JP2007266223A - Laminated ceramic capacitor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated ceramic capacitor where a dielectric layer of a capacity part and a protection layer are sintered firmly even if titanic acid barium calcium crystal grains are used for the dielectric layer and peeling between the capacity part and the protection layer can be prevented even in a heat-resistant shock test. <P>SOLUTION: The dielectric layer 5a is constituted of the titanic acid barium calcium crystal grains. The protection layer 7 is formed of titanic acid barium crystal grains 9b, and it comprises at least scandium oxide or yttrium oxide, and one type or above selected from gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide and ytterbium oxide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサに関し、特に、誘電体層および保護層がともに微粒のチタン酸バリウム系結晶粒子により構成されている小型高容量の積層セラミックコンデンサに関する。   The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor, and more particularly to a small and high capacity multilayer ceramic capacitor in which both a dielectric layer and a protective layer are composed of fine barium titanate crystal particles.

図2は、従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。図2からわかるように、積層セラミックコンデンサはコンデンサ本体101の端面に外部電極103が形成され、そのコンデンサ本体101は誘電体層105aおよび内部電極層105bが交互に積層された容量部105と容量部105の上下面に設けられた保護層107とから構成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional multilayer ceramic capacitor. As can be seen from FIG. 2, in the multilayer ceramic capacitor, the external electrode 103 is formed on the end face of the capacitor body 101, and the capacitor body 101 has a capacitance portion 105 and a capacitance portion in which dielectric layers 105a and internal electrode layers 105b are alternately laminated. It is comprised from the protective layer 107 provided in the upper and lower surfaces of 105.

誘電体層105として用いられる誘電体材料としては、チタン酸バリウム(以下、BTという。)が一般的であるがチタン酸バリウムカルシウム(以下、BCTという。)は、従来のBTに比べて安定な比誘電率の温度特性を示すことから、近年、このBCTはB特性やX7R特性の積層セラミックコンデンサに適用することが試みられており(例えば、特許文献1参照)、また、BTとBCTとを複合化させた誘電体材料(BT−BCT)を誘電体層105a用の誘電体材料として用いることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   As a dielectric material used as the dielectric layer 105, barium titanate (hereinafter referred to as BT) is generally used, but barium calcium titanate (hereinafter referred to as BCT) is more stable than conventional BT. In recent years, the BCT has been attempted to be applied to a multilayer ceramic capacitor having B characteristics or X7R characteristics (see, for example, Patent Document 1) because of the temperature characteristics of the dielectric constant. It has been proposed to use a composite dielectric material (BT-BCT) as a dielectric material for the dielectric layer 105a (see, for example, Patent Document 2).

そして、近年、積層セラミックコンデンサは誘電体層105aおよび内部電極層105bの薄層化と多積層化が要求されており、薄層化を行うために誘電体層105aとなる誘電体粉末や内部電極層105bとなる金属粉末の微粒化が図られている。   In recent years, multilayer ceramic capacitors have been required to have a dielectric layer 105a and internal electrode layers 105b that are thin and multi-layered. In order to reduce the thickness, dielectric powder and internal electrodes that become the dielectric layer 105a are required. The metal powder to be the layer 105b is atomized.

このような積層セラミックコンデンサを構成するコンデンサ本体101は誘電体層105aとなる誘電体グリーンシートと内部電極層105bとなる内部電極パターンとを交互に積層し、その上下面に内部電極パターンを有しない誘電体グリーンシートを重ねた積層成形体を作製し、焼成することにより得られるものである。   The capacitor main body 101 constituting such a multilayer ceramic capacitor has a dielectric green sheet serving as the dielectric layer 105a and an internal electrode pattern serving as the internal electrode layer 105b alternately stacked, and has no internal electrode pattern on the upper and lower surfaces thereof. It is obtained by producing a laminated molded body in which dielectric green sheets are stacked and firing.

ところが、誘電体グリーンシートや内部電極パターンがともに薄層化されて多積層化されると、内部電極パターンの焼成収縮が誘電体グリーンシートに比べて低温から始まるために、内部電極パターンが交互に積層されている誘電体グリーンシートの方が保護層107用の誘電体グリーンシートに比べ大きな焼成収縮を持つようになる。このため容量部105と保護層107との界面に応力が集中し、誘電体層105a間に比べ密着力の小さい内部電極層105bと保護層107との界面において焼成後の耐熱衝撃試験時に剥離を生じることがある。   However, when the dielectric green sheets and internal electrode patterns are both thinned and multi-layered, the firing contraction of the internal electrode patterns starts at a lower temperature than that of the dielectric green sheets. The laminated dielectric green sheets have larger firing shrinkage than the dielectric green sheets for the protective layer 107. For this reason, stress concentrates on the interface between the capacitor portion 105 and the protective layer 107, and peeling occurs in the thermal shock test after firing at the interface between the internal electrode layer 105b and the protective layer 107, which has less adhesion than the dielectric layer 105a. May occur.

そこで、本出願人は、このような問題に対処するために、容量部105を構成する誘電体層105aにBTを用いる場合に、保護層107にはBTよりも低温で焼結するBCTを用いることを提案した。この場合、耐熱衝撃試験での誘電体層105と保護層107との界面剥離を改善される(特許文献3参照)。これはBTよりも焼結しやすいBCTを保護層107に用いることで容量部105の収縮と保護層107の収縮との差が小さくなり界面に発生する応力が低減されたためである。
特開2000−58378号公報 特開2003−40671号公報 特開2004−296708号公報
Therefore, in order to cope with such a problem, the present applicant uses BCT that is sintered at a lower temperature than BT for the protective layer 107 when BT is used for the dielectric layer 105a constituting the capacitor 105. Proposed that. In this case, interface peeling between the dielectric layer 105 and the protective layer 107 in the thermal shock test is improved (see Patent Document 3). This is because by using BCT, which is easier to sinter than BT, for the protective layer 107, the difference between the shrinkage of the capacitor 105 and the shrinkage of the protective layer 107 is reduced, and the stress generated at the interface is reduced.
JP 2000-58378 A JP 2003-40671 A JP 2004-296708 A

しかしながら、誘電体層105aとしてBCTやBT−BCTを用いた場合、BTを保護層107として使用すると剥離がひどくなるため、BTを保護層107として使用することができず、他にも好適な材料がなく、耐熱衝撃試験において誘電体層105aと保護層107との界面に剥離が発生するという問題があった。   However, when BCT or BT-BCT is used as the dielectric layer 105a, if BT is used as the protective layer 107, peeling becomes severe, so BT cannot be used as the protective layer 107, and other suitable materials. In the thermal shock test, there was a problem that peeling occurred at the interface between the dielectric layer 105a and the protective layer 107.

