That is, the multilayer electronic component according to the present invention is
Having a configuration in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated;
The dielectric layer contains BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 as main components, and the BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 are not substantially dissolved in each other, and a plurality of BaTiO 3 Consists of a dielectric ceramic composition that is contained in the form of crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles and forms a composite structure,
The plurality of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer are particles that are in direct contact with the internal electrode layer, and particles that are not in contact with the internal electrode layer. Consists of
When the particles that are in direct contact with the internal electrode layer are electrode contact particles, and the particles that are not in contact with the internal electrode layer are non-electrode contact particles, BaTiO 3 crystal particles, SrTiO in the electrode contact particles A BT [%] indicating the percentage of the number of BaTiO 3 crystal particles as a percentage of the total number of 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles,
Difference between B BT [%], which is a percentage of the number of BaTiO 3 crystal particles with respect to the total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles. (A BT −B BT ) is 5% or more.

好ましくは、前記ABTとBBTとの差(ABT−BBT)が、40%以下である。 Preferably, the difference between the A BT and B BT (A BT -B BT) is 40% or less.

好ましくは、前記誘電体層を構成する複数の前記BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の平均結晶粒子径が、0.2〜2μmである。 Preferably, an average crystal particle diameter of the plurality of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer is 0.2 to 2 μm.

好ましくは、前記誘電体層の厚みが2〜20μmである。   Preferably, the dielectric layer has a thickness of 2 to 20 μm.

好ましくは、前記誘電体磁器組成物に主成分として含有される前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOの組成モル比を、組成式{(BaSrCa)O}TiOで示した場合に、前記式中の記号x、y、zおよびmが、
0.19≦x≦0.23、
0.25≦y≦0.31、
0.46≦z≦0.54、
x+y+z=1、
0.980≦m≦1.01、
である。
Preferably, said BaTiO 3, SrTiO 3 and CaTiO compositional molar ratio of 3 contained as the main component in the dielectric ceramic composition, indicated by a composition formula {(Ba x Sr y Ca z ) O} m TiO 2 Where the symbols x, y, z and m in the above formula are
0.19 ≦ x ≦ 0.23,
0.25 ≦ y ≦ 0.31,
0.46 ≦ z ≦ 0.54,
x + y + z = 1,
0.980 ≦ m ≦ 1.01,
It is.

好ましくは、前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Mnの酸化物をさらに含み、前記Mnの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、MnO換算で、0.3〜1モルである。   Preferably, the dielectric ceramic composition further includes an oxide of Mn as a subcomponent, and the content of the oxide of Mn is 0.3 to 0.3 mol in terms of MnO with respect to 100 mol of the main component. 1 mole.

好ましくは、前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Siの酸化物をさらに含み、前記Siの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、SiO換算で、0.1〜0.5モルである。 Preferably, the dielectric ceramic composition further includes an Si oxide as a subcomponent, and the content of the Si oxide is 0.1 in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component. -0.5 mol.

好ましくは、前記誘電体磁器組成物が、副成分として、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素の酸化物から選択される1種以上をさらに含み、前記V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素換算で、0.02モル以上、0.40モル未満である。   Preferably, the dielectric ceramic composition further includes at least one selected from oxides of V, Ta, Nb, W, Mo, and Cr as subcomponents, and the V, Ta, Nb, Content of oxides of W, Mo and Cr is 0.02 mol or more and less than 0.40 mol in terms of each element of V, Ta, Nb, W, Mo and Cr with respect to 100 mol of the main component. It is.

また、本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、
誘電体層および内部電極層が交互に積層された構成を有する積層型電子部品を製造する方法であって、
焼成後に誘電体層となるグリーンシートを形成する工程と、電極ペーストを用いて、焼成後に内部電極層となる電極ペースト膜を形成する工程と、前記グリーンシートおよび電極ペースト膜を交互に積層し、グリーンチップを得る工程と、前記グリーンチップを焼成する工程と、を有し、
焼成後の前記誘電体層が、主成分として、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含有し、かつ、前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOが、それぞれ互いに、実質的に固溶せず、複数のBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物からなり、
前記電極ペースト膜を形成するための電極ペーストとして、導電体粉末と、BaTiO粉末を含有する共材と、を含む電極ペーストを用いることを特徴とする。
In addition, a method for manufacturing a multilayer electronic component according to the present invention includes:
A method of manufacturing a multilayer electronic component having a configuration in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated,
A step of forming a green sheet to be a dielectric layer after firing, a step of forming an electrode paste film to be an internal electrode layer after firing by using an electrode paste, and alternately laminating the green sheet and the electrode paste film, A step of obtaining a green chip, and a step of firing the green chip,
The fired dielectric layer contains, as main components, BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 , and the BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 are not substantially dissolved in each other. A dielectric ceramic composition containing a BaTiO 3 crystal particle, a SrTiO 3 crystal particle, and a CaTiO 3 crystal particle in the form of a composite structure,
As the electrode paste for forming the electrode paste film, an electrode paste containing a conductor powder and a common material containing BaTiO 3 powder is used.

本発明の製造方法において、好ましくは、前記電極ペースト中における、前記共材の含有量が、前記導電体粉末100重量部に対して、1〜30重量部である。   In the manufacturing method of this invention, Preferably, content of the said common material in the said electrode paste is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of said conductor powders.

本発明の製造方法において、好ましくは、前記誘電体層を構成する誘電体磁器組成物が、前記本発明の積層型電子部品と同様な構成を有する。   In the manufacturing method of the present invention, preferably, the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer has the same configuration as the multilayer electronic component of the present invention.

本発明の積層型電子部品、および本発明の製造方法により得られる積層型電子部品としては、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 multilayer electronic component of the present invention and the multilayer electronic component obtained by the manufacturing method of the present invention are not particularly limited, but include multilayer ceramic capacitors, piezoelectric elements, chip inductors, chip varistors, chip thermistors, chip resistors, and the like. A surface mount (SMD) chip type electronic component is exemplified.

本発明によれば、誘電体層を、主成分としてBaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含み、かつ、これらが、それぞれ互いに実質的に固溶せず、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物で構成している。そのため、比誘電率、DCバイアス特性および容量温度特性を良好とし、電圧印加時における電歪量を低減することができる。 According to the present invention, the dielectric ceramic includes a dielectric layer containing BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 as main components, and these are not substantially dissolved in each other to form a composite structure. It is composed of a composition. Therefore, it is possible to improve the relative permittivity, the DC bias characteristic, and the capacitance temperature characteristic, and to reduce the amount of electrostriction when a voltage is applied.

しかも、本発明では、コンポジット構造を形成しているBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子のうち、BaTiO結晶粒子の存在割合を次のように制御している。すなわち、内部電極層に直接接触している粒子である電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子の個数の割合ABT[%]と、内部電極層に接触していない粒子である非電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子の個数の割合BBT[%]と、の差(ABT−BBT)を5%以上としている。そのため、上記各特性を良好に保ちながら、比誘電率および容量温度特性のさらなる向上を図ることができる。特に、容量温度特性については、EIA規格のX6S特性を満足させることができる。 Moreover, in the present invention, among the BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles forming the composite structure, the abundance ratio of the BaTiO 3 crystal particles is controlled as follows. That is, the ratio A BT [%] of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles that are particles that are in direct contact with the internal electrode layer, and the non-electrode contact particles that are not in contact with the internal electrode layer The difference (A BT −B BT ) between the ratio B BT [%] of the number of BaTiO 3 crystal particles in the medium is 5% or more. Therefore, it is possible to further improve the relative dielectric constant and the capacity temperature characteristic while maintaining the above-mentioned characteristics satisfactorily. In particular, the capacity temperature characteristic can satisfy the X6S characteristic of the EIA standard.

また、本発明の製造方法によれば、誘電体層を、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含むコンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物で構成とするとともに、焼成後に内部電極層となる電極ペースト膜を、共材としてBaTiO粉末を含有する電極ペーストを用いて形成する。そして、このような構成を採用することにより、電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、非電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、を上記所定の関係とすることができ、上記と同様な効果を奏することができる。 Further, according to the manufacturing method of the present invention, the dielectric layer is composed of a dielectric ceramic composition forming a composite structure containing BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 , and after firing, the internal electrode layer and An electrode paste film is formed using an electrode paste containing BaTiO 3 powder as a co-material. By adopting such a configuration, the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles and the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles are determined as described above. Thus, the same effects as described above can be obtained.

なお、たとえば、上述した特許文献3(特開2003−68559号公報)には、Ba、CaおよびTiを含有するBCT型結晶粒子と、BaおよびTiを含有するBT型結晶粒子と、からなるコンポジット構造を形成している誘電体層を有する積層セラミックコンデンサにおいて、共材として(Ba、Ca)TiO結晶粉末を含有する電極ペーストを用いて、内部電極を形成する方法が開示されている。しかしながら、この特許文献3では、誘電体層を構成する結晶粒子がコンポジット構造となっている一方で、コンポジット構造を構成している誘電体粒子の種類が本発明とは異なる。また、電極ペーストに含有させる共材としても(Ba、Ca)TiO結晶粉末を使用しており、この点においても本発明とは異なる。そのため、この特許文献3では、上記した本発明の製造方法のような効果を奏することができない。 For example, in the above-mentioned Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-68559), a composite composed of BCT type crystal particles containing Ba, Ca and Ti and BT type crystal particles containing Ba and Ti. In a multilayer ceramic capacitor having a dielectric layer forming a structure, a method is disclosed in which an internal electrode is formed using an electrode paste containing (Ba, Ca) TiO 3 crystal powder as a co-material. However, in Patent Document 3, the crystal particles constituting the dielectric layer have a composite structure, but the type of dielectric particles constituting the composite structure is different from the present invention. Also, (Ba, Ca) TiO 3 crystal powder is used as a co-material contained in the electrode paste, which is also different from the present invention in this respect. Therefore, in this patent document 3, there cannot be an effect like the manufacturing method of the above-mentioned this invention.

