JP2013016454A - 内部電極用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミック電子部品 - Google Patents
内部電極用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミック電子部品 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】内部電極層用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミックコンデンサを提供する。
【解決手段】本発明による内部電極層用導電性ペースト組成物は、金属粉末と、上記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末と、を含むことができる。本発明による内部電極用導電性ペースト組成物は、内部電極の焼成収縮温度を高め、内部電極の連結性を向上させることができる。
【選択図】図３
【解決手段】本発明による内部電極層用導電性ペースト組成物は、金属粉末と、上記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末と、を含むことができる。本発明による内部電極用導電性ペースト組成物は、内部電極の焼成収縮温度を高め、内部電極の連結性を向上させることができる。
【選択図】図３
Description
本発明は、内部電極用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミック電子部品に関し、より詳しくは、金属粉末の焼結収縮を制御できる内部電極用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミック電子部品に関する。
一般的に、コンデンサ、インダクタ、圧電素子、バリスタ、またはサーミスタ等のセラミック材料を使用する電子部品は、セラミック材料からなるセラミック素体、素体の内部に形成された内部電極層及び上記内部電極層と接続されるようにセラミック本体の表面に設けられた外部電極とを備える。
セラミック電子部品の中、積層セラミックコンデンサは、積層された複数の誘電体層と、一誘電体層を挟んで対向配置される内部電極層と、上記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを含む。
積層セラミックコンデンサは、小型ながらも高容量が保障され、実装が容易であるという長所によりコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話等の移動通信装置の部品として広く使用されている。
最近では、電気・電子機器産業における高性能化及び軽薄短小化に伴い、電子部品においても小型、高性能及び低コスト化が求められている。特に、ＣＰＵの高速化、機器の小型軽量化、デジタル化及び高機能化が進んでおり、積層セラミックコンデンサ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ，以下、「ＭＬＣＣ」）も小型化、薄層化、高容量化、高周波領域における低インピーダンス化等の特性を具現するための研究が活発に行われている。
積層セラミックコンデンサは、内部電極用導電性ペーストとセラミックグリーンシートをシート法や印刷法等を用いて積層し、同時焼成することによって製造されることができる。しかし、誘電体層を形成するために、セラミックグリーンシートは約１１００℃以上の高温で焼成され、導電性ペーストはより低温で焼結収縮する。これによって、セラミックグリーンシートの焼成時に内部電極層の過焼成を引き起こし、内部電極層が凝集したり途切れ、内部電極層の連結性が低下する恐れがある。
本発明は、金属粉末の焼結収縮を制御できる内部電極用導電性ペースト組成物及びそれを含む積層セラミック電子部品を提供することにある。
本発明によると、金属粉末と、上記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末と、を含む積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物が提供される。
上記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＭｏＯ３からなる群から選択される１種以上であることができる。
上記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３及びＮｂ２Ｏ５のうち１種以上を含み、上記高融点金属酸化物粉末の含量は、上記金属粉末１００重量部に対して３〜１０重量部であることができる。
上記高融点金属酸化物粉末はＴａ２Ｏ５を含み、上記高融点金属酸化物粉末の含量は、上記金属粉末１００重量部に対して５〜１２重量部であることができる。
上記高融点金属酸化物粉末はＭｏＯ３を含み、上記高融点金属酸化物粉末の含量は、上記金属粉末１００重量部に対して２〜７重量部であることができる。