従って、本発明は、BCTやBT−BCTを用いた場合でも、誘電体層と保護層との界面に剥離が生じにくい積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor in which peeling does not easily occur at the interface between a dielectric layer and a protective layer even when BCT or BT-BCT is used.

本発明の積層セラミックコンデンサは、(1)チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子を含む誘電体層および内部電極層が交互に積層された容量部の上下面に保護層が設けられているコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の前記内部電極層が導出された端面に接続された外部電極とを具備する積層セラミックコンデンサにおいて、前記保護層が酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウムおよび酸化イッテリビウムの中から選ばれる1種以上を含有するチタン酸バリウム結晶粒子とから構成されていることを特徴とする。   The multilayer ceramic capacitor of the present invention includes (1) a capacitor body in which a protective layer is provided on the upper and lower surfaces of a capacitor portion in which dielectric layers containing barium calcium titanate crystal particles and internal electrode layers are alternately laminated; In the multilayer ceramic capacitor comprising an external electrode connected to an end face from which the internal electrode layer of the capacitor body is derived, the protective layer includes at least one of scandium oxide and yttrium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, It is characterized by comprising barium titanate crystal particles containing one or more selected from holmium oxide, erbium oxide and ytterbium oxide.

また本発明の積層セラミックコンデンサでは、(2)前記誘電体層が前記チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子とチタン酸バリウム結晶粒子との複合結晶粒子により構成されていること、(3)前記保護層を構成する前記チタン酸バリウム結晶粒子の平均粒径が前記誘電体層を構成する前記チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子および前記複合結晶粒子のいずれの平均粒径よりも小さいことが望ましい。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, (2) the dielectric layer is composed of composite crystal particles of the barium calcium titanate crystal particles and barium titanate crystal particles, and (3) the protective layer is configured. It is desirable that the average particle size of the barium titanate crystal particles is smaller than any of the average particle size of the barium calcium titanate crystal particles and the composite crystal particles constituting the dielectric layer.

ここでチタン酸バリウム結晶粒子とはCaの含有量が0.2原子%以下のチタン酸バリウムを主成分とするとする結晶粒子のことであり、一方、チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子とはCaの含有量が0.4原子%以上1原子%以下のチタン酸バリウム結晶粒子のことである。また、チタン酸バリウム結晶粒子およびチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子を総称してチタン酸バリウム系結晶粒子という。さらに、誘電体層中においてチタン酸バリウム結晶粒子およびチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子が共存しているものは複合粒子という。   Here, the barium titanate crystal particles are crystal particles mainly composed of barium titanate having a Ca content of 0.2 atomic% or less, while the barium calcium titanate crystal particles are Ca content. It refers to barium titanate crystal particles having an amount of 0.4 atomic% to 1 atomic%. The barium titanate crystal particles and the barium calcium titanate crystal particles are collectively referred to as barium titanate crystal particles. Further, a combination of barium titanate crystal particles and barium calcium titanate crystal particles in the dielectric layer is called a composite particle.

本発明の積層セラミックコンデンサは、コンデンサ本体の容量部を構成する誘電体層の誘電体材料にBCTやBT−BCTを用いた場合に、保護層としてBTを用い、そのBTに、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウムおよび酸化イッテリビウムの中から選ばれる1種以上を含有させることで、BTを用いた保護層が低温でより収縮しやすくなり誘電体層との収縮差を小さくすることができ、また、保護層に隣接する容量部の誘電体層へ上記希土類元素の酸化物が拡散することにより誘電体層との密着が向上し剥離の発生を抑制することができる。   The multilayer ceramic capacitor of the present invention uses BT as a protective layer when BCT or BT-BCT is used as the dielectric material of the dielectric layer constituting the capacitor portion of the capacitor body, and gadolinium oxide, By including at least one selected from terbium, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide, the protective layer using BT is more easily contracted at a low temperature, and the contraction difference from the dielectric layer is reduced. In addition, diffusion of the rare earth element oxide into the dielectric layer of the capacitor adjacent to the protective layer improves adhesion with the dielectric layer and suppresses peeling.

また、誘電体層が、酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテリビウムの中から選ばれる少なくとも1種以上を含有するものであれば、誘電体層中のチタン酸バリウム系結晶粒子の粒成長を抑制でき誘電特性を向上できる。   The dielectric layer contains at least one of scandium oxide and yttrium oxide and at least one selected from gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide. Moreover, the grain growth of the barium titanate crystal grains in the dielectric layer can be suppressed, and the dielectric properties can be improved.

さらに本発明によれば、保護層を構成するチタン酸バリウム結晶粒子の平均粒径を誘電体層を構成するチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子および複合粒子のいずれの平均粒径よりも小さくすることにより、保護層の強度が増し、さらに容量部と保護層との間の剥離をより効果的に抑制でき耐熱衝撃性をさらに高めることができる。   Further, according to the present invention, by making the average particle size of the barium titanate crystal particles constituting the protective layer smaller than the average particle size of the barium calcium titanate crystal particles and the composite particles constituting the dielectric layer, The strength of the protective layer is increased, and further, the peeling between the capacity portion and the protective layer can be more effectively suppressed, and the thermal shock resistance can be further enhanced.

図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの構造を示すもので、(a)は断面図を示すものであり、(b)は(a)のA部およびB部の拡大図である。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の端面に外部電極3が形成されている。またコンデンサ本体1は誘電体層5aおよび内部電極層5bが交互に積層された容量部5と、この容量部5の上下面に設けられた保護層7とから構成されている。ここで本発明の積層セラミックコンデンサでは誘電体層5aの厚みが0.5μm以上2μm以下が望ましい。誘電体層5aの厚みが0.5μm以上であると絶縁性を高く維持できるという利点がある。一方、誘電体層5aの厚みが2μm以下であると高容量化できるという利点がある。また内部電極層5bは卑金属によって形成されることが望ましい。   1A and 1B show the structure of the multilayer ceramic capacitor of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is an enlarged view of portions A and B of FIG. In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, an external electrode 3 is formed on the end face of the capacitor body 1. The capacitor body 1 includes a capacitor portion 5 in which dielectric layers 5 a and internal electrode layers 5 b are alternately stacked, and protective layers 7 provided on the upper and lower surfaces of the capacitor portion 5. Here, in the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the thickness of the dielectric layer 5a is preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less. When the thickness of the dielectric layer 5a is 0.5 μm or more, there is an advantage that high insulation can be maintained. On the other hand, when the thickness of the dielectric layer 5a is 2 μm or less, there is an advantage that the capacity can be increased. The internal electrode layer 5b is preferably formed of a base metal.