また、上述した特許文献4(特開2005−101318号公報)では、主成分として、Aサイト成分であるBa,Ca、およびBサイト成分であるTi、Zrがそれぞれ固溶してなる結晶粒子から構成される誘電体層を有する積層セラミックコンデンサにおいて、共材としてBaTiO粉末、BaZrO粉末およびCaZrO粉末を含有する電極ペーストを用いて、内部電極を形成する方法が開示されている。しかしながら、この特許文献4では、電極ペースト中に含有させる共材としてBaTiO粉末に加えて、BaZrO粉末およびCaZrO粉末を用いている点で本発明とは異なる。また、誘電体層を構成する結晶粒子がコンポジット構造ではなく、固溶体で形成されており、この点においても本発明とは異なる。そのため、この特許文献4では、上記した本発明の製造方法のような効果を奏することができない。 Further, in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-101318) described above, from crystal grains in which Ba and Ca as A site components and Ti and Zr as B site components are dissolved as main components, respectively. In a multilayer ceramic capacitor having a dielectric layer configured, a method of forming an internal electrode using an electrode paste containing BaTiO 3 powder, BaZrO 3 powder and CaZrO 3 powder as a co-material is disclosed. However, this Patent Document 4 is different from the present invention in that BaZrO 3 powder and CaZrO 3 powder are used in addition to BaTiO 3 powder as a co-material contained in the electrode paste. Further, the crystal particles constituting the dielectric layer are not formed of a composite structure but are formed of a solid solution, which is also different from the present invention in this respect. Therefore, in this patent document 4, the effect like the manufacturing method of the above-mentioned this invention cannot be show | played.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図、
図2は電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、非電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、を説明するための図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles and the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles.

積層セラミックコンデンサ1
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と内部電極層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の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成してある。コンデンサ素子本体10の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
Multilayer ceramic capacitor 1
As shown in FIG. 1, a multilayer ceramic capacitor 1 according to an embodiment of the present invention includes a capacitor element body 10 having a configuration in which dielectric layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately stacked. At both ends of the capacitor element body 10, a pair of external electrodes 4 are formed which are electrically connected to the internal electrode layers 3 arranged alternately in the element body 10. The shape of the capacitor element body 10 is not particularly limited, but is usually a rectangular parallelepiped shape. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the dimension, What is necessary is just to set it as a suitable dimension according to a use.

内部電極層3は、各端面がコンデンサ素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極4は、コンデンサ素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。   The internal electrode layers 3 are laminated so that the end faces are alternately exposed on the surfaces of the two opposite ends of the capacitor element body 10. 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.

誘電体層2
誘電体層2は、誘電体磁器組成物を含有する。
誘電体層2に含有される誘電体磁器組成物は、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含む主成分を有する。
Dielectric layer 2
The dielectric layer 2 contains a dielectric ceramic composition.
The dielectric ceramic composition contained in the dielectric layer 2 has a main component including BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 .

本実施形態において、主成分を構成する上記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOは、それぞれ互いに、実質的に固溶していない状態で含有されている。すなわち、本実施形態では、これらBaTiO、SrTiOおよびCaTiOは、それぞれ別々の結晶粒子としてのBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子として含有され、コンポジット構造を形成している。 In the present embodiment, the BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 constituting the main component are contained in a state where they are not substantially dissolved in each other. That is, in this embodiment, these BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 are contained as BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles as separate crystal particles, respectively, and form a composite structure. .

ただし、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOは、実質的にBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子として含有されていれば良く、たとえば、BaTiOの結晶粒子とSrTiOの結晶粒子との界面付近においては、一部固溶相が形成されていても構わない。 However, BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 may be substantially contained as BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles. For example, BaTiO 3 crystal particles and SrTiO 3 crystal particles In the vicinity of the interface, a part of the solid solution phase may be formed.

BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを、それぞれ互いに、実質的に固溶していない状態とし、コンポジット構造を形成させることにより、誘電率を維持しながら、容量温度特性の向上を図ることができ、特に、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC/C=±22%以内)を満足させることができる。なお、この理由としては、たとえば、非固溶とし、コンポジット構造とすることにより、BaTiOに由来するキュリー温度のピークが残存すること等によると考えられる。 By making BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 into a state in which they are not substantially dissolved in each other and forming a composite structure, it is possible to improve the capacity-temperature characteristics while maintaining the dielectric constant, In particular, the X6S characteristic of the EIA standard (−55 to 105 ° C., ΔC / C = within ± 22%) can be satisfied. The reason for this is considered to be, for example, that the Curie temperature peak derived from BaTiO 3 remains due to the non-solid solution and the composite structure.

主成分を構成するBaTiO、SrTiOおよびCaTiOが互いに固溶しているか否かについては、たとえば、誘電体層2のX線回折により確認することができる。具体的には、誘電体層2に対して、X線源にCu−Kα線を用いたX線回折を行い、2θ=30〜35°の範囲に、それぞれBaTiO、SrTiOおよびCaTiOに起因する分離可能な3つの回折ピークが観測されるか否かにより確認することができる。なお、2θ=30〜35°の範囲に観測される回折ピークは、それぞれBaTiOの(110)面の回折ピーク、SrTiOの(110)面の回折ピーク、およびCaTiOの(121)面の回折ピークである。 Whether or not BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 constituting the main component are dissolved in each other can be confirmed by, for example, X-ray diffraction of the dielectric layer 2. Specifically, the dielectric layer 2 is subjected to X-ray diffraction using Cu-Kα ray as an X-ray source, and BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 are respectively obtained in the range of 2θ = 30 to 35 °. This can be confirmed by whether or not the resulting separable three diffraction peaks are observed. The diffraction peaks observed in the range of 2θ = 30 to 35 ° are the diffraction peak of the (110) plane of BaTiO 3 , the diffraction peak of the (110) plane of SrTiO 3 , and the (121) plane of CaTiO 3 , respectively. It is a diffraction peak.

さらに、本実施形態では、誘電体層2を構成するBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の3種類の結晶粒子中における、BaTiO結晶粒子の割合(個数割合)に関し、次のような構成とする。
すなわち、図2に示すように、内部電極層3に直接接触している結晶粒子を電極接触粒子2aとし、内部電極層3に接触していない結晶粒子を非電極接触粒子2bとした場合に、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の割合と、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の割合と、を所定の関係とする。
Furthermore, in the present embodiment, the ratio (number ratio) of the BaTiO 3 crystal particles in the three types of crystal particles of the BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer 2 is as follows. The configuration is as follows.
That is, as shown in FIG. 2, when the crystal particles that are in direct contact with the internal electrode layer 3 are electrode contact particles 2a and the crystal particles that are not in contact with the internal electrode layer 3 are non-electrode contact particles 2b, to a ratio of BaTiO 3 crystal grains in the electrode contact particles 2a in the ratio of BaTiO 3 crystal grains in the non-electrode-contact particles 2b, and a predetermined relationship.

なお、図2は、電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、非電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、を説明するための図であり、一対の内部電極層3に挟まれた誘電体層2の断面を拡大した部分に相当する図である。この図2においては、電極接触粒子を符号「2a」で示し、非電極接触粒子を符号「2b」で示すとともに、その断面に、それぞれ異なる平行斜線(ハッチング)を付した。ただし、これらの粒子2a,2bはともに、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子のいずれかで構成される粒子であるという点では同じである一方で、単に内部電極層3に接触しているか否かで、平行斜線(ハッチング)を異なるものとした模式図である。また、図2中では、たとえば、電極接触粒子2aにおいては、組成がいずれであるか(すなわち、BaTiO、SrTiO、CaTiOのいずれであるか)に関係なく同じ電極接触粒子2aとして図示した(この点については、非電極接触粒子2bも同様である。)。 FIG. 2 is a diagram for explaining the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles and the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles. FIG. 3 is a view corresponding to an enlarged part of a cross section of a dielectric layer 2 sandwiched between layers 3. In FIG. 2, the electrode contact particles are denoted by reference numeral “2a”, the non-electrode contact particles are denoted by reference numeral “2b”, and different parallel oblique lines (hatching) are given to the sections thereof. However, these particles 2a and 2b are the same in that they are composed of any one of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles. It is the schematic diagram which made the parallel oblique line (hatching) differ according to whether it is contacting. In FIG. 2, for example, the electrode contact particle 2 a is illustrated as the same electrode contact particle 2 a regardless of the composition (that is, BaTiO 3 , SrTiO 3 , or CaTiO 3 ). (This also applies to the non-electrode contact particles 2b).

具体的には、本実施形態では、内部電極層3に直接接触している電極接触粒子2aを構成するBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合をABT[%]とし、非電極接触粒子2bを構成するBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合をBBT[%]とした場合に、これらの差(ABT−BBT)が5%以上となっている。 Specifically, in the present embodiment, BaTiO 3 crystals with respect to the total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles that constitute the electrode contact particles 2 a that are in direct contact with the internal electrode layer 3. the ratio of the number of particles and a BT [%], BaTiO 3 crystal grains constituting the non-electrode contact particles 2b, to the total number of SrTiO 3 crystal grains and CaTiO 3 crystal grains, the ratio of the number of BaTiO 3 crystal grains In the case of B BT [%], these differences (A BT −B BT ) are 5% or more.

すなわち、本実施形態では、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTを、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTよりも高いものとし、その差を5%以上とする。電極接触粒子2a中および非電極接触粒子2b中における、BaTiO結晶粒子の割合をこのような関係とすることにより、DCバイアス特性を良好なものとし、電圧印加時における電歪量を低減しつつ、比誘電率および容量温度特性(特に低温側の温度特性)のさらなる向上を図ることができる。特に、本実施形態では、DCバイアス特性および電歪量を良好なものとしつつ、比誘電率を480以上と高くすることができ、しかも、容量温度特性については、EIA規格のX6S特性を満足させることができる。 That is, in the present embodiment, the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particle 2a is higher than the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particle 2b, and the difference Is 5% or more. By making the ratio of the BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles 2a and the non-electrode contact particles 2b in such a relationship, the DC bias characteristics are improved and the amount of electrostriction during voltage application is reduced. Further, it is possible to further improve the relative dielectric constant and the capacitance temperature characteristic (particularly the temperature characteristic on the low temperature side). In particular, in the present embodiment, the relative dielectric constant can be increased to 480 or more while the DC bias characteristic and the electrostriction amount are good, and the capacitance temperature characteristic satisfies the X6S characteristic of the EIA standard. be able to.

電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、の差であるABT−BBTは、5%以上であり、好ましくは5%以上、35%以下である。ABT−BBTが小さすぎると、比誘電率が低下するとともに、容量温度特性(特に低温側の温度特性)が悪化してしまう。 A BT −B BT, which is a difference between the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particle 2 a and the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particle 2 b, is 5%. Or more, preferably 5% or more and 35% or less. When A BT -B BT is too small, the relative dielectric constant is lowered and the capacity-temperature characteristic (particularly, the temperature characteristic on the low temperature side) is deteriorated.

