JP2010205812A - Laminated ceramic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型で高容量の積層セラミックコンデンサおよびその製法に関する。 The present invention relates to a small and high capacity multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same.
近年、携帯電話などモバイル機器の普及やパソコンなどの主要部品である半導体素子の高速、高周波化に伴い、このような電子機器に搭載される積層セラミックコンデンサは、小型、高容量化の要求がますます高まっている。 In recent years, with the spread of mobile devices such as mobile phones and the high speed and high frequency of semiconductor elements, which are the main components of personal computers, multilayer ceramic capacitors mounted on such electronic devices are required to be smaller and have higher capacities. Increasingly.
このため積層セラミックコンデンサは、内部電極層にニッケルを用い、誘電体層および内部電極層の薄層化と高積層化が進められているが、最近は誘電体層および内部電極層の薄層化が一段と進み、誘電体層の厚みが2μm以下となり、また、内部電極層の厚みにいたっては1μmを下回るものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, multilayer ceramic capacitors use nickel as the internal electrode layer, and the dielectric layer and internal electrode layer are being made thinner and higher, but recently the dielectric layer and internal electrode layer have been made thinner. The thickness of the dielectric layer is 2 μm or less, and the thickness of the internal electrode layer is less than 1 μm (for example, see Patent Document 1).
ところで、ニッケルを内部電極層として用いる積層セラミックコンデンサは、例えば、以下のような工程によって製造される。まず、セラミックグリーンシートの表面にニッケル粉末を主成分とする導体ペーストを印刷して内部電極パターンを形成する。次に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを数百層積層し、次いで、その上下面に導体ペーストを印刷していないセラミックグリーンシートを重ね合わせて加圧して加熱することにより一体化して積層体を形成する。次に、その積層体を個片に切断した後、水素−窒素の混合ガスを用いて酸素分圧を調整した還元雰囲気中にて同時焼成を行い焼結体であるコンデンサ本体を作製する。最後に、コンデンサ本体の内部電極層が露出した端面に外部電極を形成することにより積層セラミックコンデンサを得ることができる。 Incidentally, a multilayer ceramic capacitor using nickel as an internal electrode layer is manufactured, for example, by the following process. First, a conductive paste mainly composed of nickel powder is printed on the surface of the ceramic green sheet to form an internal electrode pattern. Next, several hundred layers of ceramic green sheets on which internal electrode patterns are formed are laminated, and then the ceramic green sheets on which the conductive paste is not printed are superposed on the upper and lower surfaces of the ceramic green sheets, which are integrated by pressing and heating. A laminate is formed. Next, the laminate is cut into individual pieces, and then co-fired in a reducing atmosphere in which the partial pressure of oxygen is adjusted using a hydrogen-nitrogen mixed gas to produce a capacitor body that is a sintered body. Finally, a multilayer ceramic capacitor can be obtained by forming an external electrode on the end face where the internal electrode layer of the capacitor body is exposed.
上述した工程において、同時焼成後に得られるコンデンサ本体は還元雰囲気中で焼成を行うことから誘電体層が還元された状態にあり、所望の誘電特性を発現しないものとなっている。このため、通常、同時焼成後のコンデンサ本体は所望の誘電特性を発現させるために再酸化処理が行われるが、この再酸化処理は同時焼成時の条件よりも低い温度でかつ高い酸素分圧で行われる(例えば、特許文献2参照)。 In the above-described process, the capacitor body obtained after the simultaneous firing is fired in a reducing atmosphere, so that the dielectric layer is in a reduced state and does not exhibit desired dielectric properties. For this reason, the capacitor body after co-firing is usually subjected to re-oxidation treatment in order to develop desired dielectric properties. This re-oxidation treatment is performed at a lower temperature and higher oxygen partial pressure than the conditions during co-firing. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、誘電体層および内部電極層が薄層化された上述のような積層セラミックコンデンサでは、コンデンサ本体を構成する内部電極層が再酸化処理によってコンデンサ本体の端面に露出した部分から内部にかけて酸化される場合があり、このため積層セラミックコンデンサは静電容量が設計値よりも低下したものとなり、とりわけ量産工程において、静電容量のばらつきが大きくなるという問題があった。 However, in the multilayer ceramic capacitor as described above in which the dielectric layer and the internal electrode layer are thinned, the internal electrode layer constituting the capacitor body is oxidized from the portion exposed on the end face of the capacitor body to the inside by reoxidation treatment. For this reason, the capacitance of the monolithic ceramic capacitor is lower than the design value, and there is a problem that the variation of the capacitance becomes large especially in the mass production process.
従って、本発明は、設計値に近い静電容量を得ることができるとともに静電容量のばらつきの小さい積層セラミックコンデンサとその製法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 that can obtain a capacitance close to a design value and has a small variation in capacitance, and a method for manufacturing the same.
本発明の積層セラミックコンデンサは、誘電体層とニッケルを主成分とする内部電極層とが交互に積層されたコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の前記内部電極層が露出した端面に設けられた外部電極とを具備する積層セラミックコンデンサであって、前記内部電極層の露出した端面に平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子が付着しており、前記コンデンサ本体の端面に露出している前記内部電極層の幅を100%としたときに、当該内部電極層の端面に付着している前記セラミック粒子の粒子径を加算した合計長さの割合が5%〜20%であることを特徴とする。 The multilayer ceramic capacitor of the present invention includes a capacitor body in which dielectric layers and internal electrode layers mainly composed of nickel are alternately stacked, and an external electrode provided on an end surface of the capacitor body where the internal electrode layer is exposed. And ceramic particles having an average particle size of 0.2 μm to 0.8 μm are attached to the exposed end face of the internal electrode layer, and are exposed to the end face of the capacitor body. When the width of the internal electrode layer is defined as 100%, the ratio of the total length obtained by adding the particle diameters of the ceramic particles adhering to the end face of the internal electrode layer is 5% to 20%. And
本発明の積層セラミックコンデンサは、コンデンサ本体の端面に露出した内部電極層のその露出した端面に、上記した平均粒径を持つセラミック粒子が付着していることから、コンデンサ本体に再酸化処理を施しても内部電極層の酸化を抑制することができる。これにより内部電極層の静電容量に寄与する有効面積の減少を抑え、設計値に近い静電容量を得ることができるとともに静電容量のばらつきを小さくできる。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, since the ceramic particles having the above average particle diameter adhere to the exposed end surface of the internal electrode layer exposed on the end surface of the capacitor body, the capacitor body is subjected to reoxidation treatment. However, the oxidation of the internal electrode layer can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a reduction in the effective area contributing to the capacitance of the internal electrode layer, obtain a capacitance close to the design value, and reduce the variation in capacitance.
