JP2015029152A - Multilayer ceramic capacitor - Google Patents

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誠 杉浦
Makoto Sugiura
誠 杉浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer ceramic capacitor which has a sufficient reliability, and enables the suppression of delamination between an internal electrode and a dielectric layer.SOLUTION: A multilayer ceramic capacitor comprises: a ceramic elemental body 10 including dielectric layers 1 and internal electrodes 2 arranged between the dielectric layers; and external electrodes provided to electrically connect with the corresponding internal electrodes 2. The internal electrodes are each arranged between dielectric layers 1 in a wavy form as a crown-like portion 41 and a valley-like portion 42 are repeated in any of the case of viewing the ceramic elemental body from a first or second end face of the ceramic elemental body, and the case of viewing from first or second side face of the ceramic elemental body; the distance P between the crown-like portions is in a range of 100-150 μm. The distance between the internal electrodes adjacent to each other is 0.7-0.9 μm. The internal electrodes have a thickness of 0.6-0.8 μm. The number of layers of the internal electrodes is equal to or less than 400.

Description

本発明は、誘電体セラミックからなる誘電体層と、誘電体層を介して積層され、誘電体層間の複数の界面に位置する複数の内部電極とを有するセラミック素体に、内部電極と導通する外部電極を設けた構造を有する積層セラミックコンデンサに関する。   The present invention electrically connects an internal electrode to a ceramic body having a dielectric layer made of a dielectric ceramic and a plurality of internal electrodes stacked via the dielectric layer and positioned at a plurality of interfaces between the dielectric layers. The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor having a structure provided with an external electrode.

代表的なセラミック電子部品の一つに、例えば、特許文献1に開示されているような積層セラミックコンデンサがある。   One typical ceramic electronic component is, for example, a multilayer ceramic capacitor as disclosed in Patent Document 1.

この積層セラミックコンデンサは、図4に示すように、誘電体層であるセラミック層101を介して複数の内部電極102(102a,102b)が積層されたセラミック積層体(セラミック素体)110の一対の端面103(103a,103b)に、内部電極102(102a,102b)と導通するように一対の外部電極104(104a,104b)が配設された構造を有している。   As shown in FIG. 4, the multilayer ceramic capacitor includes a pair of ceramic laminates (ceramic bodies) 110 in which a plurality of internal electrodes 102 (102a, 102b) are laminated via a ceramic layer 101 which is a dielectric layer. The end surface 103 (103a, 103b) has a structure in which a pair of external electrodes 104 (104a, 104b) are disposed so as to be electrically connected to the internal electrode 102 (102a, 102b).

そして、この特許文献1の積層セラミックコンデンサの場合、誘電体と焼結温度が近い亜鉛を含む酸化物を導電成分とする導電ペースト(酸化物導電ペースト)を、内部電極形成用の導電ペーストとして用いることにより、被覆率の高い内部電極を有する積層セラミックコンデンサが得られるようにしている。   In the multilayer ceramic capacitor disclosed in Patent Document 1, a conductive paste (oxide conductive paste) containing an oxide containing zinc having a sintering temperature close to that of the dielectric is used as a conductive paste for forming an internal electrode. Thus, a multilayer ceramic capacitor having an internal electrode with a high coverage is obtained.

さらに、特許文献1においては、Al、Ga、Si、Snのいずれかを含む亜鉛を主成分とした導電性酸化物を用いることにより、導電ペーストにおいて重要な、導電性、焼結温度、焼結挙動などを制御することができるとされている。   Further, in Patent Document 1, by using a conductive oxide mainly composed of zinc containing any one of Al, Ga, Si, and Sn, conductivity, sintering temperature, sintering, which are important in a conductive paste, are used. It is said that the behavior can be controlled.

しかしながら、積層セラミックコンデンサの場合、内部電極と、誘電体層を構成する誘電体(セラミック)とでは、通常、構成材料や組成が大きく異なるため、両者の密着力が弱く、焼成した際の収縮率も異なる。   However, in the case of a multilayer ceramic capacitor, the internal electrode and the dielectric (ceramic) constituting the dielectric layer usually differ greatly in constituent material and composition, so the adhesion between the two is weak, and the shrinkage rate when fired Is also different.

したがって、例えば特許文献1の方法で、被覆率の高い内部電極を形成したとしても、焼成工程における内部電極と誘電体の間の収縮率の差により、内部電極と誘電体層の間に剥離が生じてしまい、高特性の積層セラミックコンデンサを得ることができないという問題点がある。   Therefore, for example, even if an internal electrode having a high coverage is formed by the method of Patent Document 1, separation between the internal electrode and the dielectric layer is caused by a difference in shrinkage rate between the internal electrode and the dielectric in the firing process. As a result, there is a problem that a multilayer ceramic capacitor having high characteristics cannot be obtained.

特開2013−12418号公報JP2013-12418A

本発明は、上記課題を解決するものであり、内部電極と誘電体層間の間の剥離を抑制することが可能で、十分な信頼性を備えた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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor that can suppress peeling between the internal electrode and the dielectric layer and has sufficient reliability.