なお、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTは、たとえば、次のようにして求めることができる。
すなわち、まず、誘電体層2の断面についてSEM観察を行い、誘電体層2のSEM像(反射電子像)を得る。そして、SEM像(反射電子像)より、誘電体層2中において内部電極層3に直接接触している粒子を特定し、これを電極接触粒子2aとする。そして、この特定した電極接触粒子2aを構成する各粒子について、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子のいずれであるか特定する。そして、その結果に基づいて、下記式(1)により、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTを求めることができる。割合ABTを求める際には、少なくとも15個以上の電極接触粒子2aを用いて、上記測定を行うことが好ましい。
割合ABT[%]=(BaTiO結晶粒子の個数)/(BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計個数)×100 …(1)
The ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal grains in the electrode contact particles 2a, for example, can be determined as follows.
That is, first, SEM observation is performed on the cross section of the dielectric layer 2 to obtain an SEM image (reflection electron image) of the dielectric layer 2. And the particle | grains which are directly contacting the internal electrode layer 3 in the dielectric material layer 2 are specified from an SEM image (reflection electron image), and let this be the electrode contact particle 2a. For each of the particles constituting the identified electrode contact particles 2a, BaTiO 3 crystal grains, to identify whether it is a SrTiO 3 crystal grains and CaTiO 3 crystal grains. Based on the results, the following equation (1) it is possible to find the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal grains in the electrode contact particles 2a. When determining the ratio ABT , it is preferable to perform the above measurement using at least 15 electrode contact particles 2a.
Ratio A BT [%] = (Number of BaTiO 3 crystal particles) / (Total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles) × 100 (1)

なお、電極接触粒子2aを構成する各粒子について、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子のいずれであるかは、SEM像(反射電子像)より、各結晶粒子がBa,Sr,Caのいずれを主として含有しているかを測定することにより特定することができる。 Note that each particle constituting the electrode contact particles 2a, BaTiO 3 crystal grains, is whether it is a SrTiO 3 crystal grains and CaTiO 3 crystal grains, SEM image from (reflection electron image), the crystal grains Ba, Sr , Ca can be specified by measuring which is mainly contained.

また、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTは、誘電体層2中において内部電極層3に接触していない粒子である非電極接触粒子2bについて、上記測定を行う以外は、同様にして求めることができる。なお、この場合には、SEM像(反射電子像)中において、15個以上の非電極接触粒子2bを通る直線を引き、この直線上の非電極接触粒子2bについて、各粒子の種類を特定する方法を採用することが好ましい。 The ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles 2b is measured for the non-electrode contact particles 2b that are particles that are not in contact with the internal electrode layer 3 in the dielectric layer 2. Other than the above, it can be obtained in the same manner. In this case, in the SEM image (reflected electron image), a straight line passing through 15 or more non-electrode contact particles 2b is drawn, and the type of each particle is specified for the non-electrode contact particles 2b on the straight line. It is preferable to adopt the method.

誘電体層2を構成する電極接触粒子2a、非電極接触粒子2b(すなわち、誘電体層2を構成する全てのBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子)の平均結晶粒子径は、好ましくは0.2〜2μm、より好ましくは0.5〜1.5μmである。平均結晶粒子径が小さすぎると、比誘電率が低下したり、容量温度特性が悪化する場合がある。一方、大きすぎると、高温負荷寿命が劣化する傾向にある。 The average crystal particle size of the electrode contact particles 2a and the non-electrode contact particles 2b constituting the dielectric layer 2 (that is, all BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer 2) is The thickness is preferably 0.2 to 2 μm, more preferably 0.5 to 1.5 μm. If the average crystal particle diameter is too small, the relative dielectric constant may be lowered, or the capacity-temperature characteristic may be deteriorated. On the other hand, if it is too large, the high temperature load life tends to deteriorate.

また、主成分を構成するBaTiO、SrTiOおよびCaTiOの組成モル比については特に限定されないが、これらを組成式{(BaSrCa)O}TiOで示した場合に、前記式中の記号x、y、zおよびmが、好ましくは、
0.19≦x≦0.23、
0.25≦y≦0.31、
0.46≦z≦0.54、
0.980≦m≦1.01、
であり、より好ましくは、
0.195≦x≦0.225、
0.255≦y≦0.305、
0.465≦z≦0.535、
0.985≦m≦1.0095、
である。なお、上記式において、x+y+z=1である。
記号x、y、zおよびmを上記範囲とすることにより、DCバイアス特性の向上効果と、電圧印加時における電歪量の低減効果と、を高めることができる。また、上記組成式において、酸素(O)量は、上記式の化学量論組成から若干偏倚してもよい。
Further, when there is no particular limitation on the composition molar ratio of BaTiO 3, SrTiO 3 and CaTiO 3 that constitute the main component, showing them by a composition formula {(Ba x Sr y Ca z ) O} m TiO 2, The symbols x, y, z and m in the above formula are preferably
0.19 ≦ x ≦ 0.23,
0.25 ≦ y ≦ 0.31,
0.46 ≦ z ≦ 0.54,
0.980 ≦ m ≦ 1.01,
And more preferably
0.195 ≦ x ≦ 0.225,
0.255 ≦ y ≦ 0.305,
0.465 ≦ z ≦ 0.535,
0.985 ≦ m ≦ 1.075,
It is. In the above formula, x + y + z = 1.
By making the symbols x, y, z, and m within the above ranges, it is possible to enhance the effect of improving the DC bias characteristics and the effect of reducing the amount of electrostriction during voltage application. In the above composition formula, the amount of oxygen (O) may be slightly deviated from the stoichiometric composition of the above formula.

上記式中、xは、BaTiOの含有割合を示す。主成分中のBaTiOの含有量が増加すると、強誘電性が強くなる傾向にある。xが小さ過ぎると、比誘電率が低くなってしまう傾向にある。特に、比誘電率が低すぎる場合には、所望の容量を得るためには、誘電体層2の積層数を増加させる必要が生じてくるため、製造コストが増加してしまうという問題や、コンデンサの小型化が困難となってしまうという問題が発生してしまう。一方、xが大き過ぎると、比誘電率は向上するものの、電圧印加時の電歪量が高くなり、さらにはDCバイアス特性が悪化する傾向にある。 In the above formula, x represents the content ratio of BaTiO 3 . As the content of BaTiO 3 in the main component increases, the ferroelectricity tends to increase. If x is too small, the relative permittivity tends to be low. In particular, if the relative dielectric constant is too low, it is necessary to increase the number of laminated dielectric layers 2 in order to obtain a desired capacitance. Therefore, there arises a problem that it becomes difficult to reduce the size. On the other hand, if x is too large, although the relative permittivity is improved, the amount of electrostriction when a voltage is applied increases, and the DC bias characteristics tend to deteriorate.

上記式中、yは、SrTiOの含有割合を示す。主成分中のSrTiOの含有量が増加すると、常誘電性が強くなる傾向にある。yが小さ過ぎると、比誘電率が低くなってしまう傾向にある。一方、yが大き過ぎると、DCバイアス特性が悪化する傾向にある。 In the above formula, y represents the content ratio of SrTiO 3 . When the content of SrTiO 3 in the main component increases, the paraelectric property tends to increase. If y is too small, the dielectric constant tends to be low. On the other hand, if y is too large, the DC bias characteristics tend to deteriorate.

上記式中、zは、CaTiOの含有割合を示す。CaTiOは、主に焼結安定性を向上させる効果や、絶縁抵抗値を向上させる効果を有する。zが小さ過ぎると、DCバイアス特性が悪化する傾向にある。一方、zが大き過ぎると、比誘電率が低下してしまう傾向にある。 In the above formula, z indicates the content of CaTiO 3. CaTiO 3 is mainly effect and of improving the sintering stability has the effect of improving the insulation resistance value. If z is too small, the DC bias characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if z is too large, the dielectric constant tends to decrease.

主成分中のBaTiOの含有量が増加すると、強誘電性が強くなる一方で、主成分中のSrTiO,CaTiOの含有量が増加すると、常誘電性が強くなる傾向にあり、記号x、y、zを上記範囲とすることにより、強誘電相と常誘電相とのバランスを図ることができる。 When the content of BaTiO 3 in the main component increases, the ferroelectricity becomes stronger. On the other hand, when the content of SrTiO 3 and CaTiO 3 in the main component increases, the paraelectric property tends to increase, and the symbol x By setting, y, and z within the above ranges, a balance between the ferroelectric phase and the paraelectric phase can be achieved.

上記式中、mは、ペロブスカイト構造のAサイトと、Bサイトと、の比(Ba,SrおよびCaと、Tiと、の比)を示す。mを0.980以上とすることにより、焼成時における誘電体粒子の粒成長を抑制することができる。また、mを1.01以下とすることにより、焼成温度を高くしなくても緻密な焼結体を得ることができる。mが小さすぎると、誘電体粒子の微細化が困難となり、DCバイアス特性が悪化する傾向にある。一方、mが大きすぎると、焼結温度が高くなり過ぎてしまい、焼結が困難となる傾向にある。   In the above formula, m represents the ratio of the A site of the perovskite structure to the B site (ratio of Ba, Sr and Ca and Ti). By setting m to 0.980 or more, grain growth of dielectric particles during firing can be suppressed. Further, by setting m to 1.01 or less, a dense sintered body can be obtained without increasing the firing temperature. If m is too small, it is difficult to make the dielectric particles fine, and the DC bias characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if m is too large, the sintering temperature becomes too high and sintering tends to be difficult.

上記誘電体磁器組成物には、上記した主成分に加えて、副成分がさらに含有されていることが好ましい。
本実施形態においては、副成分として、Mnの酸化物と、Siの酸化物と、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素の酸化物から選択される1種以上と、をさらに含有していることが好ましい。
The dielectric ceramic composition preferably further contains subcomponents in addition to the main components described above.
In the present embodiment, as subcomponents, an oxide of Mn, an oxide of Si, and at least one selected from oxides of elements of V, Ta, Nb, W, Mo, and Cr are further included. It is preferable to contain.

Mnの酸化物は、焼結を促進する効果、および高温負荷寿命を改善する効果を有する。Mnの酸化物の含有量は、上記主成分100モルに対して、MnO換算で、好ましくは0.3〜1モルであり、より好ましくは0.3〜0.8モルである。Mnの酸化物の含有量が少な過ぎると、焼結性が悪化するとともに、高温負荷寿命に劣る傾向にある。一方、含有量が多過ぎると、IR不良率が悪化してしまう場合がある。   The oxide of Mn has the effect of promoting sintering and the effect of improving the high temperature load life. The content of the Mn oxide is preferably 0.3 to 1 mol and more preferably 0.3 to 0.8 mol in terms of MnO with respect to 100 mol of the main component. If the content of the Mn oxide is too small, the sinterability deteriorates and the high temperature load life tends to be inferior. On the other hand, if the content is too large, the IR defect rate may deteriorate.

