JP2008109019A - Multilayer ceramic capacitor - Google Patents

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Yoichi Yamazaki
洋一 山崎
Hideyuki Osuzu
英之 大鈴
Yoshihiro Fujioka
芳博 藤岡
Daisuke Fukuda
大輔 福田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer ceramic capacitor employing a dielectric porcelain composed of BT crystal grains and BCT crystal grains as a dielectric layer in which deterioration incident to time variation in high temperature load test can be suppressed, and a high insulation multilayer ceramic capacitor can be obtained without providing a step for reoxidation processing in the fabrication process. <P>SOLUTION: In a multilayer ceramic capacitor where a dielectric layer 5 composed of titanic acid barium crystal grains (BT crystal grains 9b) having Ca concentration of 0.2 atm.% or less and titanic acid barium calcium crystal grains (BCT crystal grains 9a) having Ca concentration of 0.4 atm.% or above, and an inner electrode layer 7 are laminated alternately, the BT crystal grains 9b and the BCT crystal grains 9a contain Mg, and rare earth element and vanadium and the content of Mg and rare earth element contained in the center of the BT crystal grains 9b is higher than the content of Mg and rare earth element contained in the center of the BCT crystal grains 9a. <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、誘電体層がCa濃度の異なるチタン酸バリウム結晶粒子により構成される、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 a dielectric layer is composed of barium titanate crystal particles having different Ca concentrations.

近年、携帯電話などモバイル機器の普及やパソコンなどの主要部品である半導体素子の高速、高周波化に伴い、このような電子機器に搭載される積層セラミックコンデンサは、小型、高容量化の要求がますます高まっている。そのため積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層は薄層化と高積層化が図られている。   In recent years, with the spread of mobile devices such as mobile phones and the high speed and high frequency of semiconductor elements, which are the main components of personal computers, multilayer ceramic capacitors mounted on such electronic devices are required to be smaller and have higher capacities. Increasingly. For this reason, the dielectric layers constituting the multilayer ceramic capacitor are made thin and highly laminated.

例えば、特許文献1では、誘電体磁器を構成する誘電体粉末について、Aサイトの一部がCaで置換されたチタン酸バリウム粉末(BCT粉末)と、Caを含有していないチタン酸バリウム粉末(BT粉末)とを混合して用いることにより、焼成後の誘電体層をチタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)とチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCT結晶粒子)との複合粒子とし、誘電体層の厚みを2μmまで薄層化が可能な積層セラミックコンデンサについて記載されている。
特開2006−156450号公報
For example, in Patent Document 1, with respect to the dielectric powder constituting the dielectric ceramic, barium titanate powder (BCT powder) in which a part of the A site is replaced with Ca, and barium titanate powder not containing Ca (BCT powder) BT powder) is used as a mixture, and the fired dielectric layer is made into composite particles of barium titanate crystal particles (BT crystal particles) and barium calcium titanate crystal particles (BCT crystal particles). Describes a multilayer ceramic capacitor that can be made as thin as 2 μm.
JP 2006-156450 A

しかしながら、上記特許文献1に開示された複合粒子から構成される誘電体層を用いた積層セラミックコンデンサは、高温負荷寿命の評価において高温放置の時間と共に絶縁抵抗が次第に低下するという問題を有していた。   However, the multilayer ceramic capacitor using the dielectric layer composed of the composite particles disclosed in Patent Document 1 has a problem that the insulation resistance gradually decreases with the high temperature standing time in the evaluation of the high temperature load life. It was.

さらには、上記の積層セラミックコンデンサを製造する場合、約1200℃の温度で強還元雰囲気中にて本焼成した直後の外部電極を形成する前のコンデンサ本体は、誘電体層が還元され実用的な絶縁抵抗を有しないものであった。   Furthermore, when manufacturing the above multilayer ceramic capacitor, the capacitor body before forming the external electrode immediately after the main firing in a strong reducing atmosphere at a temperature of about 1200 ° C. has a reduced dielectric layer and is practical. It did not have insulation resistance.

そのため、本焼成後のコンデンサ本体は、通常、本焼成の条件よりも低温かつ高い酸素濃度の雰囲気中にて再酸化処理を施す必要があった。   Therefore, the capacitor body after the main firing usually needs to be reoxidized in an atmosphere at a lower temperature and higher oxygen concentration than the conditions for the main firing.

この再酸化処理は焼成工程と同じ程度の手間と時間および経費がかかることから製造コスト高の原因になっていた。   This re-oxidation treatment requires the same amount of labor, time, and expense as the firing step, which has caused high manufacturing costs.

従って本発明は、BT結晶粒子とBCT結晶粒子とから構成される誘電体磁器を誘電体層とする積層セラミックコンデンサについて、高温負荷試験における時間変化に伴う絶縁抵抗の低下を抑制できる積層セラミックコンデンサ、ならびに、製造工程において再酸化処理の工程を設けなくても高絶縁性の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, the present invention relates to a multilayer ceramic capacitor having a dielectric ceramic layer composed of BT crystal particles and BCT crystal particles as a dielectric layer, a multilayer ceramic capacitor capable of suppressing a decrease in insulation resistance with time change in a high temperature load test, Another object of the present invention is to provide a highly insulating multilayer ceramic capacitor without providing a reoxidation process in the manufacturing process.