また、本発明の積層セラミックコンデンサでは、積層数が100層以上、特に200層以上であることが望ましい。本発明は保護層7に対して容量部5における誘電体層5aおよび内部電極層5bの積層数が増えて、容量部5の焼成収縮による応力が大きくなるような積層数を有する積層セラミックコンデンサに好適となる。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the number of stacked layers is preferably 100 layers or more, particularly 200 layers or more. The present invention provides a multilayer ceramic capacitor having such a number of layers that the number of dielectric layers 5a and internal electrode layers 5b in the capacitor portion 5 increases with respect to the protective layer 7 and stress due to firing shrinkage of the capacitor portion 5 increases. Preferred.

そして、本発明の積層セラミックコンデンサでは誘電体層5aがチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9a(A部)により形成されることを特徴とする。このチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aはCaを0.4原子%以上1原子%以下含有するものであり、比誘電率の温度変化率が小さく、積層セラミックコンデンサの規格であるX7R特性やB特性に適合させることが容易であるという利点がある。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the dielectric layer 5a is formed of barium calcium titanate crystal particles 9a (part A). These barium calcium titanate crystal particles 9a contain 0.4 atomic% or more and 1 atomic% or less of Ca, have a small temperature change rate of relative dielectric constant, and satisfy X7R characteristics and B characteristics which are the standards of multilayer ceramic capacitors. There is an advantage that it is easy to adapt.

一方、容量部5を構成する誘電体層5aがCaを0.2原子%以下のチタン酸バリウム結晶粒子9b(B部)の場合には、比誘電率の温度変化率が大きいためにX7R特性やB特性に適合させることが困難であり、誘電体層5の厚みが薄層化するほど困難性が増す。   On the other hand, when the dielectric layer 5a composing the capacitor portion 5 is composed of barium titanate crystal particles 9b (B portion) with Ca of 0.2 atomic% or less, the temperature change rate of the relative permittivity is large, and thus the X7R characteristics. It is difficult to adapt to the B characteristics, and the difficulty increases as the thickness of the dielectric layer 5 decreases.

また本発明の積層セラミックコンデンサでは誘電体層5が上記したチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aのみだけではなく、チタン酸バリウム結晶粒子9bとチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aとの複合結晶粒子9abにより構成されることを特徴とするものである。誘電体層5に上記複合粒子9abを用いると、チタン酸バリウム結晶粒子9aの特徴である高誘電率とチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの特徴である比誘電率の温度変化率が小さいという特徴を合わせ持たせることができるという利点がある。この場合、チタン酸バリウム結晶粒子9bとチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aとの面積比は、誘電体層5の断面においてチタン酸バリウム結晶粒子9bの占有面積をABT、チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの占有面積をABCTとしたときの、ABCT/(ABCT+ABT)比は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/ABCT=0.3〜2が好ましい。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the dielectric layer 5 is composed not only of the barium calcium titanate crystal particles 9a described above but also composed of composite crystal particles 9ab of the barium calcium titanate crystal particles 9b and the barium calcium titanate crystal particles 9a. It is characterized by that. When the composite particle 9ab is used for the dielectric layer 5, the high dielectric constant characteristic of the barium titanate crystal particles 9a and the temperature change rate of the relative dielectric constant characteristic of the barium calcium titanate crystal particles 9a are small. There is an advantage that they can be held together. In this case, the area ratio of the barium titanate crystal grains 9b and the barium calcium titanate crystal grain 9a is, the area occupied by A BT barium titanate crystal grains 9b in the cross section of the dielectric layer 5, the barium calcium titanate crystal grains 9a of when the occupied area was a BCT, a BCT / (a BCT + a BT) ratio is desirably coexist in a tissue proportions having a relationship 0.1-3, in particular, the relative dielectric constant, A BT / A BCT = 0.3 to 2 is preferable in terms of further improving the temperature characteristics and the DC bias characteristics.

また本発明の積層セラミックコンデンサでは、上記チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの平均粒径は0.1μm以上0.3μm以下であることが望ましい。チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの平均粒径は0.1μm以上であるとチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの正方晶性が増すために高い比誘電率を得ることができるという利点がある。一方、チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの平均粒径が0.3μm以下であると内部電極層間の粒界数が増えるために絶縁性を向上できるために誘電体層5aの薄層化が容易になるという利点がある。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the average particle diameter of the barium calcium titanate crystal particles 9a is preferably 0.1 μm or more and 0.3 μm or less. When the average particle diameter of the barium calcium titanate crystal particles 9a is 0.1 μm or more, the tetragonal nature of the barium calcium titanate crystal particles 9a is increased, and thus there is an advantage that a high dielectric constant can be obtained. On the other hand, if the average particle diameter of the barium calcium titanate crystal particles 9a is 0.3 μm or less, the number of grain boundaries between the internal electrode layers increases, and therefore the insulation can be improved, so that the dielectric layer 5a can be easily thinned. There is an advantage of becoming.

また本発明の積層セラミックコンデンサを構成する保護層7はチタン酸バリウム結晶粒子9bにより構成されることを特徴とする。保護層7をチタン酸バリウム結晶粒子9bにより形成すると、チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aに比べて焼成時に粒成長しにくいために保護層7の機械的強度が増すとともに容量部5の誘電体層5aおよび保護層7を適正に焼結させるための焼成温度範囲を広く確保することができるという利点がある。   The protective layer 7 constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention is characterized by comprising barium titanate crystal particles 9b. When the protective layer 7 is formed of the barium titanate crystal particles 9b, the grain growth is less likely at the time of firing than the barium calcium titanate crystal particles 9a, so that the mechanical strength of the protective layer 7 increases and the dielectric layer 5a of the capacitor 5 And there exists an advantage that the wide firing temperature range for sintering the protective layer 7 appropriately can be ensured.