Siの酸化物は、主として焼結助剤として作用するが、薄層化した際の初期絶縁抵抗の不良率を改善する効果を有する。Siの酸化物の含有量は、上記主成分100モルに対して、SiO換算で、好ましくは0.1〜0.5モルであり、より好ましくは0.15〜0.45モルである。Siの酸化物の含有量が少な過ぎると、焼成温度が上昇してしまう場合がある。一方、多過ぎると、IR不良率が悪化してしまう傾向にある。 The Si oxide mainly acts as a sintering aid, but has an effect of improving the defective rate of the initial insulation resistance when the layer is thinned. The content of the Si oxide is preferably 0.1 to 0.5 mol and more preferably 0.15 to 0.45 mol in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component. If the content of Si oxide is too small, the firing temperature may increase. On the other hand, when the amount is too large, the IR defect rate tends to deteriorate.

なお、本実施形態においては、Siの酸化物を複合酸化物の形態で含有させても良い。このような複合酸化物としては、SiOと、誘電体磁器組成物に含有される他の主成分や副成分を構成する元素の酸化物と、の複合酸化物が挙げられ、たとえば、CaSiO、SrSiO、(Ca,Sr)SiO、MnSiO、BaSiOなどが挙げられる。これら複合酸化物を使用する場合には、焼成後の組成が所望の範囲となるように、適宜調整すればよい。 In the present embodiment, Si oxide may be included in the form of a complex oxide. Examples of such composite oxides include composite oxides of SiO 2 and oxides of elements constituting other main components and subcomponents contained in the dielectric ceramic composition. For example, CaSiO 3 , SrSiO 3 , (Ca, Sr) SiO 3 , MnSiO 3 , BaSiO 3 and the like. When these composite oxides are used, they may be appropriately adjusted so that the composition after firing falls within a desired range.

V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素の酸化物は、高温負荷寿命を改善する効果を有する。これらの酸化物の含有量は、主成分100モルに対して、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各酸化物換算で、好ましくは、0.02モル以上、0.40モル未満、より好ましくは0.03〜0.30モル、さらに好ましくは0.05〜0.20モルである。これらの酸化物の含有量が少な過ぎると、上記効果が得難くなる。一方、多過ぎると、IRが低下する傾向にある。
なお、上記含有量は各元素換算の含有量であり、たとえば、Vの酸化物において、V元素換算での含有量が0.10モルである場合には、その酸化物であるV換算での含有量は0.05モルとなる。
The oxides of each element of V, Ta, Nb, W, Mo, and Cr have an effect of improving the high temperature load life. The content of these oxides is preferably 0.02 mol or more and less than 0.40 mol in terms of each oxide of V, Ta, Nb, W, Mo and Cr with respect to 100 mol of the main component. More preferably, it is 0.03-0.30 mol, More preferably, it is 0.05-0.20 mol. If the content of these oxides is too small, the above effect is difficult to obtain. On the other hand, if too much, IR tends to decrease.
In addition, the said content is content of each element conversion, for example, in the oxide of V, when content in V element conversion is 0.10 mol, it is V 2 O 5 which is the oxide The content in terms of conversion is 0.05 mol.

また、本実施形態においては、必要に応じて、上記以外の副成分を含有させても良い。このような副成分としては、特に限定されないが、たとえば、Ba、Ca、Sr、Li、Mg、Al、Zr、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuの各元素の酸化物などが挙げられる。   Moreover, in this embodiment, you may contain subcomponents other than the above as needed. Such subcomponents are not particularly limited. For example, Ba, Ca, Sr, Li, Mg, Al, Zr, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb , Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu oxides.

誘電体層2の厚みは、特に限定されないが、好ましくは2〜20μmであり、より好ましくは4〜15μmである。誘電体層2の厚みをこのような範囲とすることにより、定格電圧の高い(たとえば100V以上)中耐圧用途に対応させることができる。誘電体層2を薄くしすぎると、ショート不良率が悪化する場合がある。一方、厚くしすぎると、コンデンサの小型化が困難となってしまう。   Although the thickness of the dielectric material layer 2 is not specifically limited, Preferably it is 2-20 micrometers, More preferably, it is 4-15 micrometers. By setting the thickness of the dielectric layer 2 in such a range, it is possible to correspond to a medium withstand voltage application having a high rated voltage (for example, 100 V or more). If the dielectric layer 2 is too thin, the short-circuit defect rate may deteriorate. On the other hand, if it is too thick, it is difficult to reduce the size of the capacitor.

内部電極層3
内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、誘電体層2の構成材料が耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。導電材として用いる卑金属としては、Ni、Cu、Ni合金またはCu合金が好ましく、特にNiまたはNi合金が好ましい。内部電極層3の主成分をNiやNi合金とした場合には、誘電体が還元されないように、低酸素分圧(還元雰囲気)で焼成することが好ましい。内部電極層3の厚さは、好ましくは0.5〜2μm、より好ましくは0.8〜1.5μmである。
Internal electrode layer 3
The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but a base metal can be used because the constituent material of the dielectric layer 2 has reduction resistance. As the base metal used as the conductive material, Ni, Cu, Ni alloy or Cu alloy is preferable, and Ni or Ni alloy is particularly preferable. When the main component of the internal electrode layer 3 is Ni or a Ni alloy, it is preferable to fire at a low oxygen partial pressure (reducing atmosphere) so that the dielectric is not reduced. The thickness of the internal electrode layer 3 is preferably 0.5 to 2 μm, more preferably 0.8 to 1.5 μm.

外部電極4
外部電極4に含有される導電材は特に限定されないが、本発明では安価なNi,Cuや、これらの合金を用いることができる。外部電極4の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。
External electrode 4
The conductive material contained in the external electrode 4 is not particularly limited, but in the present invention, inexpensive Ni, Cu, and alloys thereof can be used. What is necessary is just to determine the thickness of the external electrode 4 suitably according to a use etc.

積層セラミックコンデンサ1の製造方法
本実施形態の積層セラミックコンデンサ1は、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷または転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。
Manufacturing Method of Multilayer Ceramic Capacitor 1 The multilayer ceramic capacitor 1 of the present embodiment is the same as a conventional multilayer ceramic capacitor. After producing a green chip by a normal printing method or a sheet method using a paste and firing it, It is manufactured by printing or transferring an external electrode and baking. Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.

誘電体ペーストの準備
まず、誘電体ペーストに含まれる誘電体原料(誘電体磁器組成物粉末)を準備し、これを塗料化して、誘電体ペーストを調製する。
誘電体ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。
Preparation of Dielectric Paste First, a dielectric material (dielectric ceramic composition powder) contained in the dielectric paste is prepared, and this is made into a paint to prepare a dielectric paste.
The dielectric paste may be an organic paint obtained by kneading a dielectric material and an organic vehicle, or may be a water-based paint.

誘電体原料としては、上記した主成分および副成分の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、たとえば、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。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。塗料化する前の状態で、誘電体原料の粒径は、通常、平均粒径0.1〜1μm程度である。   As the dielectric material, the above-mentioned main component and subcomponent oxides, mixtures thereof, and composite oxides can be used. In addition, various compounds that become the above oxides or composite oxides by firing, such as carbonic acid, can be used. A salt, an oxalate salt, a nitrate salt, a hydroxide, an organometallic compound, or the like can be selected as appropriate and used in combination. 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. In the state before forming a paint, the particle size of the dielectric material is usually about 0.1 to 1 μm in average particle size.

本実施形態では、上記主成分の原料として、BaTiO粉末、SrTiO粉末およびCaTiO粉末を使用することが好ましく、特に、これらのBaTiO粉末、SrTiO粉末、CaTiO粉末は、互いに予め反応させることなく用いることが好ましい。主成分の原料として、これらの粉末を使用し、しかも、予め互いに反応させることなく用いることにより、焼結後の誘電体磁器組成物において、主成分を構成することとなるBaTiO、SrTiOおよびCaTiOを、それぞれ互いに、実質的に固溶していない構成とすることができる。すなわち、焼結後の誘電体磁器組成物において、これらの複合酸化物を、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で存在させ、コンポジット構造を形成させることができる。 In the present embodiment, as a material of the main component, BaTiO 3 powder, it is preferable to use SrTiO 3 powder and CaTiO 3 powder, in particular, those BaTiO 3 powder, SrTiO 3 powder, CaTiO 3 powder, pre-reacted with each other It is preferable to use without making it. BaTiO 3 , SrTiO 3, and SrTiO 3 that constitute the main component in the sintered dielectric ceramic composition by using these powders as raw materials of the main component and using them without reacting with each other in advance. the CaTiO 3, each other, can be configured to not substantially dissolved. That is, in the sintered dielectric ceramic composition, these composite oxides can be present in the form of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles to form a composite structure.

なお、主成分原料としてのBaTiO粉末、SrTiO粉末、CaTiO粉末は、いわゆる固相法の他、各種液相法(たとえば、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)により製造することができる。
また、主成分の原料としては、上記した各粉末以外に、ペロブスカイト構造のAサイトと、Bサイトと、の比(Ba,SrおよびCaと、Tiと、の比)を調整するために、TiOをさらに添加しても良い。
In addition, BaTiO 3 powder, SrTiO 3 powder, and CaTiO 3 powder as the main component raw material are not only so-called solid phase methods but also various liquid phase methods (for example, oxalate method, hydrothermal synthesis method, alkoxide method, sol-gel method, etc. ).
In addition to the above-mentioned powders, the raw material for the main component is TiO in order to adjust the ratio between the A site and the B site of the perovskite structure (ratio of Ba, Sr and Ca and Ti). 2 may be further added.

また、上記主成分以外の原料(たとえば、副成分の原料)としては、各酸化物や焼成により各酸化物となる化合物を、そのまま用いても良いし、あるいは、予め仮焼きし、焙焼粉として用いても良い。   In addition, as raw materials other than the main components (for example, raw materials for subcomponents), each oxide or a compound that becomes each oxide by firing may be used as it is, or calcined and roasted in advance. It may be used as

有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ブチラール樹脂、アクリル樹脂等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。また、用いる有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方法に応じて、ターピネオール、アセトン、トルエン、エタノール、キシレン等の各種有機溶剤から適宜選択すればよい。   An organic vehicle is obtained by dissolving a binder in an organic solvent. The binder used for the organic vehicle is not particularly limited, and may be appropriately selected from ordinary various binders such as ethyl cellulose, butyral resin, and acrylic resin. Moreover, the organic solvent to be used is not particularly limited, and may be appropriately selected from various organic solvents such as terpineol, acetone, toluene, ethanol, xylene, and the like according to a method to be used such as a printing method or a sheet method.