上記課題を解決するために、本発明の積層セラミックコンデンサは、
誘電体セラミックからなる誘電体層と、前記誘電体層を介して積層され、前記誘電体層間の複数の界面に位置する複数の内部電極とを備えたセラミック素体であって、第1の主面および前記第1の主面と対向する第2の主面と、前記第1の主面に直交する第1の端面および前記第1の端面と対向する第2の端面と、前記第1の端面に直交する第1の側面および前記第1の側面と対向する第2の側面とを備える直方体形状を有し、前記第1の主面から前記第2の主面に向かう方向が前記誘電体層および前記内部電極の積層方向となり、かつ、前記複数の内部電極が交互に前記第1の端面および第2の端面に引き出されたセラミック素体と、
前記セラミック素体に、前記第1の端面および第2の端面に引き出された前記内部電極と導通するように配設された一対の外部電極と
を備えた積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極は、前記第1または第2の端面側からみた場合、および、前記第1または第2の側面側からみた場合のいずれの場合においても、山と谷が繰り返すような湾曲した状態で前記誘電体層間に配設されており、一の山と、前記一の山と隣り合う山との間隔が100〜150μmの範囲にあること
を特徴としている。
In order to solve the above problems, the multilayer ceramic capacitor of the present invention is
A ceramic body comprising a dielectric layer made of a dielectric ceramic, and a plurality of internal electrodes stacked via the dielectric layer and positioned at a plurality of interfaces between the dielectric layers, A second main surface opposite to the first main surface, a first end surface orthogonal to the first main surface, a second end surface opposite to the first end surface, and the first The dielectric has a rectangular parallelepiped shape including a first side surface orthogonal to an end surface and a second side surface facing the first side surface, and a direction from the first main surface toward the second main surface is the dielectric. A ceramic body in which the layers and the internal electrodes are stacked and the plurality of internal electrodes are alternately drawn to the first end face and the second end face;
A multilayer ceramic capacitor comprising a pair of external electrodes disposed on the ceramic body so as to be electrically connected to the internal electrodes drawn out to the first end surface and the second end surface;
The internal electrode is in a curved state in which peaks and valleys repeat in both cases when viewed from the first or second end surface side and when viewed from the first or second side surface side. It is disposed between the dielectric layers, and the distance between one mountain and the mountain adjacent to the one mountain is in the range of 100 to 150 μm.

本発明の積層セラミックコンデンサにおいては、隣り合う前記内部電極間の距離が0.7μm〜0.9μmの範囲にあることが好ましい。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, it is preferable that the distance between the adjacent internal electrodes is in the range of 0.7 μm to 0.9 μm.

本発明の積層セラミックコンデンサでは、内部電極間の距離、すなわち、内部電極間に介在する誘電体層の厚みが0.7μm〜0.9μmの範囲にあることが好ましいが、これは、誘電体層の厚みが0.7μmを下回ると、耐電圧特性が低下し、0.9μmを上回ると、必要とされる容量を得ることが困難になることによる。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the distance between the internal electrodes, that is, the thickness of the dielectric layer interposed between the internal electrodes is preferably in the range of 0.7 μm to 0.9 μm. When the thickness is less than 0.7 μm, the withstand voltage characteristic is lowered, and when it exceeds 0.9 μm, it is difficult to obtain a required capacity.

また、前記内部電極の厚みが0.6μm〜0.8μmの範囲にあることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness of the said internal electrode exists in the range of 0.6 micrometer-0.8 micrometer.

内部電極の厚みが0.6μmを下回ると、上述のような山と谷が繰り返すような湾曲した形状とすることに起因する内部電極の破損が生じるおそれがあり、0.9μmを上回ると山と谷が繰り返すような湾曲した形状を与えることが困難になるため、内部電極の厚みは、0.6μm〜0.8μmの範囲とすることが好ましい。   If the thickness of the internal electrode is less than 0.6 μm, the internal electrode may be damaged due to the curved shape such that the peaks and valleys repeat as described above. Since it becomes difficult to give a curved shape such that the valley repeats, the thickness of the internal electrode is preferably in the range of 0.6 μm to 0.8 μm.

また、前記内部電極の層数が400層以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the number of layers of the internal electrode is 400 or less.

内部電極の層数が400層を超えるような多層化が進んだ積層セラミックコンデンサの場合、通常は誘電体層が薄く設計されることになり、内部電極に山と谷が繰り返すような湾曲した形状を与えると、耐電圧の低下を招くおそれが大きくなる。したがって、本発明は、内部電極の層数が400層以下のものに適用することが望ましい。   In the case of a multilayer ceramic capacitor that has been multilayered so that the number of internal electrode layers exceeds 400, the dielectric layer is usually designed to be thin, and the internal electrode is curved so that peaks and valleys repeat. If this is given, the risk of lowering the withstand voltage increases. Therefore, it is desirable to apply the present invention to an internal electrode having 400 layers or less.