本発明の積層セラミックコンデンサは、Ca濃度が0.2原子%以下のチタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)とCa濃度が0.4原子%以上のチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCT結晶粒子)により構成される誘電体層と、内部電極層とが交互に積層されている積層セラミックコンデンサにおいて、前記BT結晶粒子および前記BCT結晶粒子がMg、希土類元素およびバナジウムを含有するとともに、前記BT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量が前記BCT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量よりも多いことを特徴とする。   The multilayer ceramic capacitor of the present invention includes a barium titanate crystal particle (BT crystal particle) having a Ca concentration of 0.2 atomic% or less and a barium calcium titanate crystal particle (BCT crystal particle) having a Ca concentration of 0.4 atomic% or more. In the multilayer ceramic capacitor in which the dielectric layers constituted by and the internal electrode layers are alternately laminated, the BT crystal particles and the BCT crystal particles contain Mg, a rare earth element, and vanadium, and the BT crystal particles The content of Mg and rare earth elements contained in the central part of the BCT is larger than the contents of Mg and rare earth elements contained in the central part of the BCT crystal particles.

また上記積層セラミックコンデンサでは、前記BT結晶粒子の平均粒径が前記BCT結晶粒子の平均粒径よりも大きいこと、前記誘電体層中のチタン酸バリウムを100モル部としたときにバナジウムを酸化物換算で0.1〜0.4モル部含有することが望ましい。   In the multilayer ceramic capacitor, vanadium is an oxide when the average particle size of the BT crystal particles is larger than the average particle size of the BCT crystal particles, and the barium titanate in the dielectric layer is 100 mol parts. It is desirable to contain 0.1-0.4 mol part in conversion.

本発明によれば、積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層をBCT結晶粒子およびBT結晶粒子とからなるものとし、それらの結晶粒子にバナジウムを含有させて、BT結晶粒子に含まれるMgおよび希土類元素の含有量をBCT結晶粒子に含まれるMgおよび希土類元素の含有量よりも多くしたことにより、BT結晶粒子はコアシェル構造の崩れた立方晶性の高いものとなり、このように立方晶性の高いBT結晶粒子をBCT結晶粒子間に共存させたことにより、BT結晶粒子とBCT結晶粒子とから構成される誘電体磁器の絶縁抵抗に関し、本焼成後においても高い絶縁性を有するとともに、高温負荷試験における時間変化に伴う絶縁抵抗の低下の少ない積層セラミックコンデンサを得ることができる。   According to the present invention, the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor is composed of BCT crystal particles and BT crystal particles, vanadium is contained in these crystal particles, and Mg and rare earth elements contained in the BT crystal particles By making the content of Mg higher than the contents of Mg and rare earth elements contained in the BCT crystal particles, the BT crystal particles become highly cubic with a collapsed core-shell structure. By coexisting the crystal grains between the BCT crystal grains, the insulation resistance of the dielectric ceramic composed of the BT crystal grains and the BCT crystal grains has high insulating properties even after the main firing, and in the high temperature load test. A monolithic ceramic capacitor can be obtained in which the insulation resistance is less lowered with time.

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

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

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

本発明の積層セラミックコンデンサにおける誘電体層5を構成する結晶粒子9は、Ca濃度の異なるペロブスカイト型チタン酸バリウム結晶粒子である。即ち、Aサイトの一部がCaで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム結晶粒子(BCT結晶粒子)9aとCaを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)9bとからなる。   The crystal particles 9 constituting the dielectric layer 5 in the multilayer ceramic capacitor of the present invention are perovskite barium titanate crystal particles having different Ca concentrations. That is, it is composed of perovskite-type barium titanate crystal particles (BCT crystal particles) 9a in which a part of the A site is substituted with Ca and perovskite-type barium titanate crystal particles (BT crystal particles) 9b not containing Ca.

つまり本発明にかかる結晶粒子9は、BCT結晶粒子9aとBT結晶粒子9bとを含有するものであり、上述のように、このような2種の結晶粒子が共存することにより優れた誘電特性を示す。   That is, the crystal particle 9 according to the present invention contains the BCT crystal particle 9a and the BT crystal particle 9b, and as described above, excellent dielectric properties can be obtained by the coexistence of these two kinds of crystal particles. Show.

本発明において、BT結晶粒子9bはCa濃度が0.2原子%以下のチタン酸バリウム結晶粒子であり、一方、BCT結晶粒子9aはCa濃度が0.4原子%以上、特に、BCT結晶粒子9aの高い比誘電率をもつ強誘電体としての機能を維持するという点で、Ca濃度は0.5〜2.5原子%のチタン酸バリウム結晶粒子であることが望ましい。   In the present invention, the BT crystal particles 9b are barium titanate crystal particles having a Ca concentration of 0.2 atomic% or less, while the BCT crystal particles 9a have a Ca concentration of 0.4 atomic% or more, in particular, the BCT crystal particles 9a. In view of maintaining the function as a ferroelectric having a high relative dielectric constant, it is desirable that the Ca concentration be 0.5 to 2.5 atomic% of barium titanate crystal particles.