上記金属粉末は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの合金からなる群から選択される１種以上であることができる。
上記金属粉末は、平均粒径が５０ｎｍ〜４００ｎｍであることができる。
上記高融点金属酸化物粉末は、平均粒径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることができる。
本発明によると、セラミック素体と、上記セラミック素体の内部に形成される内部電極層と、を含み、上記内部電極層の内部には、上記内部電極層を形成する金属粒子よりも融点が高い高融点金属酸化物粉末がトラップされた積層セラミック電子部品が提供される。
上記高融点金属酸化物粉末は、内部電極層を形成する金属粒子の界面にトラップされ得る。
上記内部電極層の一表面には、上記高融点金属酸化物粉末の一部が還元された高融点金属酸化物層が形成されることができる。
上記内部電極層は、金属粉末、及び上記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末を含む導電性ペーストによって形成されることができる。
上記内部電極層は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの合金からなる群から選択される１種以上の金属を含むことができる。
上記高融点金属酸化物粉末は、平均粒径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることができる。
上記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＭｏＯ３からなる群から選択される１種以上であることができる。
上記セラミック素体及び上記内部電極層は、同時焼成によって形成されることができる。
本発明による内部電極用導電性ペースト組成物は、金属粉末と、上記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末とを含むことができる。
本発明による内部電極用導電性ペースト組成物は、内部電極の焼成収縮温度を高め、内部電極の連結性を向上させることができる。
本発明による内部電極用導電性ペースト組成物は、金属粉末内に高融点金属酸化物粉末が均一に分散され、約１０００℃以上まで金属粉末の焼結が抑制されるようになる。
本発明によると、焼成過程の昇温速度を調節すると、内部電極用導電性ペースト組成物における高融点金属酸化物粉末は、金属粉末から離脱せず、金属粉末の粒子境界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）にトラップされ得る。これによって、内部電極の凝集現象が抑制され、内部電極の連結性を増加させることができる。
また、セラミック電子部品の誘電体層と内部電極層との界面の一領域には一部還元された高融点金属酸化物層が形成されることができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層は、高融点金属酸化物が還元された金属を含むことができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層は、導電体として作用することができる。
また、本発明によると、内部電極用導電性ペーストに高融点金属酸化物粉末を含むため、内部電極層内に高融点金属酸化物粉末がトラップされることで内部電極の連結性を向上させ、より薄層化された内部電極層を形成することができる。
以下、添付された図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は当該技術分野において平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及び大きさ等は明確な説明のために誇張されることもあり、図面上の同一の符号で表示される要素は同一の要素である。
本発明の一実施形態は、セラミック電子部品に関するもので、セラミック材料を使用する電子部品は、コンデンサ、インダクタ、圧電体素子、バリスタ、またはサーミスタ等があり、以下では、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による積層セラミックコンデンサを示す概略的な斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿って切断した積層セラミックコンデンサを示す概略的な断面図である。
図１及び図２を参照すると、本実施形態による積層セラミックコンデンサは、セラミック素体１１０、上記セラミック素体の内部に形成された内部電極層１２１、１２２、上記セラミック素体１１０の外表面に形成される外部電極１３１、１３２を含むことができる。
上記セラミック素体１１０の形状には特に制限はないが、一般的に直方体形状であることができる。また、そのサイズも特に制限されないが、例えば、０．６ｍｍ×０．３ｍｍのサイズにしてもよく、２．２μＦ以上の高積層及び高容量の積層セラミックコンデンサであってもよい。