これに対して、保護層7に誘電体層5aに用いるCaの含有量のチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aよりもCa量の多い誘電体材料を適用すると、焼成時に粒成長しやすくなり保護層7の機械的強度が低くなる恐れがある。また、容量部5の誘電体層5aおよび保護層7を適正に焼結させるための焼成温度範囲が狭くなり製造の歩留まりが低下する恐れがある。   On the other hand, when a dielectric material having a Ca content larger than that of the Ca-containing barium calcium titanate crystal particles 9a used in the dielectric layer 5a is applied to the protective layer 7, the protective layer 7 is likely to grow during firing. There is a risk that the mechanical strength of the steel becomes low. In addition, the firing temperature range for appropriately sintering the dielectric layer 5a and the protective layer 7 of the capacitor portion 5 is narrowed, and the manufacturing yield may be reduced.

また、本発明の積層セラミックコンデンサを構成する保護層7は主成分であるチタン酸バリウムの他に酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテリビウムの中から選ばれる少なくとも1種以上を含有していることを特徴とする。添加剤として上記金属元素の酸化物を複合して含有することにより、保護層7を形成するチタン酸バリウム結晶粒子9bの焼結性が高まり容量部5を構成する誘電体層5aとの密着が強固になる。また、酸化スカンジウム等、上記した金属元素の酸化物はチタン酸バリウムに含ませてもチタン酸バリウム結晶粒子9bの粒成長が高まらないという利点がある。このため保護層7にチタン酸バリウムカルシウムを用いる場合に比較して耐熱衝撃性を高めることができる。   Further, the protective layer 7 constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention includes at least one of scandium oxide and yttrium oxide in addition to the main component barium titanate, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, It contains at least one selected from ytterbium oxide. By containing the oxide of the metal element in combination as an additive, the sinterability of the barium titanate crystal particles 9b forming the protective layer 7 is increased, and the adhesion with the dielectric layer 5a constituting the capacitor portion 5 is improved. Become strong. In addition, there is an advantage that the growth of the barium titanate crystal particles 9b does not increase even when the oxide of the above metal element such as scandium oxide is included in the barium titanate. For this reason, compared with the case where barium calcium titanate is used for the protective layer 7, thermal shock resistance can be improved.

そして、本発明において保護層7を形成するためにチタン酸バリウムに添加する金属元素の酸化物としては、特に、酸化イットリウムと酸化テルビウムを選択することが望ましい。これに対して、保護層7が上記酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテリビウムの中から選ばれる少なくとも1種の金属元素の酸化物を含まない場合にはチタン酸バリウム結晶粒子9bの焼結性を高めることができず、容量部5の誘電体層5aと保護層7との密着力が弱くなり耐熱衝撃性が低下する。   In the present invention, it is particularly preferable to select yttrium oxide and terbium oxide as the metal element oxide added to barium titanate to form the protective layer 7. On the other hand, the protective layer 7 is an oxide of at least one of the above scandium oxide and yttrium oxide and at least one metal element selected from gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide. When no substance is contained, the sinterability of the barium titanate crystal particles 9b cannot be increased, the adhesion between the dielectric layer 5a of the capacitor 5 and the protective layer 7 is weakened, and the thermal shock resistance is lowered.

また本発明の積層セラミックコンデンサでは、誘電体層5aもまた酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテリビウムの中から選ばれる少なくとも1種以上を含有していることが望ましい。この場合、誘電体層5aを構成するチタン酸バリウム結晶粒子9aの粒成長を抑制しつつ焼結性が高まり、耐熱衝撃性が向上するという点で、上記保護層7の場合と同様、酸化イットリウムと酸化テルビウムを選択することが望ましい。誘電体層5aおよび保護層7に同じ種類の金属元素の酸化物を含有させることで、誘電体層5aおよび保護層7の界面付近における、これら含まれる金属元素の酸化物の拡散が起こっても、両層間における誘電体磁器の組成変化が抑えられて、誘電体層5および保護層7の適正な焼成温度範囲も広くなり、製造の歩留まりも高めることができるという利点がある。その組成比は酸化イットリウム:酸化テルビウム=0.5〜2(モル):0.1〜0.5(モル)の範囲がより好ましい。希土類元素の含有量はBaTiOを主体とする結晶粒子100モル%に対して合量で0.5〜3モル%であることが好ましい。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the dielectric layer 5a is also at least one selected from scandium oxide and yttrium oxide, and gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide. It is desirable to contain the above. In this case, yttrium oxide is the same as in the case of the protective layer 7 in that the sinterability is improved while suppressing the grain growth of the barium titanate crystal particles 9a constituting the dielectric layer 5a, and the thermal shock resistance is improved. And terbium oxide is preferred. Even if the oxide of the metal element contained in the dielectric layer 5a and the protective layer 7 contains the oxide of the same kind of metal element in the vicinity of the interface between the dielectric layer 5a and the protective layer 7, The compositional change of the dielectric ceramic between the two layers is suppressed, the proper firing temperature range of the dielectric layer 5 and the protective layer 7 is widened, and the manufacturing yield can be increased. The composition ratio is more preferably in the range of yttrium oxide: terbium oxide = 0.5-2 (mol): 0.1-0.5 (mol). The content of the rare earth element is preferably 0.5 to 3 mol% in total with respect to 100 mol% of crystal particles mainly composed of BaTiO 3 .

また上述の誘電体層5aおよび保護層7は、それらを構成するチタン酸バリウム結晶粒子9a、チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9b、および複合粒子9abの誘電特性を制御するために上記希土類元素の他にMgおよびMnを含有することが望ましく、それらの結晶粒子9a、9b、9abに含まれるMgおよびMnの含有量はBaTiOを主体とする結晶粒子100モル%に対して、Mg=0.5〜2モル%、Mn=0.2〜0.5モル%であれば、さらに静電容量の温度特性を安定化し、かつ絶縁性を高くでき、高温負荷試験での信頼性を高められる。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、これらの元素は上記結晶粒子9a、9b、9ab中に固溶するが、一部、粒界相に存在し、特に非晶質として存在しやすい。 Further, the dielectric layer 5a and the protective layer 7 described above are used in addition to the rare earth element in order to control the dielectric properties of the barium titanate crystal particles 9a, the barium calcium titanate crystal particles 9b, and the composite particles 9ab constituting them. It is desirable to contain Mg and Mn, and the content of Mg and Mn contained in these crystal particles 9a, 9b, 9ab is Mg = 0.5 to 100 mol% of crystal particles mainly composed of BaTiO 3. If it is 2 mol% and Mn = 0.2 to 0.5 mol%, the temperature characteristics of the capacitance can be further stabilized and the insulation can be increased, and the reliability in the high-temperature load test can be enhanced. Since Mg, rare earth elements, and Mn are derived from the sintering aid, these elements are dissolved in the crystal grains 9a, 9b, 9ab, but are partly present in the grain boundary phase. It tends to exist as amorphous.