本発明の積層セラミックコンデンサでは、前記内部電極層の露出した端面が前記コンデンサ本体の端面よりも内側にあることが望ましい。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is desirable that the exposed end surface of the internal electrode layer is on the inner side of the end surface of the capacitor body.
また本発明の積層セラミックコンデンサでは、コンデンサ本体の端面に露出した内部電極層の端面がコンデンサ本体の端面よりも内側にあることからセラミック粒子が内部電極層の端面の位置する凹みに入りやすくなる。このため内部電極層の幅に対するセラミック粒子の粒子径を加算した合計長さの割合を大きくでき内部電極層の酸化抑制の効果をさらに高めることができる。その結果、得られた積層セラミックコンデンサは設計値により近い静電容量を得ることができ、静電容量のばらつきもより小さくすることができる。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the end face of the internal electrode layer exposed at the end face of the capacitor body is on the inner side of the end face of the capacitor body, so that the ceramic particles are likely to enter the recess located at the end face of the internal electrode layer. For this reason, the ratio of the total length which added the particle diameter of the ceramic particle with respect to the width | variety of an internal electrode layer can be enlarged, and the effect of the oxidation suppression of an internal electrode layer can further be heightened. As a result, the obtained multilayer ceramic capacitor can obtain a capacitance closer to the design value, and the variation in capacitance can be further reduced.
本発明の積層セラミックコンデンサでは、前記セラミック粒子の平均粒径が0.3μm〜0.6μmであり、前記コンデンサ本体の端面に露出している前記内部電極層の幅を100%としたときに、当該内部電極層の露出した端面に付着している前記セラミック粒子の粒子径を加算した合計長さの割合が8%〜15%であることが望ましい。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, when the average particle size of the ceramic particles is 0.3 μm to 0.6 μm, and the width of the internal electrode layer exposed on the end face of the capacitor body is 100%, It is desirable that the ratio of the total length obtained by adding the particle diameters of the ceramic particles adhering to the exposed end face of the internal electrode layer is 8% to 15%.
内部電極層のその露出した端面に付着しているセラミック粒子の平均粒径とその割合を上述した範囲にすると、得られる積層セラミックコンデンサの静電容量をさらに設計値に近い値にすることができるとともに静電容量のばらつきもさらに小さくすることができる。 When the average particle diameter of the ceramic particles adhering to the exposed end face of the internal electrode layer and the ratio thereof are in the above-described range, the capacitance of the obtained multilayer ceramic capacitor can be made closer to the design value. At the same time, variations in capacitance can be further reduced.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法は、(a)セラミックグリーンシートとニッケルを主成分とする内部電極パターンとが交互に積層され、該内部電極パターンの端面が端面に露出したコンデンサ本体成形体を形成する工程と、(b)該コンデンサ本体成形体を水素−窒素の還元雰囲気中にて焼成してコンデンサ本体を形成する工程と、(c)前記コンデンサ本体をメディアボールおよび平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子を用いてバレル研磨する工程と、(d)バレル研磨された前記コンデンサ本体を、(b)工程における焼成の温度よりも低い温度でかつ前記還元雰囲気よりも高い酸素分圧で再酸化処理を行う工程と、(e)再酸化処理された前記コンデンサ本体の前記内部電極層の端面が露出した端面に外部電極を形成する工程とを具備することを特徴とする。 The manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention is as follows: (a) a ceramic green sheet and internal electrode patterns mainly composed of nickel are alternately stacked, and a capacitor body molded body in which the end surfaces of the internal electrode patterns are exposed on the end surfaces is formed. (B) firing the capacitor body compact in a hydrogen-nitrogen reducing atmosphere to form a capacitor body; (c) forming the capacitor body with a media ball and an average particle size of 0.2 μm; A step of barrel-polishing with ceramic particles of ˜0.8 μm, and (d) an oxygen content higher than that in the reducing atmosphere at a temperature lower than the firing temperature in step (b) of the barrel-polished capacitor body. A step of performing reoxidation treatment under pressure, and (e) an external electrode on the end surface where the end surface of the internal electrode layer of the capacitor body that has been reoxidized is exposed. Forming the step.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法によれば、焼成後に得られたコンデンサ本体をメディアボールおよび平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子を用いてバレル研磨を行うことにより、コンデンサ本体の端面に微少な凹凸を容易に形成できるとともに、セラミック粒子をコンデンサ本体の端面に露出している内部電極層の端面に容易に付着させることができることから、バレル研磨したコンデンサ本体に再酸化処理を施しても内部電極層の端面から内側にかけての酸化を抑制でき、内部電極層の有効面積の減少を抑えることができる。その結果、静電容量が設計値に近く、そのばらつきも小さい積層セラミックコンデンサを容易に得ることができる。 According to the method for producing a multilayer ceramic capacitor of the present invention, the capacitor body obtained after firing is subjected to barrel polishing using a media ball and ceramic particles having an average particle size of 0.2 μm to 0.8 μm. Since minute irregularities can be easily formed on the end face and ceramic particles can be easily attached to the end face of the internal electrode layer exposed on the end face of the capacitor body, the barrel-polished capacitor body is subjected to reoxidation treatment. However, oxidation from the end surface of the internal electrode layer to the inside can be suppressed, and a decrease in the effective area of the internal electrode layer can be suppressed. As a result, it is possible to easily obtain a multilayer ceramic capacitor whose electrostatic capacity is close to the design value and whose variation is small.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、前記内部電極層の端面が前記コンデンサ本体の端面よりも内側に位置するまでバレル研磨を行うことが望ましい。 In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, it is desirable to perform barrel polishing until the end face of the internal electrode layer is located inside the end face of the capacitor body.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法において、バレル研磨の条件を制御して内部電極層の端部をコンデンサ本体の端面よりも内側になるように形成すると、セラミック粒子がその凹みに溜まりやすくなり、再酸化処理において内部電極層の酸化をさらに抑制することができる。その結果、静電容量が設計値により近く、そのばらつきもより小さい積層セラミックコンデンサを容易に得ることができる。 In the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention, if the end of the internal electrode layer is formed so as to be inside the end surface of the capacitor body by controlling the barrel polishing conditions, the ceramic particles easily collect in the recess, The oxidation of the internal electrode layer can be further suppressed in the oxidation treatment. As a result, it is possible to easily obtain a multilayer ceramic capacitor whose electrostatic capacity is closer to the design value and whose variation is smaller.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、前記セラミック粒子として、平均粒径が0.3μm〜0.6μmのものを用いることが望ましい。 In the method for producing a multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is desirable to use ceramic particles having an average particle size of 0.3 μm to 0.6 μm.