上記セラミック素体１１０は、複数の誘電体層１１１が積層されて形成されることができる。上記セラミック素体１１０を構成する複数の誘電体層１１１は焼結された状態であるため、隣接する誘電体層間の境界が視認できない程度に一体化されていてもよい。
上記誘電体層１１１は、セラミック粉末を含むセラミックグリーンシートの焼結によって形成されることができる。
上記セラミック粉末は、当業界で通常的に使用されるものであれば特に制限はない。これに制限されるものではないが、例えば、ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末を含んでもよい。上記ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末は、これに制限されないが、例えば、ＢａＴｉＯ３ にＣａ、Ｚｒ等が一部固溶した（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｔｉ１−ｙＣａｙ）Ｏ３、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３またはＢａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３等が挙げられる。上記セラミック粉末の平均粒径は、これに制限されないが、例えば、１．０μｍ以下であってもよい。
また、上記セラミックグリーンシートは、上記セラミック粉末とともに遷移金属、希土類元素、またはＭｇ、Ａｌ等を含んでもよい。
上記一誘電体層１１１の厚さは、積層セラミックコンデンサの容量設計に合わせて適切に変更できる。これに制限されるものではないが、例えば、焼成後、隣接する内部電極層１２１、１２２の間に形成された誘電体層１１１の厚さは１．０μｍ以下であってもよい。
上記セラミック素体１１０の内部には内部電極層１２１、１２２が形成されることができる。上記内部電極層１２１、１２２は一誘電体層上に形成されて積層され、焼結によって一誘電体層を挟んで上記セラミック素体１１０の内部に形成されることができる。
上記内部電極層は互いに異なる極性を有する第１内部電極層１２１及び第２内部電極層１２２を一対にし、誘電体層の積層方向に沿って対向配置されることができる。上記第１及び第２内部電極層１２１、１２２の末端は、セラミック素体１１０の一面に交互に露出されることができる。
上記各内部電極層１２１、１２２の厚さは用途等によって適切に決定でき、例えば、１．０μｍ以下であってもよく、または、０．１〜１．０μｍの範囲内で選択されてもよい。
上記内部電極層１２１、１２２は、本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペーストで形成されることができる。本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペーストは、金属粉末と、高融点金属酸化物粉末を含むことができる。これに関するより具体的な事項については後述する。
図３は、本発明の一実施形態による内部電極層１２１を概略的に示す一部拡大図である。図３を参照すると、本発明の一実施形態による内部電極層１２１は内部電極層内にトラップ（ｔｒａｐ）された高融点金属酸化物粉末２２を含むことができる。上記高融点金属酸化物粉末２２は内部電極層をなす金属粒子（ｇｒａｉｎ）の界面、即ち、粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）にトラップされ得る。上記高融点金属酸化物粉末２２は内部電極層を形成する金属粉末よりも融点が高いため、金属粉末の焼結過程で金属粒子の界面にトラップされ得る。
また、上記内部電極層１２１の一表面の一領域、即ち、誘電体層１１１と内部電極層１２１との界面の一領域には、一部還元された高融点金属酸化物層２２ａが形成されることができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは高融点金属酸化物が還元された金属を含むことができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａによって内部電極層と誘電体層の結合力が強化されるようになる。
上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは導電体として作用できるため、積層セラミックコンデンサの容量の低下はほとんど起こらない。
これは、後述する内部電極用導電性ペースト組成物及び内部電極層の形成過程によってさらに明確になる。
本発明の一実施形態によると、セラミック素体１１０の外表面には外部電極１３１、１３２が形成され、上記外部電極１３１、１３２は内部電極層１２１、１２２と電気的に接続されることができる。より具体的には、上記セラミック素体１１０の一面に露出した第１内部電極層１２１と電気的に接続された第１外部電極１３１と、上記セラミック素体１１０の他面に露出した第２内部電極層１２２と電気的に接続された第２外部電極１３２で構成されることができる。