本発明の積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極が、第1または第2の端面側からみた場合、および、第1または第2の側面側からみた場合のいずれの場合においても、山と谷が繰り返すような湾曲した状態で誘電体層間に配設されており、かつ、一の山と隣り合う山との間隔が100〜150μmとなるように構成されているので、内部電極の山と、隣り合う誘電体層の谷が接合し、内部電極の谷と、隣り合う誘電体層の山が接合して、内部電極と誘電体層がしっかりと係合するため、内部電極と誘電体層との間における層間剥離の発生を抑制、防止して、信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供することが可能になる。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, peaks and valleys are repeated both when the internal electrode is viewed from the first or second end surface side and when viewed from the first or second side surface side. Since it is arranged between the dielectric layers in such a curved state and the interval between one mountain and the adjacent mountain is 100 to 150 μm, it is adjacent to the internal electrode mountain. Since the valleys of the dielectric layers are joined, the valleys of the internal electrodes and the peaks of the adjacent dielectric layers are joined, and the internal electrodes and the dielectric layers are firmly engaged. It is possible to provide a highly reliable multilayer ceramic capacitor by suppressing and preventing the occurrence of delamination.

なお、本発明の積層セラミックコンデンサにおいて、一の山と隣り合う山との間隔を100〜150μmの範囲としているのは、一の山と隣り合う山との間隔が100μmを下回ると耐電圧が低下し、150μmを上回ると内部電極と誘電体層との間における層間剥離を抑制する効果が低下することによる。   In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the interval between one mountain and the adjacent mountain is in the range of 100 to 150 μm because the withstand voltage decreases when the distance between one mountain and the adjacent mountain is less than 100 μm. When the thickness exceeds 150 μm, the effect of suppressing delamination between the internal electrode and the dielectric layer is reduced.

本発明の一実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す正面断面図である。It is a front sectional view showing the composition of the multilayer ceramic capacitor concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの外観構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an external configuration of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す図であって、要部を拡大して示す断面図である。It is a figure showing composition of a multilayer ceramic capacitor concerning one embodiment of the present invention, and is a sectional view expanding and showing an important section. 従来の積層セラミックコンデンサの構成を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the structure of the conventional multilayer ceramic capacitor.

以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。   Embodiments of the present invention will be described below to describe the features of the present invention in more detail.

図1は、本発明の一実施形態(実施形態1)にかかる積層セラミックコンデンサ50の構成を示す正面断面図、図2は積層セラミックコンデンサ50の外観構成を示す斜視図である。   FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration of a multilayer ceramic capacitor 50 according to one embodiment (Embodiment 1) of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an external configuration of the multilayer ceramic capacitor 50.

この積層セラミックコンデンサ50は、図1および2に示すように、誘電体セラミックからなる誘電体層1と、誘電体層1間の複数の界面に配設された複数の内部電極2(2a,2b)とを備えたセラミック素体10と、セラミック素体10の外表面に、内部電極2(2a,2b)と導通するように配設された一対の外部電極5(5a,5b)を備えている。
また、内部電極2(2a,2b)と、後述するセラミック素体10の第1の主面11aおよび第2の主面11bとの間には、補助電極6(6a,6b)が配設されている。補助電極6(6a,6b)は、隣り合う内部電極2(2a,2b)と同電位の外部電極と導通している。ただし外部電極と導通していなくてもよい。
また、補助電極6(6a,6b)は、第1の主面11a側のみに設けられていてもよく、第2の主面11b側のみに設けられていてもよい。
さらに、補助電極6(6a,6b)はそれぞれ複数備えていてもよい。
また、補助電極6(6a,6b)を備えていない構成とすることも可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the multilayer ceramic capacitor 50 includes a dielectric layer 1 made of a dielectric ceramic and a plurality of internal electrodes 2 (2a, 2b) disposed at a plurality of interfaces between the dielectric layers 1. And a pair of external electrodes 5 (5a, 5b) disposed on the outer surface of the ceramic body 10 so as to be electrically connected to the internal electrodes 2 (2a, 2b). Yes.
An auxiliary electrode 6 (6a, 6b) is disposed between the internal electrode 2 (2a, 2b) and a first main surface 11a and a second main surface 11b of the ceramic body 10, which will be described later. ing. The auxiliary electrode 6 (6a, 6b) is electrically connected to an external electrode having the same potential as the adjacent internal electrode 2 (2a, 2b). However, it may not be electrically connected to the external electrode.
The auxiliary electrode 6 (6a, 6b) may be provided only on the first main surface 11a side, or may be provided only on the second main surface 11b side.
Further, a plurality of auxiliary electrodes 6 (6a, 6b) may be provided.
It is also possible to adopt a configuration in which the auxiliary electrode 6 (6a, 6b) is not provided.