本発明の積層セラミックコンデンサの製法において、セラミック粒子として、平均粒径が0.3μm〜0.6μmのものを用いた場合には、コンデンサ本体の端面に露出する内部電極層の端面に存在するセラミック粒子を内部電極層の幅に対して8%〜15%の範囲にわたって存在させることができる。その結果、静電容量がさらに設計値に近く、かつそのばらつきもさらに小さい積層セラミックコンデンサを得ることができる。 In the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor of the present invention, when ceramic particles having an average particle size of 0.3 μm to 0.6 μm are used, the ceramic present on the end surface of the internal electrode layer exposed on the end surface of the capacitor body The particles can be present over a range of 8% to 15% with respect to the width of the internal electrode layer. As a result, it is possible to obtain a multilayer ceramic capacitor whose electrostatic capacity is closer to the design value and whose variation is further smaller.
本発明の積層セラミックコンデンサによれば、コンデンサ本体の端面に露出している内部電極層の端面に微粒のセラミック粒子が付着していることから、コンデンサ本体に再酸化処理を施しても内部電極層の酸化が抑制され内部電極層の静電容量に寄与する有効面積の減少を抑えることができる。これにより設計値に近い静電容量を得ることができるとともに静電容量のばらつきを小さくできる。 According to the multilayer ceramic capacitor of the present invention, fine ceramic particles are attached to the end face of the internal electrode layer exposed at the end face of the capacitor body. Therefore, even if the capacitor body is reoxidized, the internal electrode layer Therefore, the reduction of the effective area contributing to the capacitance of the internal electrode layer can be suppressed. As a result, it is possible to obtain a capacitance close to the design value and to reduce variations in capacitance.
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの一例を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the multilayer ceramic capacitor of the present invention.
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。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。
In the multilayer ceramic capacitor of the present invention,
コンデンサ本体1は誘電体磁器からなる誘電体層5と内部電極層7とが交互に積層されて構成されている。コンデンサ本体1の端面9には、露出する内部電極層7が外部電極3と部分的に接合されている。図1では誘電体層5と内部電極層7との積層状態を単純化して示しているが、本発明の積層セラミックコンデンサは誘電体層5と内部電極層7とが数百層にも及ぶ積層体となっている。
The
誘電体層5は、チタン酸バリウムに酸化マグネシウム、希土類元素(RE)の酸化物および酸化マンガンなどが固溶した結晶粒子と、酸化珪素を主成分とする粒界相とから構成されている誘電体磁器からなる。なお、誘電体磁器の種類としては上述したものだけに限らず、他の誘電体磁器を用いることもできる。その厚みは2μm以下、特に、1μm以下が望ましい。これにより積層セラミックコンデンサを小型、高容量化することが可能となる。なお、誘電体層5の厚みが0.4μm以上であると、静電容量のばらつきを小さくでき、また容量温度特性を安定化させることが可能になる。
The
内部電極層7を形成する材料としては、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、本発明における誘電体層5との同時焼成を行えるという点で、特に、ニッケル(Ni)がより望ましい。また、内部電極層7の厚みは0.5〜2μmであることが望ましい。
The material for forming the
図2は、図1のA部を矢印の方向から平面視したときのコンデンサ本体の端面を拡大した模式図である。ここで、内部電極層7の幅方向に引いた直線は、内部電極層7の一部の幅Wを示すものである。また、図2に示したD1、D2およびD3は内部電極層7の端面10に存在する各セラミック粒子11の粒子径を示すものである。内部電極層7上に存在するセラミック粒子11の割合は、式{(D1+D2+D3+・・・Dn)/W}×100(%)から求められる。ただし、nは整数である。これを内部電極層7の端面10の幅全体にわたって測定し、それらの平均値として算出することができる。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the end surface of the capacitor body when the portion A of FIG. 1 is viewed in plan from the direction of the arrow. Here, a straight line drawn in the width direction of the
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9より露出している内部電極層7の端面10に、平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子11が付着していることを特徴としており、さらに内部電極層7の露出した端面10に付着したセラミック粒子11の割合は、図2に示すように、露出した内部電極層7の端部10の幅を100%としたときに、セラミック粒子11の粒子径(D1+D2+D3+・・・Dn)を加算した合計長さの割合が5%〜20%であることが重要である。
In the multilayer ceramic capacitor of the present invention,
内部電極層7の露出した端面10に付着するセラミック粒子11の平均粒径およびその割合が上述した範囲であると、コンデンサ本体1に再酸化処理を施しても内部電極層7の露出する端面10から内部10A(図1においては,A部付近であり、図2においては内部電極層7の端面10付近である。)にかけての酸化が抑制されることから、内部電極層7の有効面積の減少を抑えることができる。このため、積層セラミックコンデンサの設計値に対して90%以上の静電容量を得ることが可能になるとともに、静電容量のばらつき(CV)を5%以下に小さくできる。
When the average particle diameter of the
これに対して、セラミック粒子11の平均粒径が0.2μmよりも小さい場合には、セラミック粒子11が内部電極層7の露出した端面10に付着しやすく、内部電極層7の端面10における幅Wに対して内部電極層7の端面10の幅方向に占めるセラミック粒子11の割合が20%を超えてしまうため、外部電極3と内部電極層7との接続面積が小さくなり、積層セラミックコンデンサの静電容量が設計値よりも低くなる。
On the other hand, when the average particle size of the
一方、セラミック粒子11の平均粒径が0.8μmよりも大きい場合には、セラミック粒子11が内部電極層7の露出した端面10に付着し難いことから、内部電極層7の端面10の幅Wに対して内部電極層7の端面10に占めるセラミック粒子11の割合が5%よりも低くなる。このため、内部電極層7が端面10から内部10Aにかけて酸化されやすく、この場合、有効面積が大きく減少するために静電容量が設計値よりも低くなり、静電容量のばらつき(CV)も大きくなる。
On the other hand, when the average particle diameter of the
従って、内部電極層7の露出した端面10に付着するセラミック粒子11の平均粒径を0.2μm〜0.8μmとするとともに、内部電極層7の端面10における幅Wに対して内部電極層7の端面10に占めるセラミック粒子11の割合は5%〜20%であることが良く、特にセラミック粒子11の平均粒径が0.3μm〜0.6μmであり、内部電極層7の端面10の幅Wに対して内部電極層7の端面10に占めるセラミック粒子11の割合が8%〜15%であることが望ましい。この場合には静電容量の設計値に近いものとすることができるとともに、静電容量のばらつき(CV)をさらに小さくできる。
Therefore, the average particle diameter of the
なお、CVとは静電容量を測定したときの標準偏差(σ)を平均値(x)で除したものであり、測定値のばらつきを表す値である。また、内部電極層7が酸化した状態は積層セラミックコンデンサを断面研磨して走査型電子顕微鏡で観察したときに二次電子像において黒色化した状態が観察される場合をいい、酸化していない状態とは同分析において灰色または銀色を示す状態をいう。さらに、積層セラミックコンデンサの設計値とはある標準規格の基に決められた型式において誘電体層を構成する誘電体磁器の室温における比誘電率、内部電極層の有効面積、ならびに誘電体層および内部電極層の積層数等から導かれる静電容量のことである。
CV is obtained by dividing the standard deviation (σ) when the capacitance is measured by the average value (x), and is a value representing the variation of the measured value. In addition, the state in which the
図3は、本発明の他の例であり、内部電極層の露出した端面がコンデンサ本体の端面よりも内側にあることを示す模式図である。 FIG. 3 is another example of the present invention, and is a schematic diagram showing that the exposed end face of the internal electrode layer is inside the end face of the capacitor body.