また、本発明における結晶粒子9(BCT結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9b)の平均粒径は、誘電体層5の薄層化による高容量化と高絶縁性を達成するという点で0.45μm以下が好ましい。一方、BCT結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9bの粒径の下限値としては誘電体層5の比誘電率を高め、かつ比誘電率の温度依存性を抑制するという理由から、0.15μm以上が好ましい。   In addition, the average particle diameter of the crystal particles 9 (BCT crystal particles 9a and BT crystal particles 9b) in the present invention is 0.45 μm in that high capacity and high insulation are achieved by thinning the dielectric layer 5. The following is preferred. On the other hand, the lower limit of the particle diameters of the BCT crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b is 0.15 μm or more because the dielectric constant of the dielectric layer 5 is increased and the temperature dependence of the dielectric constant is suppressed. preferable.

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

一方、BT結晶粒子9bはCaを含有していないペロブスカイト型構造を有するチタン酸バリウムであり、理想的にはBaTiOで表される。なお、本発明においてBT結晶粒子9bとは分析値としてのCa濃度が0.2原子%以下であるものとする。 On the other hand, the BT crystal particles 9b are barium titanate having a perovskite structure that does not contain Ca, and are ideally represented by BaTiO 3 . In the present invention, the BT crystal particles 9b have a Ca concentration of 0.2 atomic% or less as an analytical value.

また、前記BCT結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9bは、いずれも、Mg、希土類元素およびMnを含有することを特徴とし、それらの結晶粒子9に含まれるMg、希土類元素およびMnを含有量は、主結晶粒子(BCT結晶粒子9aおよびBT結晶粒子9b)100モル部に対して、MgがMgOとして0.5〜1モル部、希土類元素がREとして0.5〜1モル部、MnがMnOとして0.1〜0.3モル部であれば、さらに静電容量の温度特性を安定化し、かつ絶縁抵抗が高まり、さらには高温負荷試験での絶縁抵抗の低下を抑制できるという利点がある。 The BCT crystal particles 9a and the BT crystal particles 9b both contain Mg, rare earth elements and Mn, and the contents of Mg, rare earth elements and Mn contained in the crystal particles 9 are as follows: per 100 parts by mol main crystal grains (BCT crystal grain 9a and the BT crystal grain 9b), 0.5 to 1 parts by mole Mg is as MgO, 0.5 to 1 mol part rare earth element as RE 2 O 3, Mn If MnO is 0.1 to 0.3 mol part, there is an advantage that the temperature characteristics of the capacitance can be further stabilized, the insulation resistance can be increased, and further, the decrease of the insulation resistance in the high temperature load test can be suppressed. is there.

特に本発明では、BT結晶粒子をコアシェル構造の崩れた立方晶性の高いものとするという理由から、結晶粒子9中にバナジウムを含有させて、BT結晶粒子9bの中央部に含まれるMgおよび希土類元素のいずれかの濃度がBCT結晶粒子9aの中央部に含まれるMgおよび希土類元素のいずれかの濃度よりも高いことが重要である。   In particular, in the present invention, vanadium is contained in the crystal particle 9 for the reason that the BT crystal particle has high cubicity with a collapsed core-shell structure, and Mg and rare earth contained in the central portion of the BT crystal particle 9b. It is important that the concentration of any of the elements is higher than the concentration of any of Mg and rare earth elements contained in the central portion of the BCT crystal particle 9a.

これに対して、誘電体層中にバナジウムを含有せず、BT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量がBCT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量と同等かもしくは含有量が少ない場合には、BT結晶粒子はコアシェル構造が維持されるため正方晶性が高くなり、BT結晶粒子およびBCT結晶粒子がともにコアシェル構造を維持したものであるために、積層セラミックコンデンサは本焼成後の絶縁抵抗が低いものとなる。BT結晶粒子9bおよびBCT結晶粒子9aの中央部とは実施例に基づくとこれらの結晶粒子の表面から60nm以上深い領域である。   On the other hand, the dielectric layer does not contain vanadium, and the content of Mg and rare earth elements contained in the central portion of the BT crystal particles is the content of Mg and rare earth elements contained in the central portion of the BCT crystal particles. When the content is the same or low, the BT crystal particles maintain the core-shell structure and thus have a high tetragonal property, and both the BT crystal particles and the BCT crystal particles maintain the core-shell structure. The ceramic capacitor has a low insulation resistance after the main firing. The central part of the BT crystal particle 9b and the BCT crystal particle 9a is a region deeper than 60 nm from the surface of these crystal particles according to the embodiment.