また、図示されてはいないが、第１及び第２内部電極層はセラミック素体のうち少なくとも１つ以上の面に露出することができる。また、第１及び第２内部電極層はセラミック本体の同一面に露出することができる。
上記外部電極１３１、１３２は導電材を含む導電性ペーストで形成されることができる。上記導電性ペーストに含まれる導電材は、特に制限されないが、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、またはこれらの合金を使用することができる。上記外部電極１３１、１３２の厚さは用途等によって適切に決定でき、例えば、約１０〜５０μｍであってよい。
以下、本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物について説明する。
図４ａ及び図４ｂは、本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペーストの焼結収縮挙動を概略的に示す模式図であり、これを参照して説明する。
本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペースト組成物は金属粉末２１と、上記金属粉末よりも融点が高い高融点金属酸化物粉末２２を含むことができる。
本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペースト組成物は、内部電極の焼成収縮温度を高め、内部電極の連結性を向上させることができる。
上記導電性ペースト組成物に含まれる金属粉末２１の種類は、特に制限されないが、例えば、卑金属（ｂａｓｅ ｍｅｔａｌ）を使用することができる。これに制限されるものではないが、例えば、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌまたはこれらの合金が挙げられ、これらの１種以上を含むことができる。
また、上記金属粉末２１の平均粒径は特に制限されないが、例えば、４００ｎｍ以下であってもよい。より具体的に上記金属粉末２１の平均粒径は５０ｎｍ〜４００ｎｍであってもよい。
上記導電性ペースト組成物に含まれる高融点金属酸化物粉末２２としては、上記金属粉末２１よりも融点が高いものを使用することができる。これに制限されるものではないが、例えば、上記高融点金属酸化物粉末２２は、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５，またはＭｏＯ３であってもよく、これらの１種以上を混合して使用してもよい。
上記高融点金属酸化物粉末２２は上記金属粉末２１より小さい平均粒径を有してもよい。これに制限されるものではないが、例えば、上記高融点金属酸化物粉末２２は平均粒径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであってもよい。上記高融点金属酸化物粉末２２の上記金属粉末２１より平均粒径が小さいものを使用し、上記金属粉末２１の間に分布されることができる。
上記高融点金属酸化物粉末２２は金属粉末２１の焼結収縮開始温度を遅らせ、金属粉末２２の焼結収縮を抑制することができる。より具体的には、上記高融点金属酸化物粉末２２は金属粉末の焼結収縮時における金属粉末との接触を防止することで金属粉末の粒成長を抑制することができる。
本発明の一実施形態によると、上記高融点金属酸化物粉末２２の含量は上記金属粉末２１の１００重量部に対して２〜１２重量部であることができる。より具体的には、上記高融点金属酸化物粉末２２がＷＯ３またはＮｂ２Ｏ５を含む場合、上記高融点金属酸化物粉末２２の含量は上記金属粉末２１の１００重量部に対して３〜１０重量部であることができる。上記高融点金属酸化物粉末２２がＴａ２Ｏ５を含む場合、上記高融点金属酸化物粉末２２の含量は上記金属粉末２１の１００重量部に対して５〜１２重量部であることができる。上記高融点金属酸化物粉末２２がＭｏＯ３を含む場合、上記高融点金属酸化物粉末２２の含量は上記金属粉末２１の１００重量部に対して２〜７重量部であることができる。
上記高融点金属酸化物粉末２２の添加量が極めて少ない場合は、電極の連結性が低下する恐れがあり、上記高融点金属酸化物粉末２２の添加量が極めて多い場合は、内部電極層と誘電体層との界面に存在する金属酸化物の量が増え、静電容量を低下させる恐れがある。
本発明の一実施形態による内部電極用導電性ペースト組成物は、さらに分散剤、バインダー、溶剤等を含むことができる。
上記バインダーは、これに制限されるものではないが、ポリビニルブチラール、セルロース系樹脂等を使用することができる。上記ポリビニルブチラールは接着力が強いため、内部電極用導電性ペーストとセラミックグリーンシートの接着強度を向上させることができる。
上記セルロース系樹脂は、椅子型構造を有し、変形が生じた場合でも弾性による回復が速いという特性を有する。セルロース樹脂を含むことにより平坦な印刷面の確保が可能となる。