本発明の積層セラミックコンデンサでは、内部電極層7の露出した端面10がコンデンサ本体1の端面9よりも内側にあることが望ましい。このような構造では内部電極層7の露出した端面10がコンデンサ本体1の端面9よりも内側にあることにより凹部10Bが形成されるため、この凹部10Bにセラミック粒子11が溜まりやすくなる。その結果、平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子11を用いたとしても図2のように内部電極層7の露出した端面10がコンデンサ本体1の端面9とほぼ同じ面上にある場合であっても、積層セラミックコンデンサの静電容量を設計値により近づけることができ、そのばらつき(CV)をより小さくできる。この場合、凹部10Bの深さは、平均粒径が0.2μm以上のセラミック粒子11が溜まりやすく、かつ内部電極層7の有効面積の低下をほとんど引き起こさないようにするという理由から0.2〜0.5μmであることが望ましい。なお、内部電極層7の端面10がコンデンサ本体1の端面9よりも内側にあるとは、内部電極層7の端面10がコンデンサ本体1の端面9から0.1μm以上内側にある場合をいう。
In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is desirable that the exposed
ところで、内部電極層7の露出した端面10に付着させるセラミック粒子11としては、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムおよびこれらの混合粒子が好ましい。これはコンデンサ本体1を再酸化処理する場合、およびコンデンサ本体1の端面9に外部電極3を形成する場合の温度および雰囲気においても内部電極層7や外部電極3の成分と反応し難いからである。とりわけ、耐酸化性および耐還元性が高く、熱的にも安定であるという点でアルミナが好ましい。
By the way, as the
ここで、コンデンサ本体1の端面9に露出した内部電極層7の端面10に存在するセラミック粒子11の割合は以下のようにして求める。
Here, the ratio of the
まず積層セラミックコンデンサを内部電極層7の積層面に対して平行に研磨して内部電極層7およびセラミック粒子11が露出した試料を作製する。この研磨ではまず#1000〜#2000の研磨紙を用いて粗研磨を行う。次に粒径0.1〜3μmのダイヤモンドペーストを塗布した硬質バフを用いて研磨を行った後、さらに軟質バフを用いて仕上げ研磨を行う。
First, a multilayer ceramic capacitor is polished parallel to the laminated surface of the
次に、この試料をエネルギー分散型の分析装置(EDS)を備えた走査型電子顕微鏡により分析を行う。この分析ではまず走査型電子顕微鏡を用いた観察により内部電極層7と外部電極3との界面付近に存在し、おおよそ球状として確認できる粒子を探す。ここで、おおよそ球状とは走査型電子顕微鏡観察の画像から求められるセラミック粒子11の最長径と最短径との比(最長径/最短径)が1.3以下であるものとする。
Next, this sample is analyzed by a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive analyzer (EDS). In this analysis, first, particles that exist in the vicinity of the interface between the
次に、走査型電子顕微鏡観察により確認した粒子に電子線を当てて得られたEDSのX線データからバレル研磨に用いたセラミック粒子11であることを確認する。このときX線データにおいて最強のピークを示す成分がバレル研磨に用いたセラミック粒子11と同じ成分である粒子が目的とするセラミック粒子11である。
Next, it is confirmed that the particles are
各セラミック粒子11の粒子径(D1、D2、D3・・・Dn)は、走査型電子顕微鏡観察の画像から図2に示すように内部電極層7に平行な方向の最大径として各々測定して求める。内部電極層7の幅は研磨により作製した試料であるコンデンサ本体1に形成された内部電極層7の全幅Wとするが、この場合、分析を行う領域はコンデンサ本体1の積層方向のほぼ中央部における1層の内部電極層とし、幅が5〜20μmである範囲を一区画とし、同じ試料において同様の面積を持つ領域をコンデンサ本体1に形成された内部電極層7の全幅Wにわたった領域である。具体的には上述のようにして求めた各セラミック粒子11の粒子径と内部電極層7の幅のデータを式{(D1+D2+D3+・・・Dn)/W}×100(%)に当てはめて内部電極層7の幅Wに対するセラミック粒子11の割合を求める。なお、このような分析を2〜5個の積層セラミックコンデンサについて同様に行い、各試料から求めたセラミック粒子11の割合の平均値を求める。
The particle diameter (D1, D2, D3... Dn) of each
次に、本発明の積層セラミックコンデンサを製造する方法について説明する。 Next, a method for producing the multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described.