図2(a)は、本発明の積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層におけるBT結晶粒子についてのMgおよびYの濃度分布を示すグラフ、(b)は本発明の積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層におけるBCT結晶粒子についてのMgおよびYの濃度分布を示すグラフである。この例は後述する実施例における試料No.5について評価したものである。結晶粒子9中のMgおよび希土類元素の濃度は透過電子顕微鏡およびそれに付設の分析装置(EPMA)により分析できる。この場合、選択した結晶粒子の表面から内部にかけて5nm間隔でEDXによる元素分析を行い濃度分布を求めることで各結晶粒子中におけるMgおよび希土類元素の濃度を求めることができる。図2のグラフでは粒界からの距離として0nmが結晶粒子の表面であり、グラフの一方の端のプロット点が結晶粒子の中心部である。   FIG. 2A is a graph showing the concentration distribution of Mg and Y with respect to BT crystal particles in the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention, and FIG. 2B is the dielectric constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention. It is a graph which shows density | concentration distribution of Mg and Y about the BCT crystal grain in a layer. This example is a sample No. in Examples described later. 5 was evaluated. The concentrations of Mg and rare earth elements in the crystal particles 9 can be analyzed by a transmission electron microscope and an analyzer (EPMA) attached thereto. In this case, the concentration of Mg and rare earth elements in each crystal particle can be determined by performing elemental analysis by EDX at intervals of 5 nm from the surface to the inside of the selected crystal particle to determine the concentration distribution. In the graph of FIG. 2, 0 nm as the distance from the grain boundary is the surface of the crystal grain, and the plot point at one end of the graph is the center of the crystal grain.

図2から明らかなように、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を構成するBT結晶粒子9bはBCT結晶粒子9aに比較して、結晶粒子の表面から中心部にかけてMgおよびYの濃度変化が緩やかである。一方、BCT結晶粒子9aは結晶粒子の表面から中心部におけるMgおよびYの濃度変化が大きい。このことからBT結晶粒子9bではBCT結晶粒子9bに比較してMgおよびYがBT結晶粒子9bの内部まで固溶しているためBT結晶粒子におけるコアシェル構造が崩れた状態となっている。一方、BCT結晶粒子9aは上述のように結晶粒子の表面から中心部におけるMgおよびYの濃度変化が大きく、結晶粒子内部におけるMgおよびYの濃度が低いことからコアシェル構造の状態が保たれている。   As is clear from FIG. 2, the BT crystal particles 9b constituting the dielectric layer 5 in the multilayer ceramic capacitor of the present invention have Mg and Y concentration changes from the surface to the center of the crystal particles as compared with the BCT crystal particles 9a. Is moderate. On the other hand, the BCT crystal particle 9a has a large change in the concentration of Mg and Y from the surface to the center of the crystal particle. From this, in the BT crystal particle 9b, compared with the BCT crystal particle 9b, Mg and Y are dissolved in the BT crystal particle 9b, so that the core-shell structure in the BT crystal particle is broken. On the other hand, the BCT crystal particle 9a has a large change in the concentration of Mg and Y from the surface of the crystal particle to the center as described above, and the state of the core-shell structure is maintained because the concentration of Mg and Y in the crystal particle is low. .

ここで本発明における希土類元素としては、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Er、Tm、Yb、Lu、Scのうち少なくとも1種が好ましい。   Here, the rare earth element in the present invention is preferably at least one of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc.

これに対して、BT結晶粒子9bに含まれるMgおよび希土類元素のいずれかの濃度がBCT結晶粒子9aに含まれるMgおよび希土類元素のいずれかの濃度よりも低い場合にはBT結晶粒子をコアシェル構造の崩れた立方晶性の高いものとすることが困難となり高絶縁性は図れない。   On the other hand, when the concentration of either Mg or rare earth element contained in the BT crystal particle 9b is lower than the concentration of either Mg or rare earth element contained in the BCT crystal particle 9a, the BT crystal particle has a core-shell structure. Therefore, it is difficult to achieve a high cubic crystallinity, and high insulation cannot be achieved.

加えて本発明では、BT結晶粒子9bの平均粒径がBCT結晶粒子9aの平均粒径よりも大きいことが望ましい。これにより高絶縁性のBT結晶粒子9bが大きいことにより誘電体層5の絶縁性を高めることができる。   In addition, in the present invention, it is desirable that the average particle size of the BT crystal particles 9b is larger than the average particle size of the BCT crystal particles 9a. As a result, the insulating properties of the dielectric layer 5 can be increased due to the large size of the highly insulating BT crystal particles 9b.

また本発明では、誘電体層5を構成する前記複合粒子9a、9bに含まれるチタン酸バリウムの含有量を100モル部としたときにバナジウムを酸化物換算で0.1〜0.4モル部含有することが望ましい。バナジウムを酸化物として含有することにより、還元焼成後におけるコンデンサ本体の絶縁性がさらに高まるという利点がある。   In the present invention, when the content of barium titanate contained in the composite particles 9a and 9b constituting the dielectric layer 5 is 100 mol parts, vanadium is converted to 0.1 to 0.4 mol parts in terms of oxide. It is desirable to contain. By containing vanadium as an oxide, there is an advantage that the insulation of the capacitor body after reduction firing is further enhanced.

次に、本発明に係る積層セラミックコンデンサの製法について詳細に説明する。図4は、本発明の積層セラミックコンデンサの製法を示す工程図である。   Next, the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor according to the present invention will be described in detail. FIG. 4 is a process diagram showing a method for producing the multilayer ceramic capacitor of the present invention.

図3は、本発明の積層セラミックコンデンサの製法を示す工程図である。   FIG. 3 is a process diagram showing a method for producing the multilayer ceramic capacitor of the present invention.