上記溶剤は、特に制限されないが、例えば、ブチルカルビトール、ケロシンまたはテルピネオール系溶剤を使用することができる。上記テルピネオール系溶剤の具体的な種類としては、これに制限されないが、ジヒドロテルピネオール（ｄｉｈｙｄｒｏ ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、ジヒドロテルピニルアセテート等を使用することができる。
一般的に、内部電極層用ペースト組成物は、セラミックグリーンシートに印刷され、積層等の過程を経た後、セラミックグリーンシートと同時に焼成されることができる。
また、内部電極層として卑金属を使用する場合、大気中で焼成を行うと、内部電極層が酸化されることができる。そのため、セラミックグリーンシートと内部電極層の同時焼成は還元性雰囲気で行われることができる。
積層セラミックコンデンサの誘電体層は約１１００℃以上の高温でセラミックグリーンシートを焼成することで形成されることができる。内部電極層としてＮｉ等の卑金属を使用する場合は、低温の４００℃から酸化が始まり焼結収縮が起こり、１０００℃以上で急激に焼成されることができる。内部電極層が急激に焼成されると、内部電極層の過焼成によって電極が凝集したり途切れ、内部電極層の連結性及び容量が低下する恐れがある。また、焼成後、クラックのような積層セラミックコンデンサの内部構造の欠陥が発生する恐れがある。
そのため、４００〜５００℃の比較的低温で焼結が始まる金属粉末の焼結開始温度を最大限に遅らせ、誘電体との収縮率の差を最小限に抑える必要がある。
図４ａ及び図４ｂは、本発明の一実施形態による内部電極層用導電性ペーストの焼結収縮挙動を概略的に示す模式図である。図４ａは、焼成工程の初期を示すもので、金属粉末２１の焼結収縮の開始前であり、図４ｂは、温度上昇により金属粉末２１の焼結収縮が進んでいる状態を概略的に示したものである。
図４ａ及び図４ｂにおいて、セラミック粉末１１は焼結過程を経て図２に示す誘電体層１１１を形成することができる。
図４ａ及び図４ｂを参照すると、焼成工程の初期段階で金属粉末２１が収縮し、高融点金属酸化物粉末２２が金属粉末から離脱してセラミック粉末１１側に移動するようになる。
一般的に、セラミック粉末１１が収縮する前に金属粉末が焼結されて内部電極層を形成し、セラミック粉末が収縮する過程において内部電極層が凝集し、内部電極の連結性が低下する恐れがある。
しかし、本発明の一実施形態に従い、焼成温度が金属粉末２１より高い微粒の高融点金属酸化物２２を金属粉末２１内に均一に分散させると、約１０００℃以上まで金属粉末２１の焼結が抑制されるようになる。約１０００℃まで金属粉末２１の焼結が最大限に抑制され、セラミック粉末１１の焼結が始まるようになる。
セラミック粉末１１の緻密化が進むと、内部電極層も緻密化が始まり、急速に焼結が行われる。このとき、昇温速度を調節すると、高融点金属酸化物粉末２２が金属粉末から離脱せず、図３に示したように、金属粉末２１の粒子境界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）にトラップされて金属粉末２１の粒成長を妨げることができる。これにより、内部電極の凝集現象が抑制され、内部電極の連結性を増加させることができる。
また、高融点金属酸化物粉末２２の一部は内部電極層の表面に押し出され、誘電体層１１１と内部電極層１２１との界面に少量分布することがある。しかし、その頻度が少ないため誘電特性を低下させないことができる。また、高融点金属酸化物が誘電体層１１１と内部電極層１２１との界面に存在するようになっても、電極連結性に優れているため、有効電極面積がかえって増加することがある。
また、還元雰囲気で焼成する場合、還元雰囲気を調節することによって、界面に存在する高融点金属酸化物粉末２２の一部は金属に還元され、一部還元された高融点金属酸化物層２２ａを形成することができる。上記高融点金属酸化物粉末２２の金属に還元された形態は、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、またはＭｏ等の金属であってもよい。上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、またはＭｏ等の金属を含んでもよい。
一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは上記金属の含量比によって導電体として作用でき、高融点金属酸化物粉末の含量を調節すると、積層セラミックコンデンサの容量の低下はほとんど起こらない。
近年、積層セラミックコンデンサの小型化及び軽量化により、内部電極層の薄層化も一層進んできている。薄層の内部電極層を形成するために、さらに微粒の金属粉末を使用できるが、このような場合、金属粉末の焼結収縮を制御しにくく、内部電極の連結性を確保することが困難である。しかし、本発明の一実施形態によると、上述したように、内部電極用導電性ペーストに高融点金属酸化物粉末を含むため、内部電極を形成する金属粉末の焼結収縮の抑制効果を得ることができる。また、上記高融点金属酸化物粉末は、内部電極層内にトラップされることで内部電極の連結性を向上させ、より薄層化された内部電極層を形成することができる。