また、誘電体ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定されず、たとえば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂などを用いればよい。   Further, when the dielectric paste is used as a water-based paint, a water-based vehicle in which a water-soluble binder or a dispersant is dissolved in water and a dielectric material may be kneaded. The water-soluble binder used for the water-based vehicle is not particularly limited, and for example, polyvinyl alcohol, cellulose, water-soluble acrylic resin, etc. may be used.

電極ペーストの準備
次に、焼成後に図1に示す内部電極層3を形成するため電極ペーストを準備する。
内部電極層3を形成するための電極ペーストとしては、導電体粉末と、共材と、有機ビヒクルと、を含有するペーストを用いる。
Preparation of electrode paste Next, an electrode paste is prepared to form the internal electrode layer 3 shown in FIG. 1 after firing.
As an electrode paste for forming the internal electrode layer 3, a paste containing a conductor powder, a common material, and an organic vehicle is used.

導電体粉末としては、特に限定されないが、Cu、Niおよびこれらの合金から選ばれる少なくとも1種で構成してあることが好ましく、より好ましくはNiまたはNi合金で構成される。   Although it does not specifically limit as conductor powder, It is preferable to comprise by at least 1 sort (s) chosen from Cu, Ni, and these alloys, More preferably, it comprises Ni or Ni alloy.

NiまたはNi合金としては、Mn、Cr、CoおよびAlから選択される少なくとも1種の元素と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、Fe、Mgなどの各種微量成分が0.1重量%程度以下含まれていてもよい。   Ni or an Ni alloy is preferably an alloy of Ni and at least one element selected from Mn, Cr, Co, and Al, 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, Fe, and Mg, may be contained about 0.1 wt% or less.

本実施形態では、共材として、BaTiO粉末を含有するものを用いる。
共材として、BaTiO粉末を含有するものを用いることにより、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、の差(ABT−BBT)を、上記範囲に制御することができる。なお、この理由としては、たとえば、電極ペースト中に含有させた共材としてのBaTiO粉末が、焼成時に、内部電極層3と誘電体層2との界面付近で焼結し、焼成後には、電極接触粒子2aとして存在することとなることによると考えられる。そして、この共材としてのBaTiO粉末の効果により、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTよりも、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTが高くなると考えられる。
In the present embodiment, a material containing BaTiO 3 powder is used as the common material.
By using a material containing BaTiO 3 powder as the co-material, the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles 2a and the ratio B of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles 2b and BT, the difference of (a BT -B BT), can be controlled in the above range. For this reason, for example, BaTiO 3 powder as a co-material contained in the electrode paste is sintered in the vicinity of the interface between the internal electrode layer 3 and the dielectric layer 2 during firing, and after firing, This is considered to be due to the presence of the electrode contact particles 2a. Then, due to the effect of the BaTiO 3 powder as the co-material, the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particle 2a is higher than the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particle 2b. Will be higher.

また、共材としては、BaTiO粉末の他、必要に応じて、SrTiO粉末やCaTiO粉末等が含有されていても良い。 In addition to the BaTiO 3 powder, the common material may contain SrTiO 3 powder, CaTiO 3 powder, or the like as necessary.

電極ペースト中における、共材の含有量は、前記導電体粉末100重量部に対して、好ましくは1〜30重量部であり、より好ましくは5〜25重量部である。共材の含有量が少なすぎると、焼成時における、内部電極層と誘電体層との間の収縮挙動の差が大きくなってしまい、クラック等の構造欠陥が発生し易くなる。また、割合ABTと割合BBTとの差(ABT−BBT)が小さくなってしまい、上記効果が得られなくなる傾向にある。一方、共材の含有量が多すぎると、容量温度特性や、高温加速寿命が悪化してしまう。また、割合ABTと割合BBTとの差(ABT−BBT)が大きくなりすぎてしまい、上記効果が得られなくなる傾向にある。なお、共材の平均粒子径は、特に限定されないが、粉砕後の粒子径で、好ましくは0.01〜1μmである。 The content of the common material in the electrode paste is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder. If the content of the co-material is too small, the difference in shrinkage behavior between the internal electrode layer and the dielectric layer during firing becomes large, and structural defects such as cracks are likely to occur. Further, the difference (A BT −B BT ) between the ratio A BT and the ratio B BT becomes small, and the above-mentioned effect tends not to be obtained. On the other hand, when there is too much content of a common material, a capacity temperature characteristic and a high temperature accelerated lifetime will deteriorate. In addition, the difference (A BT −B BT ) between the ratio A BT and the ratio B BT becomes too large, and the above effect tends not to be obtained. The average particle size of the co-material is not particularly limited, but the particle size after pulverization is preferably 0.01 to 1 μm.

有機ビヒクルとしては、上記した誘電体ペーストと同様のものを使用すれば良い。   As the organic vehicle, the same one as the above-described dielectric paste may be used.

電極ペーストは、上記した各成分をボールミルや3本ロールミルなどで混合し、スラリー化することにより形成することができる。あるいは、市販の電極ペーストにBaTiO粉末を含む共材を添加する方法などを採用しても良い。 The electrode paste can be formed by mixing the above-described components with a ball mill, a three-roll mill, or the like to form a slurry. Alternatively, it may be employed a method of adding a common material including BaTiO 3 powder in commercial electrode paste.

グリーンチップの作製、焼成など
次いで、上記にて作製した誘電体ペーストを用いて、ドクターブレード法などにより、キャリアシート上に、セラミックグリーンシートを形成する。セラミックグリーンシートは、焼成後に図1に示す誘電体層2となる。
Preparation of Green Chip, baking, etc. Then, by using the dielectric paste prepared in the above, by a doctor blade method, on a carrier sheet, to form a ceramic green sheet. The ceramic green sheet becomes the dielectric layer 2 shown in FIG. 1 after firing.

キャリアシートとしては、たとえばPETフィルムなどが用いられ、剥離性を改善するために、シリコーンなどがコーティングしてあるものが好ましい。キャリアシートの厚みは、特に限定されないが、好ましくは5〜100μmである。   As the carrier sheet, for example, a PET film or the like is used, and a film coated with silicone or the like is preferable in order to improve peelability. Although the thickness of a carrier sheet is not specifically limited, Preferably it is 5-100 micrometers.

そして、上記にて作製した電極ペーストを用いて、キャリアシート上に形成されたセラミックグリーンシートの表面に、焼成後に図1に示す内部電極層3となる所定パターンの電極ペースト膜(内部電極パターン)を形成する。   A predetermined pattern of electrode paste film (internal electrode pattern) that becomes the internal electrode layer 3 shown in FIG. 1 after firing on the surface of the ceramic green sheet formed on the carrier sheet using the electrode paste prepared above. Form.

電極ペースト膜の形成方法は、層を均一に形成できる方法であれば特に限定されないが、たとえば、スクリーン印刷法などが挙げられる。   The method for forming the electrode paste film is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a layer uniformly, and examples thereof include a screen printing method.

次に、以上のような、所定パターンの電極ペースト膜が表面に形成されたセラミックグリーンシートを複数積層して、グリーンチップを作製する。
そして、焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処理を施す。脱バインダ条件としては、昇温速度を好ましくは5〜300℃/時間、保持温度を好ましくは180〜400℃、温度保持時間を好ましくは0.5〜24時間とする。また、焼成雰囲気は、空気もしくは還元性雰囲気とする。
Next, a plurality of ceramic green sheets having a predetermined pattern of electrode paste film formed on the surface are stacked to produce a green chip.
Then, before the firing, the green chip is subjected to binder removal processing. As binder removal conditions, the temperature rising rate is preferably 5 to 300 ° C./hour, the holding temperature is preferably 180 to 400 ° C., and the temperature holding time is preferably 0.5 to 24 hours. The firing atmosphere is air or a reducing atmosphere.

グリーンチップ焼成時の雰囲気は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定されればよいが、導電材としてNiやNi合金等の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、10−10〜10−3Paとすることが好ましい。酸素分圧が上記範囲未満であると、内部電極層の導電材が異常焼結を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にある。 The atmosphere at the time of green chip firing may be appropriately determined according to the type of conductive material in the internal electrode layer paste, but when a base metal such as Ni or Ni alloy is used as the conductive material, the oxygen content in the firing atmosphere The pressure is preferably 10 −10 to 10 −3 Pa. When the oxygen partial pressure is less than the above range, the conductive material of the internal electrode layer may be abnormally sintered and may be interrupted. Further, when the oxygen partial pressure exceeds the above range, the internal electrode layer tends to be oxidized.

また、焼成時の保持温度は、好ましくは1000〜1400℃、より好ましくは1100〜1360℃である。保持温度が上記範囲未満であると緻密化が不十分となり、前記範囲を超えると、内部電極層の異常焼結による電極の途切れや、内部電極層構成材料の拡散による容量温度特性の悪化、誘電体磁器組成物の還元が生じやすくなる。   Moreover, the holding temperature at the time of baking becomes like this. Preferably it is 1000-1400 degreeC, More preferably, it is 1100-1360 degreeC. If the holding temperature is lower than the above range, the densification becomes insufficient. If the holding temperature is higher than the above range, the electrode is interrupted due to abnormal sintering of the internal electrode layer, the capacity temperature characteristic is deteriorated due to diffusion of the constituent material of the internal electrode layer, and the dielectric Reduction of the body porcelain composition is likely to occur.

これ以外の焼成条件としては、昇温速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは200〜300℃/時間、温度保持時間を好ましくは0.5〜8時間、より好ましくは1〜3時間、冷却速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは200〜300℃/時間とする。また、焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲気ガスとしてはたとえば、NとHとの混合ガスを加湿して用いることができる。 As other firing conditions, the rate of temperature rise is preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 200 to 300 ° C./hour, and the temperature holding time is preferably 0.5 to 8 hours, more preferably 1 to 3 hours. The time and cooling rate are preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 200 to 300 ° C./hour. Further, the firing atmosphere is preferably a reducing atmosphere, and as the atmosphere gas, for example, a mixed gas of N 2 and H 2 can be used by humidification.

還元性雰囲気中で焼成した場合、コンデンサ素子本体にはアニールを施すことが好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処理であり、これによりIR寿命を著しく長くすることができるので、信頼性が向上する。   When firing in a reducing atmosphere, it is preferable to anneal the capacitor element body. Annealing is a process for re-oxidizing the dielectric layer, and this can significantly increase the IR lifetime, thereby improving the reliability.