(a)工程では、まず、誘電体層5を形成する誘電体磁器の原料を準備する。例えば、チタン酸バリウム粉末100モルに対して、MgO粉末を0.2〜0.8モル、希土類元素の酸化物粉末を0.3〜0.8モルおよびMnCO3粉末を0.1〜0.5モルの割合で配合し、さらには、必要に応じて所望の誘電特性を維持できる範囲で焼結助剤としてガラス粉末を添加して原料粉末を得る。ガラス粉末の添加量はチタン酸バリウム粉末を100質量部としたときに0.5〜2質量部が良い。
In the step (a), first, a dielectric ceramic material for forming the
次に、上記の素原料粉末に専用の有機ビヒクルを加えてセラミックスラリを調製し、次いで、ドクターブレード法または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を形成する。この場合、セラミックグリーンシートの厚みは誘電体層5の高容量化のための薄層化と高絶縁性を確保するという理由から0.5〜3μmが好ましい。
Next, a ceramic slurry is prepared by adding a dedicated organic vehicle to the raw material powder, and then a ceramic green sheet is formed using a sheet forming method such as a doctor blade method or a die coater method. In this case, the thickness of the ceramic green sheet is preferably 0.5 to 3 μm because the
次に、得られたセラミックグリーンシートの主面上に矩形状の内部電極パターンを1〜3μmの厚みで印刷して形成する。内部電極パターンとなる導体ペーストはNiを主成分とするものが好適である。 Next, a rectangular internal electrode pattern is printed with a thickness of 1 to 3 μm on the main surface of the obtained ceramic green sheet. The conductor paste used as the internal electrode pattern is preferably composed mainly of Ni.
次に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを所望枚数重ねて、その上下に内部電極パターンを形成していないセラミックグリーンシートを複数枚、上下層が同じ枚数になるように重ねてシート積層体を形成する。この場合、シート積層体中における内部電極パターンは、長手方向に半パターンずつずらしてある。 Next, stack the desired number of ceramic green sheets with internal electrode patterns, and stack multiple ceramic green sheets without internal electrode patterns on the top and bottom so that the upper and lower layers are the same number. Form the body. In this case, the internal electrode pattern in the sheet laminate is shifted by a half pattern in the longitudinal direction.
次に、シート積層体を格子状に切断して、内部電極パターンの端部が露出したコンデンサ本体成形体を形成する。 Next, the sheet laminate is cut into a lattice shape to form a capacitor body molded body in which the end portions of the internal electrode patterns are exposed.
(b)工程では、コンデンサ本体成形体を脱脂した後、水素−窒素の混合ガス中(酸素分圧:1×10−7Pa〜1×10−9Pa)にて、1100℃〜1200℃の温度で1〜4時間の焼成を行い、誘電体層5と内部電極層7とが一体的に焼結されたコンデンサ本体1を作製する。
In step (b), the capacitor body molded body is degreased, and then in a hydrogen-nitrogen mixed gas (oxygen partial pressure: 1 × 10 −7 Pa to 1 × 10 −9 Pa) at 1100 ° C. to 1200 ° C. By firing at a temperature for 1 to 4 hours, the
こうして作製されたコンデンサ本体1はその端面9から内部電極層7がわずかに確認できる程度であり、この状態では外部電極3との電気的な接続を十分に行うのは困難である。
The capacitor
そこで、焼成直後のコンデンサ本体1に所定の条件でバレル研磨を行い、内部電極層7をコンデンサ本体1の端面9に十分に露出させて外部電極3との電気的な接続が十分に行えるようにする。
Therefore, barrel polishing is performed on the
(c)工程では、まず、焼成して得られたコンデンサ本体1をメディアボールとセラミック粒子11とを混在させたボールミル中に入れてバレル研磨を行う。バレル研磨に用いるメディアボールとしては直径が2mm〜10mmのアルミナ製またはジルコニア製のセラミックボールが好ましい。なお、バレル研磨の条件としては、後述する具体例を含む範囲が適正であり、バレル研磨に用いるミル容器として、内容積が300ml〜1000mlのものを用いる場合、メディアボールの量が80〜150g、試料であるコンデンサ本体1の試料数が100〜300個、バレル研磨の回転速度が80〜200rpmおよびバレル研磨を行う時間が3〜10時間である条件で行うことが好ましい。
In the step (c), first, the
メディアボールとともに混ぜるセラミック粒子11としては、上述したようにアルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムおよびこれらの混合粒子が好ましく、特に、アルミナがより好ましい。
The
また、セラミック粒子11の平均粒径は0.2μm〜0.8μmのものを用いることが重要である。セラミック粒子11の平均粒径が0.2μm〜0.8μmであると、バレル研磨を行った後のコンデンサ本体1の端面9およびその端面9に露出した内部電極層7の端面10に凹凸が形成されることからセラミック粒子11が付着しやすくなる。このためコンデンサ本体1に再酸化処理を施しても内部電極層7の端面10から内部における酸化を抑制できる。その結果、内部電極層7の有効面積が高まり、設計値に近い静電容量が得られ、かつ静電容量のばらつきの小さい積層セラミックコンデンサを容易に得ることができる。
It is important to use
これに対して、セラミック粒子11の平均粒径が0.2μmよりも小さい場合には、内部電極層7の露出した端面10へのセラミック粒子11の付着量が多くなり、内部電極層7の端面10の幅Wに対して内部電極層7の端面に占めるセラミック粒子11の割合が20%を超えてしまうため、外部電極3と内部電極層7との接触面積が小さくなり、積層セラミックコンデンサの静電容量が設計値よりも低くなる。また、セラミック粒子11の平均粒径が0.8μmよりも大きい場合には、セラミック粒子11が内部電極層7の端面10に付着し難いことから、内部電極層7の端面10の幅Wに対して内部電極層7の端面10に占めるセラミック粒子11の5%よりも低くなる。このため内部電極層7がその露出した端面10から内部10Aにかけて酸化されやすく、有効面積が減少することから静電容量が設計値よりも低くなり静電容量のばらつき(CV)も大きくなる。
On the other hand, when the average particle diameter of the
このため用いるセラミック粒子11の平均粒径は0.2μm〜0.8μmであるのが良く、この範囲の平均粒径を持つセラミック粒子11をバレル研磨に用いることにより、積層セラミックコンデンサを作製したときの内部電極層7の端面10の幅Wに対して内部電極層7の端面10に占めるセラミック粒子11の割合を5%〜20%にできる。
For this reason, the average particle diameter of the
また、本発明の積層セラミックコンデンサの製法においては静電容量の設計値に対する比率を高く維持できるとともに静電容量のばらつき(CV)をさらに小さくできるという理由から用いるセラミック粒子11の平均粒径は0.3μm〜0.6μmであることが望ましい。
In the method for producing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the average particle size of the