セラミック素体10を構成する誘電体層1は、BaTiO3系のセラミック誘電体から形成されている。なお、BaTiO3のTi100モル部に対して、Dyが1.0モル部、Mgが1.3モル部となるように添加し、さらにMnを添加している。
なお、誘電体層1は、BaTiO3系のセラミック誘電体に限らず、CaZrO3系などの他のセラミック誘電体から形成されていてもよい。
また、内部電極2は、NiもしくはCuなどの卑金属を主成分とする金属層である。
The dielectric layer 1 constituting the ceramic body 10 is formed of a BaTiO 3 based ceramic dielectric. Incidentally, with respect Ti100 moles of BaTiO 3, Dy 1.0 mol part, Mg is added to a 1.3 molar parts, and further added Mn.
The dielectric layer 1 is not limited to a BaTiO 3 -based ceramic dielectric but may be formed of other ceramic dielectrics such as a CaZrO 3 -based material.
The internal electrode 2 is a metal layer mainly composed of a base metal such as Ni or Cu.

セラミック素体10は、直方体形状を有しており、第1の主面11aおよび第1の主面11aと対向する第2の主面11bと、第1の主面11aに直交する第1の端面21aおよび第1の端面21aと対向する第2の端面21bと、第1の端面21aに直交する第1の側面31aおよび第1の側面31aと対向する第2の側面31bとを備えている。   The ceramic body 10 has a rectangular parallelepiped shape, and includes a first main surface 11a, a second main surface 11b facing the first main surface 11a, and a first main surface 11a orthogonal to the first main surface 11a. An end surface 21a, a second end surface 21b facing the first end surface 21a, a first side surface 31a orthogonal to the first end surface 21a, and a second side surface 31b facing the first side surface 31a are provided. .

なお、第1の主面11aと第2の主面11bを結ぶ方向を高さ方向とした場合に、この高さ方向が誘電体層1および内部電極2(2a,2b)の積層方向となる。   When the direction connecting the first main surface 11a and the second main surface 11b is the height direction, the height direction is the stacking direction of the dielectric layer 1 and the internal electrodes 2 (2a, 2b). .

第1の端面21aと第2の端面21bには、複数の内部電極2(2a,2b)が交互に引き出されており、第1の端面21aには内部電極2aが引き出され、第2の端面21bには内部電極2bが引き出されている。   A plurality of internal electrodes 2 (2a, 2b) are alternately drawn out on the first end face 21a and the second end face 21b, the internal electrode 2a is drawn out on the first end face 21a, and the second end face The internal electrode 2b is drawn out to 21b.

また、この実施形態にかかる積層セラミックコンデンサ50において、外部電極5(5a,5b)は、焼結金属層12(12a,12b)と、めっき層32(32a,32b)とを備えた構造とされている。   In the multilayer ceramic capacitor 50 according to this embodiment, the external electrode 5 (5a, 5b) has a structure including the sintered metal layer 12 (12a, 12b) and the plating layer 32 (32a, 32b). ing.

焼結金属層12(12a,12b)は,Cu粉末やNi粉末を導電成分とする導電ペーストをセラミック素体10に塗布して焼き付けることにより形成される焼き付け電極(厚膜電極)である。なお、焼結金属層12(12a,12b)の構成材料は、上述のCuやNiに限られるものではなく、さらに他の金属材料を用いることも可能である。   The sintered metal layer 12 (12a, 12b) is a baked electrode (thick film electrode) formed by applying and baking a conductive paste containing Cu powder or Ni powder as a conductive component on the ceramic body 10. The constituent material of the sintered metal layer 12 (12a, 12b) is not limited to the above-described Cu or Ni, and other metal materials can also be used.

そして、焼結金属層12(12a,12b)は、セラミック素体10の第1の端面21aおよび第2の端面21bから、セラミック素体10の第1および第2の主面11a,11b、および第1および第2の側面31a,31bに回り込むように形成されている。
なお、焼結金属層12の厚みは、通常、0.5μm〜10μmの範囲にあることが望ましい。
ただし、焼結金属層12の厚みは上述の範囲に限られるものではなく、他の厚みとすることも可能である。
The sintered metal layer 12 (12a, 12b) is formed from the first end surface 21a and the second end surface 21b of the ceramic body 10 and the first and second main surfaces 11a, 11b of the ceramic body 10 and It is formed so as to go around the first and second side surfaces 31a and 31b.
The thickness of the sintered metal layer 12 is usually desirably in the range of 0.5 μm to 10 μm.
However, the thickness of the sintered metal layer 12 is not limited to the above range, and may be other thicknesses.

めっき層32(32a,32b)は、焼結金属層12(12a,12b)の全体を覆うように形成されている。   The plating layer 32 (32a, 32b) is formed so as to cover the entire sintered metal layer 12 (12a, 12b).

また、この実施形態では、めっき層32(32a,32b)は、焼結金属層12(12a,12b)上に形成されたNiめっき層33(33a,33b)と、Niめっき層33(33a,33b)上に形成されたSnめっき層34(34a,34b)を備えた2層構造のめっき層とされている。   In this embodiment, the plating layer 32 (32a, 32b) includes the Ni plating layer 33 (33a, 33b) formed on the sintered metal layer 12 (12a, 12b) and the Ni plating layer 33 (33a, 33b). 33b) a plating layer having a two-layer structure including the Sn plating layer 34 (34a, 34b) formed thereon.