アニール雰囲気中の酸素分圧は、10−1〜10Paとすることが好ましい。酸素分圧が前記範囲未満であると誘電体層の再酸化が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層の酸化が進行する傾向にある。 The oxygen partial pressure in the annealing atmosphere is preferably 10 −1 to 10 Pa. When the oxygen partial pressure is less than the above range, it is difficult to re-oxidize the dielectric layer, and when it exceeds the above range, oxidation of the internal electrode layer tends to proceed.

アニールの際の保持温度は、1100℃以下、特に500〜1100℃とすることが好ましい。保持温度が上記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分となるので、IRが低く、また、高温負荷寿命が短くなりやすい。一方、保持温度が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化して容量が低下するだけでなく、内部電極層が誘電体素地と反応してしまい、容量温度特性の悪化、IRの低下、高温負荷寿命の低下が生じやすくなる。なお、アニールは昇温過程および降温過程だけから構成してもよい。すなわち、温度保持時間を零としてもよい。この場合、保持温度は最高温度と同義である。   The holding temperature at the time of annealing is preferably 1100 ° C. or less, particularly 500 to 1100 ° C. When the holding temperature is lower than the above range, the dielectric layer is not sufficiently oxidized, so that the IR is low and the high temperature load life is likely to be shortened. On the other hand, when the holding temperature exceeds the above range, not only the internal electrode layer is oxidized and the capacity is lowered, but the internal electrode layer reacts with the dielectric substrate, the capacity temperature characteristic is deteriorated, the IR is lowered, and the high temperature is increased. The load life is likely to decrease. Note that annealing may be composed of only a temperature raising process and a temperature lowering process. That is, the temperature holding time may be zero. In this case, the holding temperature is synonymous with the maximum temperature.

これ以外のアニール条件としては、温度保持時間を好ましくは0〜20時間、より好ましくは2〜10時間、冷却速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは100〜300℃/時間とする。また、アニールの雰囲気ガスとしては、たとえば、加湿したNガス等を用いることが好ましい。 As other annealing conditions, the temperature holding time is preferably 0 to 20 hours, more preferably 2 to 10 hours, and the cooling rate is preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 100 to 300 ° C./hour. . Further, as the annealing atmosphere gas, for example, humidified N 2 gas or the like is preferably used.

上記した脱バインダ処理、焼成およびアニールにおいて、Nガスや混合ガス等を加湿するには、たとえばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は5〜75℃程度が好ましい。
脱バインダ処理、焼成およびアニールは、連続して行なっても、独立に行なってもよい。
In the above-described binder removal processing, firing and annealing, for example, a wetter or the like may be used to wet the N 2 gas or mixed gas. In this case, the water temperature is preferably about 5 to 75 ° C.
The binder removal treatment, firing and annealing may be performed continuously or independently.

上記のようにして得られたコンデンサ素子本体に、例えばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、外部電極用ペーストを塗布して焼成し、外部電極4を形成する。そして、必要に応じ、外部電極4表面に、めっき等により被覆層を形成する。
このようにして製造された本実施形態の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
The capacitor element main body obtained as described above is subjected to end face polishing, for example, by barrel polishing or sand blasting, and the external electrode paste is applied and fired to form the external electrode 4. Then, if necessary, a coating layer is formed on the surface of the external electrode 4 by plating or the like.
The multilayer ceramic capacitor of this embodiment manufactured in this way is mounted on a printed circuit board or the like by soldering or the like and used for various electronic devices.

本実施形態によれば、積層セラミックコンデンサの誘電体層2を、上記した誘電体磁器組成物で構成する。具体的には、第1に、主成分としてBaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含み、かつ、これらが、それぞれ互いに実質的に固溶せず、複数のBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で含有されたコンポジット構造を形成している。そして、第2に、内部電極層3に直接接触している粒子である電極接触粒子2a中における、BaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、内部電極層3に接触していない粒子である非電極接触粒子中2b中における、BaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、の差(ABT−BBT)を所定の範囲としている。そのため、DCバイアス特性を良好なものとし、電圧印加時における電歪量を低減しつつ、比誘電率および容量温度特性(特に低温側の温度特性)のさらなる向上を図ることができる。特に、DCバイアス特性および電歪量を良好なものとしつつ、比誘電率を480以上と高くすることができ、しかも、容量温度特性については、EIA規格のX6S特性を満足させることができる。 According to the present embodiment, the dielectric layer 2 of the multilayer ceramic capacitor is composed of the above-described dielectric ceramic composition. Specifically, first, BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 are included as main components, and these are not substantially dissolved in each other, and a plurality of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and The composite structure contained in the form of CaTiO 3 crystal particles is formed. Then, the second, the electrode contact particles 2a in a particle is in direct contact with the internal electrode layer 3, and the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles, a particle that is not in contact with the internal electrode layers 3 The difference (A BT −B BT ) between the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles B BT in the non-electrode contact particles 2 b (A BT −B BT ) is within a predetermined range. Therefore, it is possible to improve the relative permittivity and the capacitance temperature characteristic (particularly the temperature characteristic on the low temperature side) while improving the DC bias characteristic and reducing the amount of electrostriction when a voltage is applied. In particular, while making the DC bias characteristic and the amount of electrostriction favorable, the relative dielectric constant can be increased to 480 or more, and the capacitance temperature characteristic can satisfy the X6S characteristic of the EIA standard.

なお、本実施形態では、480以上という高い誘電率を実現しつつ、上記電圧印加時における電歪量に関し、以下のような特性を有する。
すなわち、一対の内部電極層3に挟まれている誘電体層2の層数をN層とした場合に、セラミックコンデンサを基板に固定し、ガラスエポキシ基板などの積層セラミックコンデンサ1が実装されるような通常の基板に固定したセラミックコンデンサに対し、AC:0.2Vrms/μm、DC:4V/μm、周波数:1kHzの条件で電圧を印加した際における素子本体10表面の振動幅で定義される電歪量を、好ましくは、0.125N[nm]未満、より好ましくは0.1N[nm]以下とすることができる。
In the present embodiment, while realizing a high dielectric constant of 480 or more, the electrostriction amount when the voltage is applied has the following characteristics.
That is, when the number of dielectric layers 2 sandwiched between the pair of internal electrode layers 3 is N, the ceramic capacitor is fixed to the substrate, and the multilayer ceramic capacitor 1 such as a glass epoxy substrate is mounted. A voltage defined by the vibration width of the surface of the element body 10 when a voltage is applied to a ceramic capacitor fixed on a normal substrate under the conditions of AC: 0.2 Vrms / μm, DC: 4 V / μm, and frequency: 1 kHz. The amount of strain can be preferably less than 0.125 N [nm], more preferably 0.1 N [nm] or less.

上記電圧印加条件における、AC、DCの値は、誘電体層の厚み1μm当たりの印加電圧である。すなわち、たとえば、誘電体層の厚みを5μmとした場合における印加電圧は、AC:1.0Vrms(=0.2Vrms/μm×5μm)、DC:20V(=4V/μm×5μm)である。また、上記電歪量は、誘電体層2の厚みが変化すると、それに伴い変化する傾向にある。そのため、本実施形態においては、誘電体層2の厚みが、好ましくは2〜20μm、より好ましくは4〜15μm、特に5μmの場合に、上記所定範囲となることが好ましい。   The values of AC and DC under the above voltage application conditions are applied voltages per 1 μm thickness of the dielectric layer. That is, for example, when the thickness of the dielectric layer is 5 μm, the applied voltage is AC: 1.0 Vrms (= 0.2 Vrms / μm × 5 μm) and DC: 20 V (= 4 V / μm × 5 μm). Further, the amount of electrostriction tends to change as the thickness of the dielectric layer 2 changes. Therefore, in this embodiment, when the thickness of the dielectric layer 2 is preferably 2 to 20 [mu] m, more preferably 4 to 15 [mu] m, and particularly 5 [mu] m, the predetermined range is preferable.

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.

たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る積層型電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る積層型電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記構成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 multilayer electronic component according to the present invention. However, the multilayer electronic component according to the present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor and has the above-described configuration. Anything is fine.

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
誘電体ペーストの作製
まず、主成分の原料として、BaTiO粉末、SrTiO粉末およびCaTiO粉末を、副成分の原料として、MnCO、V、SiOを、主成分のAサイトと、Bサイトと、の比(Ba,SrおよびCaと、Tiと、の比)を調整するための原料として、TiOをそれぞれ準備した。なお、副成分の原料であるMnCOは、焼成後にMnOとなる化合物である。
Example 1
Preparation of Dielectric Paste First, BaTiO 3 powder, SrTiO 3 powder and CaTiO 3 powder are used as the main component materials, and MnCO 3 , V 2 O 5 and SiO 2 are used as the main component materials. TiO 2 was prepared as a raw material for adjusting the ratio of B, B (Ba, Sr and Ca and Ti). In addition, MnCO 3 which is a raw material of the subcomponent is a compound that becomes MnO after firing.

次いで、上記にて準備した各原料を、ボールミルで15時間、湿式粉砕し、乾燥して、誘電体材料を得た。なお、各原料の混合割合は、焼成後の組成が表1に示す組成となるように調整した。ただし、表1において、各副成分の添加量は主成分100モルに対するモル数であり、MnO、SiOについては各酸化物換算で、VについてはV元素換算で、それぞれ添加量を示した。 Subsequently, each raw material prepared above was wet pulverized with a ball mill for 15 hours and dried to obtain a dielectric material. In addition, the mixing ratio of each raw material was adjusted so that the composition after baking became the composition shown in Table 1. However, in Table 1, the addition amount of each subcomponent is the number of moles with respect to 100 moles of the main component, MnO and SiO 2 are converted into oxides, and V 2 O 5 is converted into V element. Indicated.

次いで、得られた誘電体原料100重量部と、ポリビニルブチラール樹脂10重量部と、可塑剤としてのジブチルフタレート(DOP)5重量部と、溶媒としてのアルコール100重量部とをボールミルで混合してペースト化し、誘電体ペーストを得た。   Next, 100 parts by weight of the obtained dielectric material, 10 parts by weight of polyvinyl butyral resin, 5 parts by weight of dibutyl phthalate (DOP) as a plasticizer, and 100 parts by weight of alcohol as a solvent are mixed with a ball mill to obtain a paste. Dielectric paste was obtained.