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

本発明の製法では、Aサイトの一部がCaで置換されたペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BCT粉末)とCaを含有していないペロブスカイト型チタン酸バリウム粉末(BT粉末)を用いる。誘電体粉末は(Ba1−xCa)TiOおよびBaTiOで表される原料粉末である。ここで上記BCT粉末におけるAサイト中のCa置換量は、X=0.01〜0.2、特にX=0.03〜0.1であることが好ましい。また、BCT粉末は、その構成成分であるAサイト(バリウム)とBサイト(チタン)との原子比A/Bが1.003以上であることが望ましく、BT粉末はA/Bが1.002以下であることが望ましい。BT粉末はA/Bが1.002以下であると、Mgや希土類元素などの添加剤の固溶を高められるという利点がある。 In the production method of the present invention, a perovskite-type barium titanate powder (BCT powder) in which a part of the A site is substituted with Ca and a perovskite-type barium titanate powder (BT powder) not containing Ca are used. The dielectric powder is a raw material powder represented by (Ba 1-x Ca x ) TiO 3 and BaTiO 3 . Here, the Ca substitution amount in the A site in the BCT powder is preferably X = 0.01 to 0.2, particularly preferably X = 0.03 to 0.1. The BCT powder preferably has an atomic ratio A / B of A site (barium) and B site (titanium), which are constituent components, of 1.003 or more, and the BT powder has an A / B of 1.002. The following is desirable. When A / B is 1.002 or less, the BT powder has an advantage that the solid solution of additives such as Mg and rare earth elements can be enhanced.

これらBT粉末およびBCT粉末は、Ba成分、Ca成分およびTi成分を含む化合物を所定の組成になるように混合して合成される。これらの誘電体粉末は、固相法、液相法(蓚酸塩を介して生成する方法を含む)、水熱合成法などから選ばれる合成法により得られたものである。このうち得られる誘電体粉末の粒度分布が狭く、結晶性が高いという理由から水熱合成法により得られた誘電体粉末が望ましい。   These BT powder and BCT powder are synthesized by mixing a compound containing a Ba component, a Ca component and a Ti component so as to have a predetermined composition. These dielectric powders are obtained by a synthesis method selected from a solid phase method, a liquid phase method (including a method of generating via oxalate), a hydrothermal synthesis method, and the like. Among these, the dielectric powder obtained by the hydrothermal synthesis method is desirable because the particle size distribution of the obtained dielectric powder is narrow and the crystallinity is high.

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

上記誘電体粉末に添加するMgは、BCT粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100モル部に対して、酸化物換算で0.4〜1モル部、希土類元素はBCT粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100モル部に対して酸化物換算で0.5〜1モル部、およびMnはBCT粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100モル部に対して酸化物換算で0.1〜0.3モル部であることが好ましい。   Mg to be added to the dielectric powder is 0.4 to 1 mole part in terms of oxide with respect to 100 mole part of dielectric powder which is a mixture of BCT powder and BT powder, and the rare earth element is BCT powder and BT powder. 0.5 to 1 mol part in terms of oxide with respect to 100 mol part of dielectric powder as a mixture, and Mn is 0 in terms of oxide with respect to 100 mol part of dielectric powder that is a mixture of BCT powder and BT powder. It is preferable that it is 0.1-0.3 mol part.

上記誘電体粉末に添加する焼結助剤は、構成成分として、LiO、SiO、BaOおよびCaOにより構成される。焼結助剤の添加量はBCT粉末とBT粉末の混合物である誘電体粉末100質量部に対して、0.5〜2質量部であることが磁器の焼結性を高めるという点で好ましい。その組成は、LiO=1〜15モル%、SiO=40〜60モル%、BaO=15〜35モル%、およびCaO=5〜25モル%が望ましい。 The sintering aid added to the dielectric powder is composed of Li 2 O, SiO 2 , BaO, and CaO as constituent components. The addition amount of the sintering aid is preferably 0.5 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dielectric powder, which is a mixture of BCT powder and BT powder, from the viewpoint of enhancing the sinterability of the porcelain. Its composition, Li 2 O = 1 to 15 mol%, SiO 2 = 40 to 60 mol%, BaO = 15 to 35 mol%, and CaO = 5 to 25 mol% is desirable.

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

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

(c)工程:次に、内部電極パターン23が形成されたセラミックグリーンシート21を所望枚数重ねて、その上下に内部電極パターン23を形成していないセラミックグリーンシート21を複数枚、上下層が同じ枚数になるように重ねて、仮積層体を形成する。仮積層体中における内部電極パターン23は、長寸方向に半パターンずつずらしてある。このような積層工法により、切断後の積層体の端面に内部電極パターン23が交互に露出されるように形成できる。   Step (c): Next, a desired number of ceramic green sheets 21 on which the internal electrode patterns 23 are formed are stacked, a plurality of ceramic green sheets 21 on which the internal electrode patterns 23 are not formed are the same, and the upper and lower layers are the same. The temporary laminated body is formed by overlapping the number of sheets. The internal electrode pattern 23 in the temporary laminate is shifted by a half pattern in the longitudinal direction. By such a laminating method, the internal electrode patterns 23 can be alternately exposed on the end faces of the cut laminate.