以下、本発明の一実施例による積層セラミックコンデンサの製造方法を説明する。
本発明の一実施例に従い、複数のセラミックグリーンシートを準備することができる。上記セラミックグリーンシートはセラミック粉末、バインダー、溶剤等を混合してスラリーを製造し、上記スラリーをドクターブレード法を用いて数μｍの厚さを有するシート（ｓｈｅｅｔ）型に製作することができる。上記セラミックグリーンシートはその後焼結され、図２に示したように、一誘電体層１１１を形成することができる。
その次に、上記セラミックグリーンシート上に内部電極用導電性ペーストを塗布して内部電極パターンを形成することができる。上記内部電極パターンはスクリーン印刷法またはグラビア印刷法により形成されることができる。
上記内部電極用導電性ペースト組成物は、本発明の一実施形態によるものを使用することができ、具体的な成分及び含量は、上述した通りである。
その後、上記複数のセラミックグリーンシートを積層し、積層方向から加圧することで、積層されたセラミックグリーンシートと内部電極層ペーストを互いに圧着させることができる。このようにして、セラミックグリーンシートと内部電極層ペーストが交互に積層されたセラミック積層体を製造することができる。
その次に、セラミック積層体を１つのコンデンサに対応する領域毎に切断してチップ化することができる。このとき、内部電極パターンの一端が側面に交互に露出するように切断することができる。その後、チップ化した積層体を焼成してセラミック素体を製造することができる。上述したように、上記焼成工程は還元雰囲気で行われることができる。また、昇温速度を調節することで上記焼成工程を行うことができる。これに制限されないが、上記昇温速度は３０℃／６０ｓ〜５０℃／６０ｓであってもよい。
次いで、セラミック素体の側面を覆い、セラミック素体の側面に露出した内部電極層と電気的に接続されるように外部電極を形成することができる。その後、外部電極の表面にニッケル、錫などのメッキ処理を行うことができる。
上述したように、内部電極層１２１の粒子境界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）に高融点金属酸化物粉末２２がトラップされ、これによって、内部電極層の連結性が向上するようになる。
また、誘電体層１１１と内部電極層１２１との界面の一領域には、一部還元された高融点金属酸化物層２２ａが形成されることができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは高融点金属酸化物が金属に還元された形態を含むことができる。上記一部還元された高融点金属酸化物層２２ａは導電体として作用できるため、積層セラミックコンデンサの容量の低下はほとんど起こらない。
本発明の一実施例によって内部電極用導電性ペースト組成物を製造し、これを用いて積層セラミックコンデンサを製造した。上記導電性ペースト組成物は金属粉末としてニッケル粉末を用い、高融点金属酸化物の具体的な種類及びその含量は下記の表１のようにした。
［評価］
積層セラミックコンデンサの電極連結性は、内部電極層の一断面において内部電極の全長に対して空隙を除いた内部電極の長さの比を計算した値であり、下記の基準に評価し、下記の表１に示した。
◎：非常に良好（電極連結性が８５％以上）
○：良好（電極連結性が７５％以上〜８５％未満）
×：不良（電極連結性が７５％未満）
積層セラミックコンデンサの電極連結性は、内部電極層の一断面において内部電極の全長に対して空隙を除いた内部電極の長さの比を計算した値であり、下記の基準に評価し、下記の表１に示した。
◎：非常に良好（電極連結性が８５％以上）
○：良好（電極連結性が７５％以上〜８５％未満）
×：不良（電極連結性が７５％未満）
積層セラミックコンデンサの電気的特性として、目標とする容量、ＤＦとＢＤＶ、ＩＲ、加速寿命等の耐電圧特性が具現されるか否かを評価した。電気的特性は１００個のチップに対して測定し、基準に適合するチップの数によって下記の基準に評価し、下記の表１に示した。
◎：非常に良好（基準に適合するチップ数：８５個以上）
○：良好（基準に適合するチップ数：７５個以上〜８５個未満）
×：不良（基準に適合するチップ数：７５個未満）
◎：非常に良好（基準に適合するチップ数：８５個以上）
○：良好（基準に適合するチップ数：７５個以上〜８５個未満）
×：不良（基準に適合するチップ数：７５個未満）
上記表１を参照すると、高融点金属酸化物粉末の種類によって含量を調節したものであり、上記高融点金属酸化物粉末がＷＯ３またはＮｂ２Ｏ５の場合、その含量は、金属粉末１００重量部に対して３〜１０重量部であると、７５％以上の電極連結性が得られ、電気的特性に優れていることが確認できた。また、高融点金属酸化物粉末がＴａ２Ｏ５の場合、その含量は、金属粉末１００重量部に対して５〜１２重量部であると、７５％以上の電極連結性が得られ、電気的特性に優れていることが確認できた。上記高融点金属酸化物粉末がＭｏＯ３の場合、その含量は、上記金属粉末１００重量部に対して２〜７重量部であると、７５％以上の電極連結性が得られ、電気的特性に優れていることが確認できた。