電極ペーストの作製
まず、導電体粉末としてのNi粉末と、共材としてのBaTiO粉末を準備した。そして、Ni粉末と、BaTiO粉末と、有機ビヒクルと、をボールミルで混合してペースト化し、電極ペーストを得た。本実施例では、Ni粉末100重量部に対する、共材の含有量が、表1に示す量となるように、各電極ペーストを調製した。
Preparation of electrode paste First, Ni powder as a conductor powder and BaTiO 3 powder as a co-material were prepared. Then, a Ni powder, a BaTiO 3 powder, an organic vehicle, were mixed by a ball mill to form a paste to obtain an electrode paste. In this example, each electrode paste was prepared so that the content of the co-material with respect to 100 parts by weight of Ni powder would be the amount shown in Table 1.

積層セラミックコンデンサ試料の作製
そして、上記にて作製した誘電体ペーストと、電極ペーストと、を用い、以下のようにして、図1に示される積層型セラミックコンデンサ1を製造した。
Production of Multilayer Ceramic Capacitor Sample The multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1 was produced using the dielectric paste produced above and the electrode paste as follows.

まず、得られた誘電体ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、PETフィルム上に、グリーンシートを形成した。次いで、このグリーンシートの上に、電極ペーストを用いて、スクリーン印刷により、電極パターンを印刷し、電極パターンの印刷されたグリーンシートを製造した。なお、電極パターンの印刷されたグリーンシートの厚みは、乾燥後の厚みで6.5μmとした。次いで、上記のグリーンシートとは別に、誘電体ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、PETフィルム上に電極パターンの印刷されていないグリーンシートを製造した。   First, a green sheet was formed on a PET film by the doctor blade method using the obtained dielectric paste. Next, an electrode pattern was printed on the green sheet by screen printing using an electrode paste to produce a green sheet on which the electrode pattern was printed. The thickness of the green sheet on which the electrode pattern was printed was 6.5 μm after drying. Next, separately from the above green sheet, a green sheet on which no electrode pattern was printed on the PET film was manufactured by a doctor blade method using a dielectric paste.

そして、上記にて製造した各グリーンシートを次の順序にて積層し、得られた積層体を加圧することにより、グリーンチップを製造した。
まず、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚みが300μmとなるまで積層した。その上に、電極パターンの印刷されたグリーンシートを5枚積層した。さらにその上に、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚さが300μmとなるまで積層し、積層体とした。そして、得られた積層体について、温度80℃、圧力1t/cmの条件で加熱・加圧して、グリーンチップを得た。
And each green sheet manufactured above was laminated | stacked in the following order, and the green chip | tip was manufactured by pressing the obtained laminated body.
First, green sheets on which no electrode patterns were printed were laminated until the total thickness reached 300 μm. On top of that, five green sheets printed with electrode patterns were laminated. Further thereon, a green sheet on which no electrode pattern was printed was laminated until the total thickness reached 300 μm to obtain a laminate. The obtained laminate was heated and pressurized under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a pressure of 1 t / cm 2 to obtain a green chip.

次いで、得られたグリーンチップを所定のサイズに切断し、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、積層セラミック焼成体を得た。
脱バインダ処理条件は、昇温速度:30℃/時間、保持温度:250℃、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: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とHとの混合ガス(H:3%)とした。
アニール条件は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1000℃、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 obtained green chip was cut into a predetermined size and subjected to binder removal processing, firing and annealing under the following conditions to obtain a multilayer ceramic fired body.
The binder removal treatment conditions were temperature rising rate: 30 ° C./hour, holding temperature: 250 ° C., temperature holding time: 8 hours, and atmosphere: in the air.
Firing conditions are: temperature rising rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1240 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: a mixed gas of humidified N 2 and H 2 (H 2 : 3%).
The annealing condition was a Atsushi Nobori rate: 200 ° C. / hour, holding temperature: 1000 ° C., a temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C. / time, the atmospheric gas of a wet N 2 gas.
A wetter with a water temperature of 20 ° C. was used for humidifying the atmospheric gas during firing and annealing.

次いで、得られた積層セラミック焼成体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極として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1〜9を得た。得られたコンデンサ試料のサイズは、2.5mm×2.5mm×3.2mmであり、誘電体層の厚み5μm、内部電極層の厚み1.5μm、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は4とした。   Next, after polishing the end face of the obtained multilayer ceramic fired body by sand blasting, In-Ga was applied as an external electrode to obtain Samples 1 to 9 of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. The size of the obtained capacitor sample is 2.5 mm × 2.5 mm × 3.2 mm, the thickness of the dielectric layer is 5 μm, the thickness of the internal electrode layer is 1.5 μm, and the dielectric layer sandwiched between the internal electrode layers is The number was 4.

得られた各コンデンサ試料について、比誘電率、容量温度特性(X6S特性)および割合ABTと割合BBTとの差ABT−BBTを下記に示す方法により測定した。得られた結果を表1に示す。 For each of the obtained capacitor samples were measured by the method shown dielectric constant, the difference A BT -B BT of the capacitance-temperature characteristic (X6S characteristic) and the ratio A BT and the ratio B BT below. The obtained results are shown in Table 1.

比誘電率ε
まず、コンデンサ試料に対し、基準温度25℃において、デジタルLCRメータ(YHP社製4284A)にて、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの信号を入力し、静電容量Cを測定した。そして、比誘電率ε(単位なし)を、誘電体層の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Cとに基づき算出した。比誘電率は高いほうが好ましく、本実施例では480以上を良好とした。結果を表1に示す。
Dielectric constant ε
First, at a reference temperature of 25 ° C., a capacitor with a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1.0 Vrms is input with a digital LCR meter (YHP 4284A), and the capacitance C is measured. did. Then, the relative dielectric constant ε (no unit) was calculated based on the thickness of the dielectric layer, the effective electrode area, and the capacitance C obtained as a result of the measurement. It is preferable that the relative dielectric constant is high. In this example, 480 or more was considered good. The results are shown in Table 1.

容量温度特性(X6S特性)
コンデンサ試料について、−55℃、25℃および105℃の各温度における静電容量を測定し、25℃における静電容量に対する−55℃および105℃での静電容量の変化率△C(単位は%)を算出した。本実施例では、静電容量の変化率が、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC=±22%以内)を満たしている試料を良好とした。結果を表1に示す。なお、表1においては、−55℃における静電容量の変化率と、105℃における静電容量の変化率と、をそれぞれ示した。
Capacity-temperature characteristics (X6S characteristics)
For the capacitor sample, the capacitance at each temperature of −55 ° C., 25 ° C. and 105 ° C. was measured, and the change rate ΔC of the capacitance at −55 ° C. and 105 ° C. with respect to the capacitance at 25 ° C. (unit: %) Was calculated. In this example, a sample in which the rate of change in electrostatic capacitance satisfies the X6S characteristic of the EIA standard (−55 to 105 ° C., ΔC = within ± 22%) is considered good. The results are shown in Table 1. In Table 1, the rate of change in capacitance at −55 ° C. and the rate of change in capacitance at 105 ° C. are shown.

割合A BT と割合B BT との差A BT −B BT
電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、の差であるABT−BBTは、上述した実施形態に記載した方法に従って測定した。なお、測定に際しては、それぞれ、15個の電極接触粒子2aおよび非電極接触粒子2bを用いた。
Difference between the ratio A BT and the ratio B BT A BT -B BT
A BT −B BT, which is the difference between the ratio A BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particle 2a and the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particle 2b, is described above. The measurement was performed according to the method described in the embodiment. In the measurement, 15 electrode contact particles 2a and non-electrode contact particles 2b were used, respectively.

また、本実施例では、上記評価に加えて、DCバイアス特性、電圧印加による電歪量を、下記の方法により測定、評価した。その結果、本実施例のコンデンサ試料は、いずれも下記に示すような各基準を満足していることが確認できた。   In this example, in addition to the above evaluation, the DC bias characteristics and the amount of electrostriction due to voltage application were measured and evaluated by the following methods. As a result, it was confirmed that each of the capacitor samples of this example satisfied the following standards.

DCバイアス特性
DCバイアス特性は、コンデンサ試料に対し、一定温度(25℃)において、4V/μmの直流電圧を印加した際の比誘電率の変化(単位は%)を算出することにより、測定した。本実施例では、DCバイアス特性は、10個のコンデンサ試料を用いて測定した値の平均値とした。DCバイアス特性は0に近いほど好ましく、本実施例では、いずれの試料も、DCバイアス特性が−10%以上となり、良好な結果であった。
DC bias characteristics DC bias characteristics were measured by calculating the change in relative permittivity (unit:%) when a DC voltage of 4 V / μm was applied to a capacitor sample at a constant temperature (25 ° C.). . In this example, the DC bias characteristic was an average value of values measured using 10 capacitor samples. The DC bias characteristics are preferably closer to 0, and in this example, the DC bias characteristics were −10% or more for all the samples, and good results were obtained.

電圧印加による電歪量
電圧印加による電歪量は、次の方法で測定した。すなわち、まず、コンデンサ試料を、所定パターンの電極がプリントしてあるガラスエポキシ基板にハンダ付けすることにより固定した。次いで、基板に固定したコンデンサ試料に対して、AC:0.2Vrms/μm、DC:4V/μm、周波数:1kHzの条件で電圧を印加し、電圧印加時におけるコンデンサ試料表面の振動幅を測定し、これを電歪量とした。なお、コンデンサ試料表面の振動幅の測定には、レーザードップラー振動計を使用した。また、本実施例では、10個のコンデンサ試料を用いて測定した値の平均値を電歪量とした。電歪量は低いほうが好ましく、本実施例では、いずれの試料も、電歪量が0.5nm以下となり、良好な結果であった。
Electrostriction due to voltage application The electrostriction due to voltage application was measured by the following method. That is, first, the capacitor sample was fixed by soldering to a glass epoxy substrate on which electrodes having a predetermined pattern were printed. Next, a voltage is applied to the capacitor sample fixed on the substrate under the conditions of AC: 0.2 Vrms / μm, DC: 4 V / μm, and frequency: 1 kHz, and the vibration width of the capacitor sample surface during voltage application is measured. This was the amount of electrostriction. A laser Doppler vibrometer was used to measure the vibration width of the capacitor sample surface. In this example, the average value of values measured using 10 capacitor samples was used as the amount of electrostriction. The amount of electrostriction is preferably low, and in this example, the electrostriction amount of each sample was 0.5 nm or less, which was a favorable result.