つまり、本発明の積層セラミックコンデンサにおける誘電体層5において、Mgおよび希土類元素は、チタン酸バリウム結晶粒子9aおよびチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9b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、BCT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。   That is, in the dielectric layer 5 in the multilayer ceramic capacitor of the present invention, Mg and rare earth elements are components having the core-shell structure of the barium titanate crystal particles 9a and the barium calcium titanate crystal particles 9b, while Mn is a reducing atmosphere. It is possible to compensate for oxygen defects in the BT crystal particles 9b and the BCT crystal particles 9a generated by firing in the process, and to improve the insulation and high temperature load life.

また、本発明の積層セラミックコンデンサにおける誘電体層5aおよび保護層7は焼結助剤として酸化ケイ素をSiOに換算して、BaTiOを主体とする上記結晶粒子9a、9bおよび9ab 100モル%に対して0.5〜5モル%含有することが好ましい。 In addition, the dielectric layer 5a and the protective layer 7 in the multilayer ceramic capacitor of the present invention are obtained by converting silicon oxide into SiO 2 as a sintering aid, and the crystal particles 9a, 9b and 9ab 100 mol% mainly composed of BaTiO 3. It is preferable to contain 0.5-5 mol% with respect to.

本発明の積層セラミックコンデンサは、さらに好適には保護層7を構成するチタン酸バリウム結晶粒子9bの平均粒径D9bが誘電体層5aを構成するチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aまたは、これらの複合粒子9abの平均粒径よりも小さいことが望ましい。保護層7を構成するCaの含有量がチタン酸バリウム結晶粒子9bの平均粒径D9bが誘電体層5aを構成するチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aまたはこれらの複合粒子9abの平均粒径よりも小さいと保護層7の機械的強度が高まり、また誘電体層5aのチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aの粒成長も抑制できるために、それを構成する容量部5における静電容量の温度特性をX7R特性やB特性に適用できるという利点がある。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the barium calcium titanate crystal particles 9a in which the average particle diameter D9b of the barium titanate crystal particles 9b constituting the protective layer 7 constitutes the dielectric layer 5a or a composite particle thereof is more preferable. Desirably smaller than the average particle size of 9ab. The Ca content constituting the protective layer 7 has an average particle diameter D9b of the barium titanate crystal particles 9b smaller than the average particle diameter of the barium calcium titanate crystal particles 9a or the composite particles 9ab constituting the dielectric layer 5a. Further, the mechanical strength of the protective layer 7 is increased, and the grain growth of the barium calcium titanate crystal particles 9a of the dielectric layer 5a can be suppressed. There is an advantage that it can be applied to the B characteristics.

次に、本発明の積層セラミックコンデンサの製法について説明する。まず、容量部5を構成する誘電体層5aに用いる誘電体グリーンシートおよび保護層用グリーンシートを形成する。誘電体層5aに用いる誘電体グリーンシートは、一般式(Ba1−xCaTiO x=0.05〜0.2)の組成のチタン酸バリウムカルシウム粉末(BT粉末)、または、このチタン酸バリウムカルシウム粉末とCaを含有しないチタン酸バリウム粉末(BT粉末)との混合粉末を用いる。一方、保護層7にはチタン酸バリウム粉末を用いる。ここで、チタン酸バリウムカルシウム粉末とチタン酸バリウム粉末を総称していうときにはチタン酸バリウム系粉末とする。 Next, a method for producing the multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described. First, a dielectric green sheet and a protective layer green sheet used for the dielectric layer 5a constituting the capacitor unit 5 are formed. The dielectric green sheets used for the dielectric layer 5a, the general formula (Ba 1-x Ca x TiO 3 x = 0.05~0.2) barium calcium titanate powder composition (BT powder), or titanium A mixed powder of barium calcium oxide powder and barium titanate powder (BT powder) containing no Ca is used. On the other hand, barium titanate powder is used for the protective layer 7. Here, barium calcium titanate powder and barium titanate powder are collectively referred to as barium titanate powder.

ここでチタン酸バリウム粉末やチタン酸バリウムカルシウム粉末などのチタン酸バリウム系粉末に誘電特性を制御するための添加剤を添加する方法について説明すると、まず、チタン酸バリウムカルシウム粉末に所定量のMg、Mnと、希土類元素の酸化物の少なくとも1種あるいは炭酸塩を混合し、必要に応じてガラス粉末を焼結助剤として加えて混合し原料粉末を調製する。次に、この混合粉末にバインダや溶媒などの有機ビヒクルを加えてスラリを調製し、次いで、このスラリを引き上げ法、ドクターブレード法、リバースロールコータ法、グラビアコータ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷等の周知の成形法によりシート状の誘電体グリーンシートを作製する。   Here, a method of adding an additive for controlling dielectric properties to a barium titanate powder such as barium titanate powder or barium calcium titanate powder will be described. First, a predetermined amount of Mg, Mn and at least one rare earth element oxide or carbonate are mixed, and if necessary, glass powder is added as a sintering aid and mixed to prepare a raw material powder. Next, an organic vehicle such as a binder or a solvent is added to the mixed powder to prepare a slurry, and then this slurry is pulled up, doctor blade method, reverse roll coater method, gravure coater method, screen printing method, gravure printing, etc. A sheet-like dielectric green sheet is produced by the known molding method.

誘電体層5aをチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子9aとチタン酸バリウム結晶粒子9bとの複合粒子9abとするときには、チタン酸バリウムカルシウム粉末とチタン酸バリウム粉末とを所定の割合で混合した混合粉末を調製して上記と同様に誘電体グリーンシートを作製する。   When the dielectric layer 5a is a composite particle 9ab of barium calcium titanate crystal particles 9a and barium titanate crystal particles 9b, a mixed powder is prepared by mixing barium calcium titanate powder and barium titanate powder at a predetermined ratio. Then, a dielectric green sheet is produced in the same manner as described above.