また、この積層セラミックコンデンサ50において、上述の補助電極6(6a,6b)と、その外側のセラミック層(すなわち、第1の主面11aおよび第2の主面11b側のセラミック層)との境界には、MgとMnを含有した境界層が69%以上に設けられている。また、補助電極6(6a,6b)は、その連続性が60%以上である。さらに、連続性が途切れている領域である欠損部の39%以上にSiを含む偏析物が存在している。なお、境界層中におけるMg含有量に対するMn含有量のモル比Mn/Mgは特に限定されるものではないが、Mn/Mg=0.005〜0.7の範囲にあることが、特に好ましい。   In the multilayer ceramic capacitor 50, the boundary between the auxiliary electrode 6 (6a, 6b) and the outer ceramic layer (that is, the ceramic layer on the first main surface 11a and the second main surface 11b side). Is provided with 69% or more of a boundary layer containing Mg and Mn. The auxiliary electrode 6 (6a, 6b) has a continuity of 60% or more. Furthermore, segregated materials containing Si are present in 39% or more of the defect portions, which are regions where continuity is interrupted. The molar ratio Mn / Mg of the Mn content to the Mg content in the boundary layer is not particularly limited, but is particularly preferably in the range of Mn / Mg = 0.005 to 0.7.

この補助電極6(6a,6b)の境界層の存在は以下のようにして確認した。まず、積層セラミックコンデンサを、長さ方向と厚み方向により規定される面が露出するような態様で、研磨機により研磨した。このとき、積層セラミックコンデンサの幅方向の1/2程度の深さまで研磨を行った後、研磨による内部電極のダレを除去した。   The presence of the boundary layer of the auxiliary electrode 6 (6a, 6b) was confirmed as follows. First, the multilayer ceramic capacitor was polished by a polishing machine in such a manner that the surface defined by the length direction and the thickness direction was exposed. At this time, after polishing to a depth of about ½ in the width direction of the multilayer ceramic capacitor, sagging of the internal electrode due to the polishing was removed.

それから、上述のようにして研磨した研磨端面において、積層セラミックコンデンサの長さ方向の中央部の位置において、内部電極2とほぼ直交する直線を引く(想定する)。そして、補助電極6(6a,6b)の境界部分と上記直線とが直交する領域(境界層)を電子顕微鏡を用いて倍率1万倍で観察した。そして、この実施形態では、観察視野の幅を10μmとし、FE−WDXにて観察を行うことにより、補助電極6(6a,6b)の境界層の存在を確認した。   Then, on the polished end face polished as described above, a straight line substantially perpendicular to the internal electrode 2 is drawn (assumed) at the central position in the length direction of the multilayer ceramic capacitor. And the area | region (boundary layer) where the boundary part of the auxiliary electrode 6 (6a, 6b) and the said straight line orthogonally crossed was observed by magnification 10,000 times using the electron microscope. And in this embodiment, the presence of the boundary layer of the auxiliary electrode 6 (6a, 6b) was confirmed by setting the width of the observation visual field to 10 μm and performing observation with FE-WDX.

また、内部電極2(2a,2b)の厚みは以下のようにして求めた。
まず、上記研磨端面を厚み方向に3等分に分割し、上部領域、中間領域、下部領域の3つの領域に分割した。
The thickness of the internal electrode 2 (2a, 2b) was determined as follows.
First, the polishing end face was divided into three equal parts in the thickness direction, and was divided into three regions: an upper region, an intermediate region, and a lower region.

そして、各領域において、最外の内部電極2を除いて、上記の直線と直交する位置の内部電極2の厚みを、それぞれ無作為に5層ずつ測定して、その平均値を求めた。なお、内部電極の厚みは、走査型電子顕微鏡を用いて測定した。ただし、内部電極が欠落しているなどの理由で測定できない部分は測定対象から除いた。   And in each area | region, except the outermost internal electrode 2, the thickness of the internal electrode 2 of the position orthogonal to said straight line was measured at random 5 layers each, and the average value was calculated | required. The thickness of the internal electrode was measured using a scanning electron microscope. However, parts that could not be measured due to a lack of internal electrodes were excluded from the measurement target.

また、誘電体層1の厚みは、上記の上部領域、中間領域、下部領域の3つの領域において、上記の直線と直交する位置の誘電体層1の厚みをそれぞれ無作為に5層ずつ測定して、その平均値を求めた。なお、誘電体層の厚みは、走査型電子顕微鏡を用いて測定した。   In addition, the thickness of the dielectric layer 1 is measured by randomly measuring five layers of the dielectric layer 1 at positions orthogonal to the straight line in each of the three regions, the upper region, the middle region, and the lower region. The average value was obtained. The thickness of the dielectric layer was measured using a scanning electron microscope.