Figure 2007258477
Figure 2007258477

電極ペースト中に、共材としてのBaTiO粉末を、導電体粉末100重量部に対して、1〜30重量部の範囲で添加した試料番号2〜8においては、電極接触粒子2a中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合ABTと、非電極接触粒子2b中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合BBTと、の差であるABT−BBTが5〜40%の範囲となった。そして、これら試料番号2〜8においては、各特性(DCバイアス特性、電圧印加時における電歪量)を良好に保ちながら、比誘電率および容量温度特性(特に低温側の温度特性)の向上が可能となることが確認できる。 In the electrode paste, the BaTiO 3 powder as a common material for the conductive powder 100 parts by weight, in sample No. 2-8 was added in an amount of 1 to 30 parts by weight, BaTiO 3 in the electrode contact particles 2a the ratio a BT of the number of crystal grains, the ratio B BT of the number of BaTiO 3 crystal grains in the non-electrode-contact particles 2b, a BT -B BT is the difference becomes a range of 5-40%. In these sample numbers 2 to 8, the relative permittivity and the capacitance temperature characteristic (especially the temperature characteristic on the low temperature side) are improved while maintaining the respective characteristics (DC bias characteristic, electrostriction amount when voltage is applied) well. It can be confirmed that this is possible.

特に、試料番号2〜4を比較することにより、共材としてのBaTiO粉末の添加量を増加させることにより、ABT−BBTも大きくなっていき、比誘電率および容量温度特性(特に低温側の温度特性)の向上効果が高くなることが確認できる。また、試料番号5〜8より、誘電体層の主成分組成を変化させた場合でも、同様の結果が得られることが確認できる。 In particular, by comparing sample numbers 2-4, by increasing the amount of BaTiO 3 powder as a common material, A BT -B BT also gradually increased, the relative dielectric constant and the capacitance-temperature characteristic (especially at low temperatures It can be confirmed that the effect of improving the temperature characteristics on the side increases. Moreover, it can be confirmed from Sample Nos. 5 to 8 that similar results can be obtained even when the main component composition of the dielectric layer is changed.

また、試料番号2〜8おいては、誘電体層についてのX線回折の結果より、2θ=30〜35°の範囲に、分離した3つの回折ピークが存在し、BaTiO、SrTiO、およびCaTiOが、それぞれ互いに、実質的に固溶していない状態で存在していることも確認できた。 In Sample Nos. 2 to 8, from the result of X-ray diffraction on the dielectric layer, there are three separated diffraction peaks in the range of 2θ = 30 to 35 °, and BaTiO 3 , SrTiO 3 , and It was also confirmed that CaTiO 3 existed in a state where they were not substantially dissolved in each other.

一方、共材としてのBaTiO粉末の含有量を、導電体粉末100重量部に対して、0.5重量部とした試料番号1においては、ABT−BBTが5%未満となり、比誘電率が低くなる結果となった。また、共材としてのBaTiO粉末の含有量を、導電体粉末100重量部に対して、33重量部とした試料番号9においては、ABT−BBTが40%以上と大きくなりすぎ、内部電極層3の電極途切れが発生し、電極被覆率が低下し、そのため静電容量が低下するため、誘電率が低くなる結果となった。 On the other hand, in the sample number 1 in which the content of the BaTiO 3 powder as the co-material is 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, A BT -B BT is less than 5%, and the relative dielectric constant The result was a lower rate. In Sample No. 9 in which the content of the BaTiO 3 powder as the co-material is 33 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, A BT -B BT is too large as 40% or more, As a result, the electrode layer 3 was interrupted, the electrode coverage was reduced, and the capacitance was reduced, resulting in a lower dielectric constant.

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は電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、非電極接触粒子中におけるBaTiO結晶粒子の個数の割合と、を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles and the ratio of the number of BaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles.

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… 電極接触粒子
2b… 非電極接触粒子
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 ... Electrode contact particle 2b ... Non-electrode contact particle 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (10)

誘電体層および内部電極層が交互に積層された構成を有する積層型電子部品であって、
前記誘電体層が、主成分として、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含有し、かつ、前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOが、それぞれ互いに、実質的に固溶せず、複数のBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物で構成され、
前記誘電体層を構成する複数の前記BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子は、前記内部電極層に直接接触している粒子と、前記内部電極層に接触していない粒子と、からなり、
前記内部電極層に直接接触している粒子を電極接触粒子とし、前記内部電極層に接触していない粒子を非電極接触粒子とした場合に、
前記電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合を百分率で示したABT[%]と、
前記非電極接触粒子中における、BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の合計の個数に対する、BaTiO結晶粒子の個数の割合を百分率で示したBBT[%]と、の差(ABT−BBT)が5%以上であることを特徴とする積層型電子部品。
A multilayer electronic component having a configuration in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately stacked,
The dielectric layer contains BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 as main components, and the BaTiO 3 , SrTiO 3, and CaTiO 3 are not substantially dissolved in each other, and a plurality of BaTiO 3 Consists of a dielectric ceramic composition that is contained in the form of crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles and forms a composite structure,
The plurality of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer are particles that are in direct contact with the internal electrode layer, and particles that are not in contact with the internal electrode layer. Consists of
When the particles that are in direct contact with the internal electrode layer are electrode contact particles, and the particles that are not in contact with the internal electrode layer are non-electrode contact particles,
A BT [%] showing the percentage of the number of BaTiO 3 crystal particles as a percentage of the total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles and CaTiO 3 crystal particles in the electrode contact particles,
Difference between B BT [%], which is a percentage of the number of BaTiO 3 crystal particles with respect to the total number of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles in the non-electrode contact particles. (A BT -B BT ) is 5% or more.
前記ABTとBBTとの差(ABT−BBT)が、40%以下である請求項1に記載の積層型電子部品。 Wherein A BT and the difference between B BT (A BT -B BT) is laminated electronic component according to claim 1 or less 40%. 前記誘電体層を構成する複数の前記BaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の平均結晶粒子径が、0.2〜2μmである請求項1または2に記載の積層型電子部品。 3. The multilayer electronic component according to claim 1, wherein an average crystal particle diameter of the plurality of BaTiO 3 crystal particles, SrTiO 3 crystal particles, and CaTiO 3 crystal particles constituting the dielectric layer is 0.2 to 2 μm. . 前記誘電体層の厚みが2〜20μmである請求項1〜3のいずれかに記載の積層型電子部品。   The multilayer electronic component according to claim 1, wherein the dielectric layer has a thickness of 2 to 20 μm. 前記誘電体磁器組成物に主成分として含有される前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOの組成モル比を、組成式{(BaSrCa)O}TiOで示した場合に、前記式中の記号x、y、zおよびmが、
0.19≦x≦0.23、
0.25≦y≦0.31、
0.46≦z≦0.54、
x+y+z=1、
0.980≦m≦1.01、
である請求項1〜4のいずれかに記載の積層型電子部品。
Said BaTiO 3, SrTiO 3 and CaTiO compositional molar ratio of 3 contained as the main component in the dielectric ceramic composition, when indicated by a composition formula {(Ba x Sr y Ca z ) O} m TiO 2, The symbols x, y, z and m in the above formula are
0.19 ≦ x ≦ 0.23,
0.25 ≦ y ≦ 0.31,
0.46 ≦ z ≦ 0.54,
x + y + z = 1,
0.980 ≦ m ≦ 1.01,
The multilayer electronic component according to any one of claims 1 to 4.
前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Mnの酸化物をさらに含み、
前記Mnの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、MnO換算で、0.3〜1モルである請求項1〜5のいずれかに記載の積層型電子部品。
The dielectric ceramic composition further includes an oxide of Mn as a subcomponent,
The multilayer electronic component according to claim 1, wherein the content of the Mn oxide is 0.3 to 1 mol in terms of MnO with respect to 100 mol of the main component.
前記誘電体磁器組成物が、副成分として、Siの酸化物をさらに含み、
前記Siの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、SiO換算で、0.1〜0.5モルである請求項1〜6のいずれかに記載の積層型電子部品。
The dielectric ceramic composition further includes an oxide of Si as a subcomponent,
The multilayer electronic component according to claim 1, wherein a content of the Si oxide is 0.1 to 0.5 mol in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component.
前記誘電体磁器組成物が、副成分として、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素の酸化物から選択される1種以上をさらに含み、
前記V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、V、Ta、Nb、W、MoおよびCrの各元素換算で、0.02モル以上、0.40モル未満である請求項1〜7のいずれかに記載の積層型電子部品。
The dielectric ceramic composition further includes at least one selected from oxides of elements of V, Ta, Nb, W, Mo and Cr as subcomponents,
The oxide content of V, Ta, Nb, W, Mo and Cr is 0.02 mol in terms of each element of V, Ta, Nb, W, Mo and Cr with respect to 100 mol of the main component. The multilayer electronic component according to claim 1, wherein the content is less than 0.40 mol.
誘電体層および内部電極層が交互に積層された構成を有する積層型電子部品を製造する方法であって、
焼成後に誘電体層となるグリーンシートを形成する工程と、
電極ペーストを用いて、焼成後に内部電極層となる電極ペースト膜を形成する工程と、
前記グリーンシートおよび電極ペースト膜を交互に積層し、グリーンチップを得る工程と、
前記グリーンチップを焼成する工程と、を有し、
焼成後の前記誘電体層が、主成分として、BaTiO、SrTiOおよびCaTiOを含有し、かつ、前記BaTiO、SrTiOおよびCaTiOが、それぞれ互いに、実質的に固溶せず、複数のBaTiO結晶粒子、SrTiO結晶粒子およびCaTiO結晶粒子の形態で含有され、コンポジット構造を形成している誘電体磁器組成物からなり、
前記電極ペースト膜を形成するための電極ペーストとして、導電体粉末と、BaTiO粉末を含有する共材と、を含む電極ペーストを用いることを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
A method of manufacturing a multilayer electronic component having a configuration in which dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated,
Forming a green sheet to be a dielectric layer after firing;
Using an electrode paste to form an electrode paste film that becomes an internal electrode layer after firing;
Alternately stacking the green sheet and the electrode paste film to obtain a green chip;
Firing the green chip,
The fired dielectric layer contains, as main components, BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 , and the BaTiO 3 , SrTiO 3 and CaTiO 3 are not substantially dissolved in each other. A dielectric ceramic composition containing a BaTiO 3 crystal particle, a SrTiO 3 crystal particle, and a CaTiO 3 crystal particle in the form of a composite structure,
A method of manufacturing a multilayer electronic component, wherein an electrode paste containing a conductor powder and a common material containing BaTiO 3 powder is used as an electrode paste for forming the electrode paste film.
前記電極ペースト中における、前記共材の含有量が、前記導電体粉末100重量部に対して、1〜30重量部である請求項9に記載の積層型電子部品の製造方法。   The method for producing a multilayer electronic component according to claim 9, wherein the content of the common material in the electrode paste is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder.
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