保護層用グリーンシートを作製する場合は、チタン酸バリウム粉末を用いる以外は、これも上記誘電体層5a用の誘電体グリーンシートを作製する場合のスラリおよび誘電体グリーンシートの形成方法を用いるものとする。   When producing a green sheet for a protective layer, except for using barium titanate powder, this also uses a slurry and a method for forming a dielectric green sheet when producing a dielectric green sheet for the dielectric layer 5a. And

本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、誘電体層5aとなるチタン酸バリウムカルシウム粉末の平均粒径が0.05μm以上0.25μm以下であることが望ましく、また、保護層7となるチタン酸バリウム粉末の平均粒径はチタン酸バリウムカルシウム粉末の平均粒径よりも小さく、0.04〜0.24μmであることが望ましい。   In the production method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is desirable that the average particle diameter of the barium calcium titanate powder used as the dielectric layer 5a is 0.05 μm or more and 0.25 μm or less, and the barium titanate used as the protective layer 7. The average particle size of the powder is smaller than the average particle size of the barium calcium titanate powder, and is preferably 0.04 to 0.24 μm.

ここで、この誘電体層5aとなる誘電体グリーンシートの厚みは、小型、大容量化という理由から0.5〜3μmであることが望ましい。一方、保護層7用の誘電体グリーンシートの厚みは5〜20μmが好ましい。   Here, the thickness of the dielectric green sheet to be the dielectric layer 5a is preferably 0.5 to 3 [mu] m for the reason of small size and large capacity. On the other hand, the thickness of the dielectric green sheet for the protective layer 7 is preferably 5 to 20 μm.

次に、この誘電体層5a用の誘電体グリーンシートの表面に、卑金属を含有
する導電性ペーストを、スクリーン印刷法、グラビア印刷、オフセット印刷法等の周知の
印刷方法により塗布し内部電極パターンを形成する。内部電極パターンの厚みは、コンデ
ンサの小型、高信頼性化という点から2μm以下、特には1μm以下であることが望まし
い。
Next, a conductive paste containing a base metal is applied to the surface of the dielectric green sheet for the dielectric layer 5a by a known printing method such as a screen printing method, a gravure printing, an offset printing method, and the internal electrode pattern is formed. Form. The thickness of the internal electrode pattern is desirably 2 μm or less, particularly 1 μm or less from the viewpoint of miniaturization and high reliability of the capacitor.

導電性ペーストは、卑金属、例えばNiを用い、また、共材として平均粒径0.1〜0.
2μmのチタン酸バリウム系粉末を用い、これらを所定のビヒクル中に分散させて形成する。この場合、印刷する誘電体グリーンシートと同じ組成および平均粒径のチタン酸バリウム系粉末を用いることが好ましい。チタン酸バリウム系粉末の含有比率は20〜35質量%であり、例えば、Ni粉末45質量%に対して、チタン酸バリウム系粉末を20〜35質量%と、残部が結城ビヒクルである。導電性ペースト中のチタン酸バリウム系粉末の含有量を20〜35質量%としたのは、この範囲であれば、内部電極層5bの収縮を緩和し、平坦な内部電極層5bを形成できるからである。
The conductive paste uses a base metal, such as Ni, and has an average particle size of 0.1 to 0.00 as a common material.
It is formed by using 2 μm barium titanate-based powders and dispersing them in a predetermined vehicle. In this case, it is preferable to use a barium titanate-based powder having the same composition and average particle size as the dielectric green sheet to be printed. The content ratio of the barium titanate powder is 20 to 35% by mass. For example, the barium titanate powder is 20 to 35% by mass with respect to 45% by mass of Ni powder, and the balance is Yuki vehicle. The reason why the content of the barium titanate-based powder in the conductive paste is 20 to 35% by mass is that the shrinkage of the internal electrode layer 5b can be relaxed and a flat internal electrode layer 5b can be formed within this range. It is.

次に、内部電極パターンが形成された誘電体グリーンシートを複数積層圧着して積層成形体を作製する。一方、内部電極パターンが形成されていない誘電体グリーンシート(カバー層用シート状成形体)を複数積層圧着したカバー層成形体を作製する。次いで、内部電極パターンが印刷された誘電体グリーンシートの積層成形体とカバー層成形体とを圧着し、母体積層体を作製し、所定の寸法に切断し、端面に内部電極パターンが露出したコンデンサ本体成形体を作製する。   Next, a plurality of dielectric green sheets on which internal electrode patterns are formed are laminated and pressure-bonded to produce a laminated molded body. On the other hand, a cover layer molded body is produced by laminating and pressing a plurality of dielectric green sheets (sheet-shaped molded bodies for cover layers) on which no internal electrode pattern is formed. Next, the laminated body of the dielectric green sheet on which the internal electrode pattern is printed and the cover layer molded body are pressure-bonded to produce a base laminate, cut into a predetermined size, and the capacitor with the internal electrode pattern exposed on the end face A body compact is produced.

次に、このコンデンサ本体成形体を大気中250〜300℃または酸素分圧0.1〜1Paの低酸素雰囲気中500〜800℃で脱脂した後、非酸化性雰囲気で1100〜1200℃で2〜3時間焼成する。さらに、所望により、酸素分圧が0.1〜10−4Pa程度の低酸素分圧下、900〜1100℃で5〜15時間再酸化処理を施しコンデンサ本体を得る。 Next, this capacitor body molded body was degreased at 250 to 300 ° C. in the atmosphere or 500 to 800 ° C. in a low oxygen atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.1 to 1 Pa, and then 2 to 1100 to 1200 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. Bake for 3 hours. Furthermore, if desired, a reoxidation treatment is performed at 900 to 1100 ° C. for 5 to 15 hours under a low oxygen partial pressure of about 0.1 to 10 −4 Pa to obtain a capacitor body.

最後に、得られたコンデンサ本体1の内部電極層5bが露出した各端面にCuペーストを塗布して焼き付け、Ni/Snメッキを施し、内部電極層5bと電気的に接続された外部電極3を形成して積層セラミックコンデンサを作製できる。   Finally, Cu paste is applied and baked on each end face where the internal electrode layer 5b of the obtained capacitor body 1 is exposed, Ni / Sn plating is performed, and the external electrode 3 electrically connected to the internal electrode layer 5b is formed. A multilayer ceramic capacitor can be produced by forming the multilayer ceramic capacitor.