ただし、積層方向の最も外側に位置する最外層の内部電極2の外側に位置する最外誘電体層、および、内部電極が欠損していることにより2層以上の誘電体層が繋がって観察されるなどの理由により測定できない部分は測定対象から除いた。   However, the outermost dielectric layer positioned outside the outermost internal electrode 2 located on the outermost side in the stacking direction, and two or more dielectric layers connected to each other due to the lack of the internal electrode are observed. Parts that could not be measured due to reasons such as

また、補助電極6(6a,6b)の境界部分と上記の直線とが直交する箇所の領域(境界層)を電子顕微鏡を用いて倍率1万倍で観察した。この実施形態では、観察視野の幅を10μmとし、FE−WDXにて観察を行った。   Moreover, the area | region (boundary layer) of the location where the boundary part of auxiliary electrode 6 (6a, 6b) and said straight line orthogonally crossed was observed by magnification 10,000 times using the electron microscope. In this embodiment, the width of the observation visual field was 10 μm, and observation was performed with FE-WDX.

そして、この実施形態の積層セラミックコンデンサにおいては、図3に模式的に示すように、内部電極2は、第1または第2の端面21a,21b(図2)側からみた場合、および、第1または第2の側面31a,31b(図2)側からみた場合のいずれの場合においても、山41と谷42が繰り返すような湾曲した状態で誘電体層1間に配設されている。   In the multilayer ceramic capacitor of this embodiment, as schematically shown in FIG. 3, the internal electrode 2 is viewed from the first or second end face 21a, 21b (FIG. 2) side, and the first Alternatively, in any case when viewed from the second side surfaces 31a and 31b (FIG. 2), the crest 41 and the trough 42 are disposed between the dielectric layers 1 in a curved state such that the crest 41 and the trough 42 are repeated.

そして、内部電極2の一の山41(41a)と、この一の山41(41a)と隣り合う山41(41b)との間隔Pは、100〜150μmの範囲となるように構成されている。   The interval P between one peak 41 (41a) of the internal electrode 2 and the adjacent peak 41 (41b) is configured to be in the range of 100 to 150 μm. .

また、内部電極2における、山41の頂きから谷42の底部までの距離Hは、 1〜10μmとなるように構成されている。   Further, the distance H from the top of the peak 41 to the bottom of the valley 42 in the internal electrode 2 is configured to be 1 to 10 μm.

この実施形態においては、誘電体層を介して互いに隣り合う内部電極2間の距離は、0.7μm〜0.9μmの範囲となるように構成されている。   In this embodiment, the distance between the internal electrodes 2 adjacent to each other through the dielectric layer is configured to be in the range of 0.7 μm to 0.9 μm.

また、内部電極の厚みは、0.6μm〜0.8μmの範囲となるように構成されている。   Further, the thickness of the internal electrode is configured to be in the range of 0.6 μm to 0.8 μm.

さらに、この実施形態の積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極2の層数が400層以下となるように構成されている。   Furthermore, the multilayer ceramic capacitor of this embodiment is configured such that the number of layers of the internal electrode 2 is 400 or less.

なお、本発明における内部電極の態様、すなわち、第1または第2の端面21a,21b側からみた場合、および、第1または第2の側面31a,31b(図2)側からみた場合のいずれの場合においても、山41と谷42が繰り返すような湾曲した状態で誘電体層1間に配設されている態様は、例えば、積層セラミックコンデンサの厚み方向と幅方向で規定される面を、積層セラミックコンデンサの長さ方向の中央部まで研磨し、SEMにより観察することで確認することができる。   In addition, the aspect of the internal electrode in the present invention, that is, when viewed from the first or second end face 21a, 21b side, and when viewed from the first or second side face 31a, 31b (FIG. 2) side Even in the case, a mode in which the crest 41 and the trough 42 are arranged in a curved state such that the crests 41 and the troughs 42 are repeated is, for example, that the surface defined by the thickness direction and the width direction of the multilayer ceramic capacitor is laminated. It can confirm by grind | polishing to the center part of the length direction of a ceramic capacitor, and observing by SEM.

さらに、厚み方向と長さ方向で規定される面を、積層セラミックコンデンサの幅方向の中央部まで研磨し、SEMにより観察することで確認することができる。複数の山のうち、各々の山と山の間隔は一定であることが望ましいが、必ずしも一定でなくてもよい。ただし、少なくとも2つの山の間隔が、100〜150μmの範囲となるように構成されていることが好ましい。また、必ずしも全ての内部電極で湾曲した状態である必要はなく、内部電極の中央部に比較的多く、山が存在していてもよい。   Further, the surface defined by the thickness direction and the length direction can be confirmed by polishing to the center in the width direction of the multilayer ceramic capacitor and observing with a SEM. Of the plurality of mountains, the distance between each mountain is preferably constant, but it is not necessarily constant. However, it is preferable that the distance between at least two peaks is in the range of 100 to 150 μm. In addition, it is not always necessary that all the internal electrodes are in a curved state, and there may be relatively many peaks in the central portion of the internal electrodes.