本発明においては、上記したように、セラミックグリーンシート21の主面に内部電極パターン23を予め形成しておいて積層する工法のほかに、セラミックグリーンシート21を一旦下層側の機材に密着させたあとに、内部電極パターン23を印刷し、乾燥させた後に、その印刷乾燥された内部電極パターン23上に、内部電極パターン23を印刷していないセラミックグリーンシート21を重ねて、仮密着させ、このようなセラミックグリーンシート21の密着と内部電極パターン23の印刷を逐次行う工法によっても形成できる。   In the present invention, as described above, in addition to the method of forming the internal electrode pattern 23 in advance on the main surface of the ceramic green sheet 21 and laminating it, the ceramic green sheet 21 is once brought into close contact with the lower layer side equipment. After the internal electrode pattern 23 is printed and dried, the ceramic green sheet 21 on which the internal electrode pattern 23 is not printed is overlaid and temporarily adhered onto the printed and dried internal electrode pattern 23. It can also be formed by a method in which the adhesion of the ceramic green sheet 21 and the printing of the internal electrode pattern 23 are sequentially performed.

次に、仮積層体を上記仮積層時の温度圧力よりも高温、高圧の条件にてプレスを行い、セラミックグリーンシート21と内部電極パターン23とが強固に密着された積層体29を形成できる。   Next, the temporary laminated body is pressed under conditions of higher temperature and higher pressure than the temperature pressure during the temporary lamination to form a laminated body 29 in which the ceramic green sheet 21 and the internal electrode pattern 23 are firmly adhered.

次に、積層体29を、切断線hに沿って、即ち、積層体中に形成されたセラミックパターン29の略中央を、内部電極パターン25の長寸方向に対して垂直方向(図4の(c1)、および図4の(c2))に、内部電極パターン23の長寸方向に平行に切断して、内部電極パターン23の端部が露出するようにコンデンサ本体成形体が形成される。一方、内部電極パターン23の最も幅の広い部分においては、サイドマージン部側にはこの内部電極パターンは露出されていない状態で形成される。   Next, the laminated body 29 is cut along the cutting line h, that is, approximately at the center of the ceramic pattern 29 formed in the laminated body in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the internal electrode pattern 25 ((( c1) and (c2) of FIG. 4 are cut in parallel to the longitudinal direction of the internal electrode pattern 23 to form a capacitor body molded body so that the end of the internal electrode pattern 23 is exposed. On the other hand, in the widest portion of the internal electrode pattern 23, the internal electrode pattern is formed in an unexposed state on the side margin portion side.

次に、このコンデンサ本体成形体を、所定の雰囲気下、温度条件で焼成してコンデンサ本体が形成され、場合によっては、このコンデンサ本体の稜線部分の面取りを行うとともに、コンデンサ本体の対向する端面から露出する内部電極層を露出させるためにバレル研磨を施しても良い。本発明の製法において、脱脂は500℃までの温度範囲で、昇温速度が5〜20℃/h、焼成温度は最高温度が1100〜1250℃の範囲、脱脂から最高温度までの昇温速度が200〜500℃/h、最高温度での保持時間が0.5〜4時間、最高温度から1000℃までの降温速度が200〜500℃/h、雰囲気が水素―窒素、焼成後の熱処理(再酸化処理)最高温度が900〜1100℃、雰囲気が窒素であることが好ましい。   Next, this capacitor body molded body is fired under a predetermined atmosphere at a temperature condition to form a capacitor body. In some cases, the capacitor body is chamfered at the ridge line portion, and from the opposite end surface of the capacitor body. Barrel polishing may be performed to expose the exposed internal electrode layer. In the production method of the present invention, degreasing is in the temperature range up to 500 ° C., the heating rate is 5 to 20 ° C./h, the firing temperature is in the range of 1100 to 1250 ° C., and the heating rate from degreasing to the maximum temperature is 200 to 500 ° C./h, holding time at the maximum temperature of 0.5 to 4 hours, rate of cooling from the maximum temperature to 1000 ° C. is 200 to 500 ° C./h, atmosphere is hydrogen-nitrogen, heat treatment after firing (re- Oxidation treatment) It is preferable that the maximum temperature is 900 to 1100 ° C. and the atmosphere is nitrogen.

次に、このコンデンサ本体1の対向する端部に、外部電極ペーストを塗布して焼付けを行い外部電極1が形成される。また、この外部電極3の表面には実装性を高めるためにメッキ膜が形成される。   Next, an external electrode paste is applied to the opposite ends of the capacitor body 1 and baked to form the external electrode 1. A plating film is formed on the surface of the external electrode 3 in order to improve mountability.

まず、原料粉末として、BT粉末、BCT粉末(Ba0.95Ca0.05TiO)、MgO、Y、MnCOおよびVを準備し、これらの各種粉末を表1に示す割合で混合した。これらの原料粉末は純度が99.9%のものを用いた。なお、BT粉末およびBCT粉末の平均粒径は、表1の試料No.1〜22についてはいずれも100nmとした。また、試料No.23についてはBT粉末の平均粒径が100nm、BCT粉末の平均粒径が150nmのものを用いた。BT粉末のBa/Ti比は1.001、BCT粉末のBa/Ti比は1.003とした。焼結助剤はSiO=55、BaO=20、CaO=15、LiO=10(モル%)組成のガラス粉末を用いた。ガラス粉末の添加量はBT粉末およびBCT粉末100質量部に対して1質量部とした。 First, as raw material powders, BT powder, BCT powder (Ba 0.95 Ca 0.05 TiO 3 ), MgO, Y 2 O 3 , MnCO 3 and V 2 O 5 were prepared, and these various powders are shown in Table 1. Mixed at the indicated ratio. These raw material powders having a purity of 99.9% were used. The average particle diameters of the BT powder and the BCT powder are shown in Sample No. 1 in Table 1. About 1-22, all were 100 nm. Sample No. For No. 23, BT powder having an average particle size of 100 nm and BCT powder having an average particle size of 150 nm was used. The Ba / Ti ratio of the BT powder was 1.001, and the Ba / Ti ratio of the BCT powder was 1.003. As the sintering aid, glass powder having a composition of SiO 2 = 55, BaO = 20, CaO = 15, and Li 2 O = 10 (mol%) was used. The addition amount of the glass powder was 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the BT powder and the BCT powder.