さらに本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、内部電極層7の露出した端面10がコンデンサ本体1の端面9よりも内側に位置するまでバレル研磨を行うことが望ましい。コンデンサ本体1をバレル研磨する場合に、セラミック粒子として平均粒径が0.2μm〜0.8μmのものを用いることによりコンデンサ本体1の端面9の内部電極層7が露出した部分に凹部10Bを容易に形成できる。この場合また研磨時間を調整することにより凹部10Bの深さを調整することが可能となる。バレル研磨の条件を制御して内部電極層7の露出している端面10をコンデンサ本体1の端面9よりも内側になるように形成すると、セラミック粒子11がその凹部10Bに溜まりやすくなり、再酸化処理における内部電極層7の酸化抑制の効果をさらに高めることができる。
Furthermore, in the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, it is desirable to perform barrel polishing until the exposed
本発明の製法では用いるコンデンサ本体1のサイズは問わないが0402型(内部電極層7に平行な面の面積が0.4mm×0.2mm)〜21型(同面積が2mm×1mm)の小型サイズの積層セラミックコンデンサに対して好適である。
Although the size of the
コンデンサ本体1を構成する誘電体層5はバレル研磨後に表面に凹凸が形成されやすいという理由からチタン酸バリウムを質量比で90%〜99質量%含有する誘電体磁器により構成されているものが良い。
The
内部電極層7もまたバレル研磨後に凹凸が形成されやすいという理由から、そのNiの純度は共材として含まれる誘電体粉末を除き98%以上の純度を有するのがより好ましい。
The
(d)工程では、次に、バレル研磨したコンデンサ本体1を、(b)工程における焼成の温度よりも低い温度(900〜1050℃)であり、かつその焼成の還元雰囲気よりも高い酸素分圧(酸素分圧:10−4Pa〜10−6Pa)で再酸化処理を行う。再酸化処理における最高温度での保持時間は比誘電率などの誘電特性を高めるという理由から4〜10時間が好ましい。
In the step (d), next, the barrel-
本発明の製法によれば、焼成後に得られたコンデンサ本体1を上述した条件でバレル研磨を行うことにより、コンデンサ本体1の端面9に露出した内部電極層7の端面10にセラミック粒子11を付着させることができる。このためコンデンサ本体1に再酸化処理を施しても内部電極層7の端部10から内側10Aにかけての酸化を抑制できる。
According to the manufacturing method of the present invention, the
次に、(e)工程では、(d)工程において再酸化処理された前記コンデンサ本体1の内部電極層7が露出した端面9に外部電極3を形成する。
Next, in the step (e), the
外部電極3の材料としては、CuもしくはCuとNiの合金を用いるのが良く、このような金属の粉末に対して少量のガラス粉末を混合して調製した導体ペーストを用いる。ガラス粉末は酸化珪素に他の添加成分を含ませて低融点化したガラスが好適であり、バレル研磨後にコンデンサ本体1の端面9に付着したセラミック粒子11と反応し難いものが良い。これによりコンデンサ本体1を作製するときの温度よりも低い温度での焼き付けが可能になるとともに外部電極3形成においても内部電極層3の酸化を防止できる。
As the material of the
この場合、外部電極3を形成する条件としては最高温度が700〜850℃、酸素分圧が0.1〜50Paとすることが好ましい。
In this case, the conditions for forming the
本発明の製法では、上述のように、再酸化処理後のコンデンサ本体1の端面9に露出した内部電極層7の端面10においてもセラミック粒子11が付着しているために、コンデンサ本体1に上記した条件で外部電極3を形成しても内部電極層7の端部10から内側10Aにかけての酸化を抑制できる。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を形成しても構わない。
In the manufacturing method of the present invention, as described above, the
まず、原料粉末として、チタン酸バリウム粉末,MgO粉末,Y2O3粉末およびMnCO3粉末を準備した。これらの各種粉末をチタン酸バリウム粉末量100モルとしたときに、MgO粉末を0.5モル,Y2O3粉末を1モル、MnCO3粉末を0.5モル添加し、さらに、ガラス粉末(SiO2=55,BaO=20,CaO=15,Li2O=10(モル%))をチタン酸バリウム粉末100質量部に対して1質量部添加して誘電体粉末を調製した。
First, barium titanate powder, MgO powder, Y 2 O 3 powder and MnCO 3 powder were prepared as raw material powders. These various powders when formed into a powdered barium amount of 100 moles titanate, 0.5 mol of MgO powder, Y 2 O 3 powder was 0.5 mol per
この誘電体粉末を直径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からなる混合溶媒を添加し湿式混合した。 This dielectric powder was wet mixed using a zirconia ball having a diameter of 5 mm and a mixed solvent composed of toluene and alcohol as a solvent.
次に、湿式混合した粉末を、ポリビニルブチラール樹脂と、トルエンおよびアルコールの混合溶媒中に投入し、直径5mmのジルコニアボールを用いて湿式混合して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が2.5μmのセラミックグリーンシートを作製した。 Next, the wet-mixed powder is put into a mixed solvent of polyvinyl butyral resin and toluene and alcohol, and wet-mixed using zirconia balls having a diameter of 5 mm to prepare a ceramic slurry, and the thickness is 2 by the doctor blade method. A 5 μm ceramic green sheet was produced.
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。内部電極パターンを形成するための導体ペーストは、平均粒径が0.3μmのNi粉末100質量部に対してチタン酸バリウム(BT)の粉末を15質量部添加したものを用いた。 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 for forming the internal electrode pattern was obtained by adding 15 parts by mass of barium titanate (BT) powder to 100 parts by mass of Ni powder having an average particle size of 0.3 μm.
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200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107Pa、時間10分の条件で密着させて、積層体を作製し、しかる後、この積層体を、所定の寸法に切断してコンデンサ本体成形体を形成した。 Next, 200 ceramic green sheets on which internal electrode patterns were printed were laminated, and 20 ceramic green sheets on which the internal electrode patterns were not printed were laminated on the upper and lower surfaces, respectively, using a press machine at a temperature of 60 ° C. and pressure The laminated body was produced by closely adhering under the conditions of 10 7 Pa and 10 minutes, and then the laminated body was cut into a predetermined size to form a capacitor body molded body.