このような構成とすることにより、内部電極2の山41と、隣り合う誘電体層1の谷42が接合し、内部電極2の谷42と、隣り合う誘電体層1の山41が接合して、内部電極2と誘電体層1が確実に係合する。その結果、内部電極2と誘電体層1との間における層間剥離の発生を抑制、防止することが可能になり、信頼性の高い積層セラミックコンデンサ50を得ることができる。   With this configuration, the crest 41 of the internal electrode 2 and the valley 42 of the adjacent dielectric layer 1 are joined, and the trough 42 of the internal electrode 2 and the crest 41 of the adjacent dielectric layer 1 are joined. Thus, the internal electrode 2 and the dielectric layer 1 are reliably engaged. As a result, it is possible to suppress or prevent the occurrence of delamination between the internal electrode 2 and the dielectric layer 1, and to obtain a highly reliable multilayer ceramic capacitor 50.

なお、この実施形態では、積層セラミックコンデンサ50として、
(a)外部電極を含めた寸法が、長さ(L):1.0mm、幅(W):0.5mm、高さ(T):0.5mmの積層セラミックコンデンサと、
(b)外部電極を含めた寸法が、長さ(L):0.6mm、幅(W):0.3mm、高さ(T):0.3mmの積層セラミックコンデンサと、
(c)外部電極を含めた寸法が、長さ(L):0.4mm、幅(W):0.2mm、高さ(T):0.2mmの積層セラミックコンデンサと
を作製した。
In this embodiment, as the multilayer ceramic capacitor 50,
(A) Multi-layer ceramic capacitor having dimensions including an external electrode: length (L): 1.0 mm, width (W): 0.5 mm, height (T): 0.5 mm;
(B) Multi-layer ceramic capacitors having dimensions including the external electrode, the length (L): 0.6 mm, the width (W): 0.3 mm, and the height (T): 0.3 mm;
(C) A monolithic ceramic capacitor having dimensions including the external electrode of length (L): 0.4 mm, width (W): 0.2 mm, and height (T): 0.2 mm was produced.

ただし、本発明は上述のような寸法の積層セラミックコンデンサに限られるものではなく、異なる寸法の積層セラミックコンデンサにも適用することが可能である。   However, the present invention is not limited to the monolithic ceramic capacitor having the dimensions as described above, and can be applied to monolithic ceramic capacitors having different dimensions.

次に、この積層セラミックコンデンサ50の製造方法について説明する。
まず、BaTiO3もしくはCaZrO3を主成分とする誘電体セラミック粉末にバインダーと溶剤を配合して分散させたセラミック原料スラリーを、PETフィルムなどの樹脂フィルム上に薄く伸ばしてシート状に成形することにより、セラミックグリーンシートを作製する。
Next, a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor 50 will be described.
First, a ceramic raw material slurry in which a binder and a solvent are mixed and dispersed in a dielectric ceramic powder mainly composed of BaTiO 3 or CaZrO 3 is thinly stretched on a resin film such as a PET film and formed into a sheet shape. A ceramic green sheet is prepared.

それから、セラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷、グラビア印刷などの方法を用いて、導電ペーストを印刷し、内部電極パターンを形成する。   Then, a conductive paste is printed on the ceramic green sheet using a method such as screen printing or gravure printing to form an internal electrode pattern.

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と、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシート(外層用セラミックグリーンシート)を、所定の順序で、所定枚数積み重ねる。   Next, a predetermined number of ceramic green sheets on which internal electrode patterns are formed and ceramic green sheets on which internal electrode patterns are not formed (ceramic green sheets for outer layers) are stacked in a predetermined order.

図3に示すように、内部電極2が、第1または第2の端面21a,21b側からみた場合、および、第1または第2の側面31a,31b(図2)側からみた場合のいずれの場合においても、山41と谷42が繰り返すような湾曲した構造を実現するにあたっては、例えば、セラミックグリーンシートを積層する工程で、セラミックグリーンシートを吸引保持する吸引ヘッドとして、吸着面に山と谷が繰り返すような湾曲した形状を有する吸引ヘッドを用い、セラミックグリーンシートを順次に吸引ヘッドで吸引保持して積層する方法などを適用することが可能である。   As shown in FIG. 3, when the internal electrode 2 is viewed from the first or second end face 21a, 21b side, or from the first or second side face 31a, 31b (FIG. 2) side, Even in the case, in order to realize a curved structure in which the peaks 41 and the valleys 42 repeat, for example, in the step of laminating the ceramic green sheets, as a suction head for sucking and holding the ceramic green sheets, peaks and valleys are formed on the suction surface. It is possible to apply a method of using a suction head having a curved shape that repeats the above and laminating the ceramic green sheets by sequentially holding the ceramic green sheets with the suction head.

ただし、内部電極2に上述のような山41と谷42が繰り返すような湾曲した構造を持たせるための方法は、上記の方法に限られるものではない。   However, the method for providing the internal electrode 2 with a curved structure in which the peaks 41 and the valleys 42 are repeated is not limited to the method described above.