平均粒径のBaTiO(BT粉末)、Ba0.95Ca0.05TiO(BCT粉末)およびBa0.9Ca0.1TiO(BCT粉末)であるチタン酸バリウム系粉末を表1に示す組合せになるように準備し調製した。この場合、BaTiOおよびBa0.95Ca0.05TiOならびにBa0.9Ca0.1TiO(BCT粉末)の平均粒径も表1に示した。また、BaTiOとBa0.95Ca0.05TiOとの混合粉末の場合には両粉末を等モルとした。これらチタン酸バリウム系粉末100モル部に対してMgCOを1モル部、MnCOを0.3モル部添加した。また希土類元素の酸化物粉末は酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方を1モル部、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテリビウムの中から選ばれる少なくとも1種を0.5モル部添加した。これらMgCO、MnCOおよび希土類元素の酸化物粉末の平均粒径は0.2μmのものを用いた。 BaTiO 3 having an average particle diameter (BT powder), Ba 0.95 Ca 0.05 TiO 3 (BCT powder) and Ba 0.9 Ca 0.1 Table 1 barium titanate powder is TiO 3 (BCT powder) Were prepared and prepared so as to have the combinations shown in FIG. In this case, the average particle diameters of BaTiO 3, Ba 0.95 Ca 0.05 TiO 3 and Ba 0.9 Ca 0.1 TiO 3 (BCT powder) are also shown in Table 1. In the case of a mixed powder of BaTiO 3 and Ba 0.95 Ca 0.05 TiO 3 , both powders were equimolar. 1 part by mole of MgCO 3 to these barium titanate powder 100 parts by mole, the MnCO 3 was added 0.3 parts by mole. In addition, the rare earth element oxide powder contains at least one part of scandium oxide and yttrium oxide in one mole part, and at least one selected from gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide. A mole part was added. These MgCO 3 , MnCO 3 and rare earth element oxide powders having an average particle diameter of 0.2 μm were used.

また、ガラス粉末を上記チタン酸バリウム系粉末と各種添加物粉末の合計量を100質量部としたときに1.2質量部添加した。ガラス粉末はSiO:BaO:Bを5:2:3の割合で含むものを用いた。ガラス粉末の平均粒径は0.3μmとした。 Further, 1.2 parts by mass of glass powder was added when the total amount of the barium titanate-based powder and various additive powders was 100 parts by mass. Glass powder containing SiO 2 : BaO: B 2 O 3 in a ratio of 5: 2: 3 was used. The average particle size of the glass powder was 0.3 μm.

次に、チタン酸バリウム系粉末、各種添加剤およびガラス粉末の混合粉末に対して、さらにブチラール樹脂、およびトルエンを添加してスラリを調製し、これをドクターブレード法によりPETフィルム上に塗布し、誘電体層5a用となる厚み2.5μmの誘電体グリーンシートと保護層7用となる厚み10μmの保護層用グリーンシートを形成した。   Next, to the mixed powder of barium titanate-based powder, various additives and glass powder, butyral resin and toluene are further added to prepare a slurry, which is applied onto a PET film by a doctor blade method, A dielectric green sheet with a thickness of 2.5 μm for the dielectric layer 5 a and a green sheet for a protective layer with a thickness of 10 μm for the protective layer 7 were formed.

導電性ペーストは平均粒径0.3μmのNi粉末と共材とを混合し、これにエチルセルロースバインダとそれを溶解させる溶剤を混合して調製する。導電性ペーストに用いる共材はそれぞれ誘電体グリーンシートに用いたチタン酸バリウム系粉末を用いた。その添加量はNi粉末100質量部に対して30質量部添加した。 The conductive paste is prepared by mixing Ni powder having an average particle size of 0.3 μm and a common material, and then mixing an ethyl cellulose binder and a solvent for dissolving the same. The barium titanate-based powder used for the dielectric green sheet was used as the common material used for the conductive paste. The amount added was 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Ni powder.

次に、作製した誘電体グリーンシートの表面に導電性ペーストを印刷して矩形状の内部電極パターンを複数形成し、次いで、これを100枚もしくは200枚積層して、この上下面に保護層7用の誘電体グリーンシートを焼成後のコンデンサ本体の厚みが下記のように0.5mmになるように積層し、プレス機により加熱加圧して母体積層体を形成した。   Next, a conductive paste is printed on the surface of the produced dielectric green sheet to form a plurality of rectangular internal electrode patterns, and then 100 or 200 of these are laminated, and the protective layer 7 is formed on the upper and lower surfaces. A dielectric green sheet for use was laminated so that the thickness of the capacitor body after firing was 0.5 mm as follows, and was heated and pressed by a press to form a base laminate.

この後、この母体積層体を所定のチップ形状にカットし、大気中300℃または0.
1Paの酸素/窒素雰囲気中500℃に加熱し、脱バイを行った。さらに、10−7Pa
の酸素/窒素雰囲気中、表2に示す温度で2時間焼成し、さらに、10−2Paの酸素/
窒素雰囲気中にて1000℃で再酸化処理を行い、コンデンサ本体を得た。焼成後、コンデンサ本体の端面にCuペーストを900℃で焼き付け、さらにNi/Snメッキを施し、内部電極と接続する外部端子を形成した。
Thereafter, the base laminate is cut into a predetermined chip shape, and is 300 ° C. or 0.000 in the atmosphere.
Deviating was performed by heating to 500 ° C. in an oxygen / nitrogen atmosphere of 1 Pa. Furthermore, 10 −7 Pa
In an oxygen / nitrogen atmosphere at a temperature shown in Table 2 for 2 hours, and 10 −2 Pa of oxygen /
A reoxidation treatment was performed at 1000 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a capacitor body. After firing, Cu paste was baked at 900 ° C. on the end face of the capacitor body, and further Ni / Sn plating was performed to form external terminals connected to the internal electrodes.

このようにして得られた積層セラミックコンデンサの内部電極層の厚みは1.1μm、誘電体層の厚みは2μmであった。また、コンデンサ本体の大きさは1×0.5×0.5mm、内部電極層の面積は0.7mm×0.3mmであった。 The thickness of the internal electrode layer of the multilayer ceramic capacitor thus obtained was 1.1 μm, and the thickness of the dielectric layer was 2 μm. The size of the capacitor body was 1 × 0.5 × 0.5 mm 3 , and the area of the internal electrode layer was 0.7 mm × 0.3 mm.

次に、得られた積層セラミックコンデンサについて、静電容量および静電容量の温度特性(X5R:85℃)は、周波数1.0kHz、測定電圧0.5Vrmsの測定条件で行った。   Next, with respect to the obtained multilayer ceramic capacitor, capacitance and temperature characteristics of capacitance (X5R: 85 ° C.) were performed under measurement conditions of a frequency of 1.0 kHz and a measurement voltage of 0.5 Vrms.