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付の請求範囲によって限定しようとするものである。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で、当該技術分野の通常の知識を有する者によって多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属すると言える。
１１０：セラミック素体
１１１：誘電体層
１２１、１２２：内部電極層
１３１、１３２：外部電極
１１：セラミック粉末
２１：金属粉末
２２：高融点金属酸化物粉末
２２ａ：一部還元された高融点金属酸化物層
１１１：誘電体層
１２１、１２２：内部電極層
１３１、１３２：外部電極
１１：セラミック粉末
２１：金属粉末
２２：高融点金属酸化物粉末
２２ａ：一部還元された高融点金属酸化物層
Claims (16)
- 金属粉末と、
前記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末と、
を含む積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。 - 前記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＭｏＯ３からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３及びＮｂ２Ｏ５のうち１種以上を含み、前記高融点金属酸化物粉末の含量は、前記金属粉末１００重量部に対して３〜１０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記高融点金属酸化物粉末はＴａ２Ｏ５を含み、前記高融点金属酸化物粉末の含量は、前記金属粉末１００重量部に対して５〜１２重量部であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記高融点金属酸化物粉末はＭｏＯ３を含み、前記高融点金属酸化物粉末の含量は、前記金属粉末１００重量部に対して２〜７重量部であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記金属粉末は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの合金からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記金属粉末は、平均粒径が５０ｎｍ〜４００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- 前記高融点金属酸化物粉末は、平均粒径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の内部電極用導電性ペースト組成物。
- セラミック素体と、
前記セラミック素体の内部に形成される内部電極層と、を含み、
前記内部電極層の内部には、前記内部電極層を形成する金属粒子よりも融点が高い高融点金属酸化物粉末がトラップされた積層セラミック電子部品。 - 前記高融点金属酸化物粉末は、内部電極層を形成する金属粒子の界面にトラップされたことを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記内部電極層の一表面には、前記高融点金属酸化物粉末の一部が還元された高融点金属酸化物層が形成された請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記内部電極層は、金属粉末、及び前記金属粉末よりも平均粒径が小さく、融点が高い高融点金属酸化物粉末を含む導電性ペーストによって形成されることを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記内部電極層は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ及びこれらの合金からなる群から選択される１種以上の金属を含むことを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記高融点金属酸化物粉末は、平均粒径が１０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記高融点金属酸化物粉末は、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＭｏＯ３からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記セラミック素体及び前記内部電極層は、同時焼成によって形成されることを特徴とする請求項９に記載の積層セラミック電子部品。
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