次に、これらの原料粉末を直径5mmのジルコニアボールを用いて、溶媒としてトルエンとアルコールとの混合溶媒を添加し湿式混合した。   Next, these raw material powders were wet mixed by adding a mixed solvent of toluene and alcohol as a solvent using zirconia balls having a diameter of 5 mm.

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

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

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

次に、積層成形体を10℃/hの昇温速度で大気中で300℃/hにて脱バインダ処理を行い、500℃からの昇温速度が300℃/hの昇温速度で、水素―窒素中、1150〜1200℃で2時間焼成してコンデンサ本体を作製した。この場合、試料No.11〜13および18については1150℃とし、他は1200℃とした。   Next, the laminated molded body was subjected to binder removal treatment at 300 ° C./h in the atmosphere at a heating rate of 10 ° C./h, and the temperature rising rate from 500 ° C. was 300 ° C./h. -A capacitor body was fabricated by firing at 1150-1200 ° C for 2 hours in nitrogen. In this case, sample no. About 11-13 and 18, it was set to 1150 degreeC and others set to 1200 degreeC.

また、試料は、続いて300℃/hの降温速度で1000℃まで冷却し、窒素雰囲気中1000℃で4時間再酸化処理をし、300℃/hの降温速度で冷却し、コンデンサ本体を作製した。このコンデンサ本体の大きさは0.95×0.48×0.48mm、誘電体層の厚みは2μmであった。 The sample was then cooled to 1000 ° C. at a rate of 300 ° C./h, reoxidized at 1000 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere, and cooled at a rate of 300 ° C./h to produce a capacitor body. did. The size of the capacitor body was 0.95 × 0.48 × 0.48 mm 3 , and the thickness of the dielectric layer was 2 μm.

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

次に、これらの積層セラミックコンデンサについて以下の評価を行った。静電容量は周波数1.0kHz、測定電圧1Vrmsの測定条件で行った。絶縁抵抗は焼成後のコンデンサ本体に外部電極を形成したもの、再酸化処理後に外部電極を形成したものについて評価した。   Next, the following evaluation was performed on these multilayer ceramic capacitors. The capacitance was measured under the measurement conditions of a frequency of 1.0 kHz and a measurement voltage of 1 Vrms. The insulation resistance was evaluated for the capacitor body after firing with the external electrode formed thereon and with the external electrode formed after the re-oxidation treatment.

高温負荷試験は温度140℃、電圧30V、100時間放置後の絶縁抵抗を測定して評価してた。これらはすべて試料数は30個とした。   The high temperature load test was performed by measuring the insulation resistance after leaving at a temperature of 140 ° C., a voltage of 30 V, and 100 hours. All of these were 30 samples.

また、誘電体層を構成するBT型結晶粒子とBCT型結晶粒子の平均粒径は走査型電子顕微鏡(SEM)により求めた。研磨面をエッチングし、電子顕微鏡写真内の結晶粒子を任意に20個選択し、インターセプト法により各結晶粒子の最大径を求め、それらの平均値とD90(小径から大径にかけての90%累積値)を求めた。 Moreover, the average particle diameter of the BT type crystal particles and the BCT type crystal particles constituting the dielectric layer was determined by a scanning electron microscope (SEM). The polished surface is etched, 20 crystal particles in the electron micrograph are arbitrarily selected, the maximum diameter of each crystal particle is obtained by the intercept method, and the average value thereof and D 90 (90% cumulative from small to large diameter) Value).

Ca濃度については透過電子顕微鏡およびEDSを用いて中心部近傍の任意の場所を分析した。その際、Ca濃度が0.4原子%よりも高いもの(小数点2位四捨五入)に関してCa濃度の高い誘電体粒子とした。この分析は主結晶粒子100〜150個について行った。実施例に用いた試料では用いた原料粉末の状態が維持されていた。   Regarding the Ca concentration, an arbitrary place near the center was analyzed using a transmission electron microscope and EDS. At that time, dielectric particles having a high Ca concentration were used for those having a Ca concentration higher than 0.4 atomic% (rounded to the second decimal place). This analysis was performed on 100 to 150 main crystal particles. In the sample used in the examples, the state of the raw material powder used was maintained.