次に、コンデンサ本体成形体を大気中で脱バインダ処理した後、水素−窒素の混合ガス雰囲気にて酸素分圧が10−8Paの条件にて1140℃で2時間の焼成を行いコンデンサ本体を作製した。作製したコンデンサ本体のサイズは1005型に相当するものであり、0.95×0.48×0.48mm3、誘電体層の厚みは1μm、内部電極層の1層の厚みは1μmであった。なお、このコンデンサ本体で得られる静電容量の設計値は2.2μFである。 Next, after debinding the capacitor body molded body in the air, the capacitor body was baked at 1140 ° C. for 2 hours in a hydrogen-nitrogen mixed gas atmosphere at an oxygen partial pressure of 10 −8 Pa. Produced. The size of the manufactured capacitor body was equivalent to 1005 type, 0.95 × 0.48 × 0.48 mm 3 , the thickness of the dielectric layer was 1 μm, and the thickness of one internal electrode layer was 1 μm. . The design value of the capacitance obtained with this capacitor body is 2.2 μF.
次に、作製したコンデンサ本体をバレル研磨した。バレル研磨には内容積が500mLのポリポットを用い、メディアボールとして平均粒径が5mmのアルミナボールを用い、その量は100gとした。セラミック粒子は平均粒径が異なるものを準備し、その添加量は40gとした。バレル研磨するときの溶媒は純水を用いた。純水はバレル研磨するときにポリポットが満水になるようにした。 Next, the produced capacitor body was barrel-polished. For the barrel polishing, a polypot having an internal volume of 500 mL was used, alumina balls having an average particle diameter of 5 mm were used as media balls, and the amount was 100 g. Ceramic particles having different average particle diameters were prepared, and the amount added was 40 g. Pure water was used as the solvent for barrel polishing. Pure water was filled with polypot when barrel polishing.
バレル研磨は上記したサイズのコンデンサ本体の試料数を200個とし、バレル研磨の回転速度を100rpmとし、その時間は試料No.1〜13については4時間、試料No.14については8時間とした。こうして得られたコンデンサ本体の試料No.1〜13はいずれも内部電極層の露出した端面がコンデンサ本体の端面よりも0.4μmほど内側の位置にあり、試料No.14は内部電極層の端部がコンデンサ本体の端面よりも0.05μmほど内側の位置にあった。
In barrel polishing, the number of samples of the capacitor body of the above size is 200, the rotational speed of barrel polishing is 100 rpm, and the time is Sample No. For
続いて作製したコンデンサ本体に窒素雰囲気中(酸素分圧:10−6Pa)1000℃で5時間の酸化処理を行った。 Subsequently, the produced capacitor body was oxidized in a nitrogen atmosphere (oxygen partial pressure: 10 −6 Pa) at 1000 ° C. for 5 hours.
次に、バレル研磨後のコンデンサ本体の両端部にCuを主成分とする導体ペーストを塗布し、温度が800℃、酸素分圧が1Pa、最高温度の保持時間が0.2時間の条件で焼き付けを行った。導体ペーストはCu粉末(純度99%)100質量部に対してガラス(SiO2:60質量%、Al2O3:20質量%、B2O3:20質量%)を少量含んだものを用いた。その後、バレルメッキにより、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, a conductor paste containing Cu as a main component is applied to both ends of the capacitor body after barrel polishing, and baked under conditions of a temperature of 800 ° C., an oxygen partial pressure of 1 Pa, and a maximum temperature holding time of 0.2 hours. Went. Conductor paste used contains a small amount of glass (SiO 2 : 60% by mass, Al 2 O 3 : 20% by mass, B 2 O 3 : 20% by mass) with respect to 100 parts by mass of Cu powder (99% purity). It was. Thereafter, Ni plating and Sn plating were sequentially performed on the surface of the external electrode by barrel plating 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。静電容量は温度25℃、周波数1.0kHz、測定電圧を1Vrmsとして測定し、その平均値、設計値に対する比率およびばらつき(CV)を求めた。試料数は20個とした。 Next, the following evaluation was performed on these multilayer ceramic capacitors. The capacitance was measured at a temperature of 25 ° C., a frequency of 1.0 kHz, and a measurement voltage of 1 Vrms, and an average value, a ratio to a design value, and variation (CV) were obtained. The number of samples was 20.
コンデンサ本体の端面に露出した内部電極層の端部に存在するセラミック粒子の割合は次のような方法によって求めた。 The ratio of the ceramic particles present at the end of the internal electrode layer exposed at the end face of the capacitor body was determined by the following method.
まず積層セラミックコンデンサの試料を内部電極層の積層面に対して平行に積層方向の中央部付近まで研磨して内部電極層およびセラミック粒子が露出した試料を作製した。この研磨ではまず#1000〜#2000の研磨紙を用いて粗研磨を行った。次に粒径0.1〜3μmのダイヤモンドペーストを塗布した硬質バフを用いて研磨を行った後、さらに軟質バフを用いて仕上げ研磨を行った。 First, a sample of the multilayer ceramic capacitor was polished to the vicinity of the central portion in the stacking direction parallel to the stacking surface of the internal electrode layer to prepare a sample in which the internal electrode layer and ceramic particles were exposed. In this polishing, first, rough polishing was performed using # 1000 to # 2000 polishing paper. Next, after polishing using a hard buff to which a diamond paste having a particle size of 0.1 to 3 μm was applied, finish polishing was further performed using a soft buff.
次に、この試料をエネルギー分散型の分析装置(EDS)を備えた走査型電子顕微鏡により分析を行った。この分析では内部電極層の幅方向の端の方から全幅にわたって走査型電子顕微鏡を用いて以下の分析を行った。まず、走査型電子顕微鏡での観察により一区画の幅を約5μmとし、おおよそ球状として確認できる粒子を探した。ここで、おおよそ球状のセラミック粒子として走査型電子顕微鏡観察の画像から求められるセラミック粒子の最長径と最短径との比(最長径/最短径)が1.3以下であるものを選択した。 Next, this sample was analyzed by a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive analyzer (EDS). In this analysis, the following analysis was performed using a scanning electron microscope over the entire width from the end in the width direction of the internal electrode layer. First, particles that could be confirmed to be approximately spherical were searched for with a scanning electron microscope having a width of one section of about 5 μm. Here, as the roughly spherical ceramic particles, those having a ratio of the longest diameter to the shortest diameter (longest diameter / shortest diameter) of 1.3 or less of the ceramic particles determined from an image observed with a scanning electron microscope were selected.