また、誘電体層を構成するチタン酸バリウム系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、結晶粒子を100以上写した電子顕微鏡写真内の結晶粒子の輪郭をとり、その輪郭を円と見立てて、各決勝粒子について、円の面積を求める式から直径を求め、それらの平均値を求めた。このとき各結晶粒子のCa濃度については透過電子顕微鏡およびエネルギー分散型分析(EDS)を用いて中心部近傍の任意の場所を評価し、Ca濃度の低いチタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)およびCa濃度の高いチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCT結晶粒子)のそれぞれの結晶粒子を各10個抽出したものから平均粒径を求めた。その際、Ca濃度が0.2原子%よりも低いもの(小数点以下第2位四捨五入)に関してCa濃度の低いチタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)とし、一方、Ca濃度が0.4原子%よりも高いもの(小数点以下第2位四捨五入)に関してCa濃度の高いチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCT結晶粒子)とした。   Further, the average particle diameter of the barium titanate crystal particles constituting the dielectric layer was determined by a scanning electron microscope (SEM). Etching the polished surface, taking an outline of the crystal particles in an electron micrograph of 100 or more crystal grains, taking the outline as a circle, and determining the diameter of each final particle from the formula for determining the area of the circle. The average value of was obtained. At this time, the Ca concentration of each crystal particle is evaluated at an arbitrary location near the center using a transmission electron microscope and energy dispersive analysis (EDS), and barium titanate crystal particles (BT crystal particles) having a low Ca concentration and The average particle size was determined from 10 extracted crystal particles of barium calcium titanate crystal particles (BCT crystal particles) having a high Ca concentration. At that time, barium titanate crystal particles (BT crystal particles) having a low Ca concentration with respect to those having a Ca concentration lower than 0.2 atomic% (rounded to the second decimal place), while the Ca concentration is 0.4 atomic% The barium calcium titanate crystal particles (BCT crystal particles) having a high Ca concentration with respect to those higher than that (rounded to the second decimal place).

耐熱衝撃試験は半田槽の温度を325℃(ΔT=300℃)、395℃(ΔT=370℃)に設定して10秒間浸漬して、その後に実体顕微鏡を用いて倍率40〜100倍にて外観検査を行い、クラックおよびデラミネーション発生の有無を評価した。試料数は各試料100個とした。結果を表1、2に示す。

Figure 2007266223
In the thermal shock test, the temperature of the solder bath is set to 325 ° C. (ΔT = 300 ° C.), 395 ° C. (ΔT = 370 ° C.) and immersed for 10 seconds, and then at a magnification of 40 to 100 times using a stereomicroscope. Appearance inspection was performed to evaluate the presence of cracks and delamination. The number of samples was 100 for each sample. The results are shown in Tables 1 and 2.
Figure 2007266223

Figure 2007266223
Figure 2007266223

表1、2から、本発明の試料では、耐熱衝撃試験の温度370℃では剥離の不良が見られたものの、耐熱試験温度300℃では剥離の不良がなかった。保護層にYを単独で添加した試料No.13では1100℃での焼成の場合に、温度が370℃での耐熱衝撃試験に不良が見られたが、誘電体層にYおよびTbの希土類元素の酸化物を添加したものは耐熱衝撃試験の温度370℃においても不良が見られなかった。   From Tables 1 and 2, in the sample of the present invention, although peeling failure was observed at a temperature of 370 ° C. in the thermal shock test, there was no peeling failure at a heat test temperature of 300 ° C. Sample No. in which Y was added alone to the protective layer. In No. 13, in the case of firing at 1100 ° C., a failure was observed in the thermal shock test at a temperature of 370 ° C., but the dielectric layer added with rare earth element oxides of Y and Tb was subjected to the thermal shock test. No defects were found even at a temperature of 370 ° C.

これに対して、保護層にBCT粉末を用いたものは耐熱衝撃試験の温度300℃においても不良が見られた。   On the other hand, what used BCT powder for the protective layer showed a defect even at a temperature of 300 ° C. in the thermal shock test.

また、誘電体層をBT結晶粒子とBCT結晶粒子との複合粒子によって形成したものはBCT結晶粒子のみから形成した試料に比較して静電容量が高くなった。   In addition, when the dielectric layer was formed of composite particles of BT crystal particles and BCT crystal particles, the capacitance was higher than that of a sample formed only from BCT crystal particles.

本発明の積層セラミックコンデンサの構造を示すもので、(a)は断面図を示すものであり、(b)は(a)のA部およびB部の拡大図である。The structure of the multilayer ceramic capacitor of this invention is shown, (a) shows sectional drawing, (b) is an enlarged view of A part and B part of (a). 従来の積層セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional multilayer ceramic capacitor.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンデンサ本体
3 外部電極
5 容量部
5a 誘電体層
5b 内部電極層
7 保護層
9a チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子
9b チタン酸バリウム結晶粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor body 3 External electrode 5 Capacitance part 5a Dielectric layer 5b Internal electrode layer 7 Protective layer 9a Barium calcium titanate crystal particle 9b Barium titanate crystal particle

Claims (3)

チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子を含む誘電体層および内部電極層が交互に積層された容量部の上下面に保護層が設けられているコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の前記内部電極層が導出された端面に接続された外部電極とを具備する積層セラミックコンデンサにおいて、前記保護層が酸化スカンジウムおよび酸化イットリウムの少なくとも一方と、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウムおよび酸化イッテリビウムの中から選ばれる1種以上を含有するチタン酸バリウム結晶粒子とから構成されていることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 Capacitor body in which protective layers are provided on the upper and lower surfaces of a capacitor portion in which dielectric layers and internal electrode layers containing barium calcium titanate crystal particles are alternately laminated, and the internal electrode layer of the capacitor body is derived In the multilayer ceramic capacitor having an external electrode connected to the end face, the protective layer is made of at least one of scandium oxide and yttrium oxide, and gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and ytterbium oxide. A multilayer ceramic capacitor comprising: barium titanate crystal particles containing at least one selected from the above. 前記誘電体層が前記チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子とチタン酸バリウム結晶粒子との複合結晶粒子により構成されている請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。 The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein the dielectric layer is composed of composite crystal particles of the barium calcium titanate crystal particles and the barium titanate crystal particles. 前記保護層を構成する前記チタン酸バリウム結晶粒子の平均粒径が前記誘電体層を構成する前記チタン酸バリウムカルシウム結晶粒子および前記複合結晶粒子のいずれの平均粒径よりも小さい請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。 The average particle size of the barium titanate crystal particles constituting the protective layer is smaller than any of the average particle size of the barium calcium titanate crystal particles and the composite crystal particles constituting the dielectric layer. Multilayer ceramic capacitor.
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