結晶粒子9中のMgおよび希土類元素の濃度は透過電子顕微鏡およびそれに付設の分析装置(EPMA)により分析した。この場合、選択した結晶粒子の表面から内部にかけて5nm間隔でEDXによる元素分析を行い濃度分布を求めることで各結晶粒子中におけるMgおよび希土類元素の濃度を求めた。この場合、表面と結晶粒子中心部の濃度比を求めた。結晶粒子の中心部はアスペクト比が1.3以下の結晶粒子を選択し、そのような結晶粒子について縦横2方向からの交点付近とした。結果を表1に示す。

Figure 2008109019
The concentrations of Mg and rare earth elements in the crystal particles 9 were analyzed by a transmission electron microscope and an analyzer (EPMA) attached thereto. In this case, the concentration of Mg and rare earth elements in each crystal particle was determined by performing elemental analysis by EDX at intervals of 5 nm from the surface to the inside of the selected crystal particle to determine the concentration distribution. In this case, the concentration ratio between the surface and the center of the crystal grain was determined. A crystal grain having an aspect ratio of 1.3 or less was selected as the center part of the crystal grain, and such a crystal grain was set in the vicinity of an intersection from two longitudinal and lateral directions. The results are shown in Table 1.
Figure 2008109019

表1の結果から明らかなように、誘電体層がBT結晶粒子とBCT結晶粒子とから構成され、BT結晶粒子がBCT結晶粒子よりもMgおよび希土類元素を多く含有する試料では、本焼成後においても絶縁抵抗が10Ω以上となり、また、高温負荷試験100時間後の絶縁抵抗も8×10Ω以上となり高絶縁性を示した。 As is clear from the results in Table 1, the dielectric layer is composed of BT crystal particles and BCT crystal particles, and the BT crystal particles contain more Mg and rare earth elements than the BCT crystal particles. Further, the insulation resistance was 10 7 Ω or more, and the insulation resistance after 100 hours of the high temperature load test was 8 × 10 5 Ω or more, indicating high insulation.

複合粒子中のチタン酸バリウムの含有量を100モル部としたときにバナジウムを酸化物換算で0.1〜0.4モル部含有する試料No.4〜7では、高温負荷試験100時間後の絶縁抵抗が1×10Ω以上であった。 When the content of barium titanate in the composite particles was 100 mol parts, sample No. 1 containing 0.1 to 0.4 mol parts of vanadium in terms of oxides. In 4 to 7, the insulation resistance after 100 hours of the high temperature load test was 1 × 10 7 Ω or more.

これに対して、誘電体層がBT結晶粒子とBCT結晶粒子とから構成されていない試料(試料No.9、10)およびV2O5を添加していない試料No.1では本焼成後の絶縁抵抗が測定不能であった。   On the other hand, samples (sample Nos. 9 and 10) in which the dielectric layer is not composed of BT crystal particles and BCT crystal particles and sample Nos. To which V2O5 is not added. In No. 1, the insulation resistance after the main firing was not measurable.

本発明の積層セラミックコンデンサの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor of this invention. (a)は、本発明の積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層におけるBT結晶粒子についてのMgおよびYの濃度分布を示すグラフ、(b)は本発明の積層セラミックコンデンサを構成する誘電体層におけるBCT結晶粒子についてのMgおよびYの濃度分布を示すグラフである。(A) is a graph showing the concentration distribution of Mg and Y for BT crystal particles in the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention, and (b) is in the dielectric layer constituting the multilayer ceramic capacitor of the present invention. It is a graph which shows density | concentration distribution of Mg and Y about a BCT crystal particle. 本発明の積層セラミックコンデンサの製法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (3)

Ca濃度が0.2原子%以下のチタン酸バリウム結晶粒子(BT結晶粒子)とCa濃度が0.4原子%以上のチタン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCT結晶粒子)により構成される誘電体層と、内部電極層とが交互に積層されている積層セラミックコンデンサにおいて、前記BT結晶粒子および前記BCT結晶粒子がMg、希土類元素およびバナジウムを含有するとともに、前記BT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量が前記BCT結晶粒子の中央部に含まれるMgおよび希土類元素の含有量よりも多いことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 A dielectric layer composed of barium titanate crystal particles (BT crystal particles) having a Ca concentration of 0.2 atomic percent or less and barium calcium titanate crystal particles (BCT crystal particles) having a Ca concentration of 0.4 atomic percent or more; In the multilayer ceramic capacitor in which the internal electrode layers are alternately stacked, the BT crystal particles and the BCT crystal particles contain Mg, a rare earth element, and vanadium, and Mg contained in a central portion of the BT crystal particles and A multilayer ceramic capacitor, wherein the content of rare earth elements is larger than the contents of Mg and rare earth elements contained in the central part of the BCT crystal particles. 前記BT結晶粒子の平均粒径が前記BCT結晶粒子の平均粒径よりも大きい請求項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 an average particle diameter of the BT crystal particles is larger than an average particle diameter of the BCT crystal particles. 前記誘電体層中のチタン酸バリウムを100モル部としたときにバナジウムを酸化物換算で0.1〜0.4モル部含有する請求項1または2に記載の積層セラミックコンデンサ。

3. The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein vanadium is contained in an amount of 0.1 to 0.4 mol in terms of oxide when the amount of barium titanate in the dielectric layer is 100 mol.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009157232A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 京セラ株式会社 Dielectric ceramic and multilayer ceramic capacitor using the same
JP2010080676A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Kyocera Corp Laminated ceramic capacitor

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