次に、走査型電子顕微鏡観察により確認した粒子に電子線を当てて、得られたEDSのX線データからその最強ピークを示す成分がバレル研磨に用いたセラミック粒子と同じ成分である粒子を選択した。 Next, an electron beam is applied to the particles confirmed by scanning electron microscope observation, and the particles showing the strongest peak from the X-ray data of EDS obtained are the same as the ceramic particles used for barrel polishing. did.
次に、各セラミック粒子の粒子径(D1、D2、D3、・・・Dn)を走査型電子顕微鏡観察の画像から図2に示すように内部電極層に平行な方向の最大径として各々測定して求めた。 Next, the particle diameter (D1, D2, D3,... Dn) of each ceramic particle is measured as the maximum diameter in the direction parallel to the internal electrode layer as shown in FIG. Asked.
次に、上述のようにして求めた各セラミック粒子の粒子径と内部電極層の幅のデータを式{(D1+D2+D3+・・・Dn)/W}×100(%)に当てはめて内部電極層の幅Wに対するセラミック粒子の割合を求めた。この分析を実施例における各試料について2個づつ行い平均値を求めた。 Next, the data of the particle diameter and the width of the internal electrode layer obtained as described above is applied to the formula {(D1 + D2 + D3 +... Dn) / W} × 100 (%) to obtain the width of the internal electrode layer. The ratio of ceramic particles to W was determined. This analysis was performed two times for each sample in the example, and the average value was obtained.
表1の結果から明らかなように、内部電極層の露出した端面に付着しているセラミック粒子の平均粒径が0.2μm〜0.8μmであり、かつ内部電極層の幅Wを100%としたときに、セラミック粒子の粒子径を加算した合計長さの割合が5%〜20%である本発明の試料No.2〜9および11〜14では、静電容量の設計値に対する比率が91%以上であり、また、静電容量のばらつきが4%以下と、設計値に近い値が得られた。 As is apparent from the results in Table 1, the average particle diameter of the ceramic particles adhering to the exposed end face of the internal electrode layer is 0.2 μm to 0.8 μm, and the width W of the internal electrode layer is 100%. When the sample number of the present invention is 5% to 20%, the ratio of the total length of the ceramic particles plus the particle diameter is 5% to 20%. In 2-9 and 11-14, the ratio of the capacitance to the design value was 91% or more, and the variation in capacitance was 4% or less, which was close to the design value.
また、これらの試料の中でバレル研磨の時間のみを変化させて作製した試料を比較したときに、内部電極層の露出した端面がコンデンサ本体の端面よりも0.4μmほど内側の位置にある試料(No.5)は、内部電極層の露出した端面がコンデンサ本体の端面よりも0.05μmほど内側にある試料(No.14)に比べて、静電容量の設計値に対する比率がさらに高く、また、そのばらつきも小さかった。 Further, among these samples, when the samples prepared by changing only the barrel polishing time were compared, the sample in which the exposed end face of the internal electrode layer was positioned about 0.4 μm from the end face of the capacitor body. (No. 5) has a higher ratio of the capacitance to the design value than the sample (No. 14) in which the exposed end face of the internal electrode layer is about 0.05 μm inside the end face of the capacitor body, Also, the variation was small.
さらに、セラミック粒子の平均粒径が0.3μm〜0.6μmであり、セラミック粒子の付着量が8%〜15%である試料No.3〜5では、静電容量の設計値に対する比率が95%以上であり、かつそのばらつきが3%以下であった。 Further, the sample No. 1 in which the average particle diameter of the ceramic particles is 0.3 μm to 0.6 μm and the adhesion amount of the ceramic particles is 8% to 15%. In 3 to 5, the ratio of the capacitance to the design value was 95% or more, and the variation was 3% or less.
これらの試料は走査型電子顕微鏡により二次電子像観察においても内部電極層の端部から内部にかけて黒色に変色した部分が殆ど見られなかった。 In these samples, even when the secondary electron image was observed with a scanning electron microscope, a portion that turned black from the end to the inside of the internal electrode layer was hardly seen.
これに対して、本発明の範囲外の試料(試料No.1,7および10)では静電容量の設計値に対する比率が86%以下と低いかあるいは静電容量のばらつきが10%以上と大きかった。 On the other hand, in the samples outside the scope of the present invention (Sample Nos. 1, 7 and 10), the ratio of the capacitance to the design value is as low as 86% or less, or the variation in capacitance is as large as 10% or more. It was.
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 コンデンサ本体の端面
10 内部電極層の露出した端面
11 セラミック粒子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
(b)該コンデンサ本体成形体を水素−窒素の還元雰囲気中にて焼成してコンデンサ本体を形成する工程と、
(c)前記コンデンサ本体をメディアボールおよび平均粒径が0.2μm〜0.8μmのセラミック粒子を用いてバレル研磨する工程と、
(d)バレル研磨された前記コンデンサ本体を、(b)工程における焼成の温度よりも低い温度でかつ前記還元雰囲気よりも高い酸素分圧で再酸化処理を行う工程と、
(e)再酸化処理された前記コンデンサ本体の前記内部電極層の端面が露出した端面に外部電極を形成する工程とを具備することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製法。 (A) forming a capacitor body molded body in which ceramic green sheets and internal electrode patterns mainly composed of nickel are alternately laminated, and end surfaces of the internal electrode patterns are exposed on the end surfaces;
(B) firing the capacitor body molded body in a hydrogen-nitrogen reducing atmosphere to form a capacitor body;
(C) barrel-polishing the capacitor body using media balls and ceramic particles having an average particle size of 0.2 μm to 0.8 μm;
(D) re-oxidizing the barrel-polished capacitor body at an oxygen partial pressure lower than the firing temperature in the step (b) and higher than the reducing atmosphere;
And (e) forming an external electrode on an end face where the end face of the internal electrode layer of the capacitor body subjected to the reoxidation treatment is exposed.
6. The method for producing a multilayer ceramic capacitor according to claim 4, wherein the ceramic particles have an average particle size of 0.3 to 0.6 [mu] m.
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