そして、得られた積層ブロックを、プレスして、各セラミックグリーンシートを圧着する。積層ブロックをプレスするにあたっては、例えば、圧着ブロックを樹脂フィルムで挟み、静水圧プレスなどの方法によりプレスを行う。   And the obtained laminated block is pressed and each ceramic green sheet is crimped | bonded. In pressing the laminated block, for example, the pressure-bonding block is sandwiched between resin films and pressed by a method such as isostatic pressing.

その後、プレスされた積層圧着体を、押切り、切削などの方法を用いて、直方体形状のチップ(個片)に分割し、バレル研磨を行う。   Thereafter, the pressed laminated pressure-bonded body is divided into rectangular parallelepiped-shaped chips (pieces) using a method such as pressing and cutting, and barrel polishing is performed.

バレル研磨を行ったチップ(焼成後にセラミック素体10(図1)となる個片)を、所定の温度に加熱してバインダーを除去した後、例えば、900〜1000℃で本焼成を行い、直方体形状のセラミック素体を得る。   The barrel-polished chip (the piece that becomes the ceramic body 10 (FIG. 1) after firing) is heated to a predetermined temperature to remove the binder, and then fired at, for example, 900 to 1000 ° C. to obtain a rectangular parallelepiped. A shaped ceramic body is obtained.

それから、このセラミック素体の他方端面側を保持し、Cu粉末やNi粉末を導電成分とする導電ペーストを定盤上に塗布することにより形成した導電ペースト層に、セラミック素体の一方端面を浸漬することで、セラミック素体の一方端面に、導電ペーストを塗布し、乾燥する。   Then, the other end face side of the ceramic body is held, and one end face of the ceramic body is immersed in a conductive paste layer formed by applying a conductive paste containing Cu powder or Ni powder on the surface plate. Thus, the conductive paste is applied to one end surface of the ceramic body and dried.

次に、セラミック素体の他方端面についても、同様の方法で、導電ペーストを塗布し、乾燥する。   Next, a conductive paste is applied and dried on the other end face of the ceramic body in the same manner.

それから、上述のようにして付与したセラミック素体の一方端部および他方端部の導電ペーストを焼き付けることにより、焼結金属層を形成する。   Then, a sintered metal layer is formed by baking the conductive paste at one end and the other end of the ceramic body applied as described above.

その後、焼結金属層上に、NiめっきおよびSnめっきの順でめっきを行い、Niめっき層およびSnめっき層を形成する。
これにより、図1〜3に示すような構造を備えた本発明の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサ50が得られる。
Thereafter, Ni plating and Sn plating are performed in this order on the sintered metal layer to form a Ni plating layer and a Sn plating layer.
Thereby, the multilayer ceramic capacitor 50 according to the embodiment of the present invention having the structure as shown in FIGS.

<試験>
本発明の効果を確認するため、外部電極を含めた寸法が、長さ(L):0.6mm、幅(W):0.3mm、高さ(T):0.3mmの積層セラミックコンデンサであって、内部電極が上述のような山と谷を備えた湾曲した構造を有し、かつ、山と山の間隔P(図3)を50μm〜200μmの範囲で異ならせた、試料番号1〜6の積層セラミックコンデンサ(試料)を作製した。
なお、内部電極における山41の頂きから谷42の底部までの距離H(図3)は、1〜10μmとなるようにした。
<Test>
In order to confirm the effect of the present invention, the dimensions including the external electrode are a multilayer ceramic capacitor having a length (L): 0.6 mm, a width (W): 0.3 mm, and a height (T): 0.3 mm. The internal electrode has a curved structure with peaks and valleys as described above, and the intervals P (FIG. 3) between the peaks and the peaks are different in the range of 50 μm to 200 μm. 6 multilayer ceramic capacitors (samples) were produced.
In addition, the distance H (FIG. 3) from the top of the peak 41 to the bottom of the valley 42 in the internal electrode was set to 1 to 10 μm.

山と山の間隔P(図3)は、例えば、積層セラミックコンデンサの厚み方向と幅方向で規定される面を、積層セラミックコンデンサの長さ方向の中央部まで研磨し、SEMにより観察する方法により調べた。   The pitch P between the peaks (FIG. 3) is determined by, for example, polishing the surface defined by the thickness direction and the width direction of the multilayer ceramic capacitor up to the center in the length direction of the multilayer ceramic capacitor and observing with a SEM. Examined.

また、比較試料として、山と谷を設けていない内部電極を備えた積層セラミックコンデンサを作製した。   In addition, as a comparative sample, a multilayer ceramic capacitor having an internal electrode not provided with peaks and valleys was produced.

そして、上述のようにして作製した各試料について、容量増加率、耐電圧の低下割合、および内部電極の剥離強度を調べた。なお、各試料について試料数はいずれも20個とした。   And about each sample produced as mentioned above, the capacity | capacitance increase rate, the withstand voltage fall rate, and the peeling strength of the internal electrode were investigated. In addition, the number of samples was 20 for each sample.

(a)容量増加率
試料番号1〜6の試料(積層セラミックコンデンサ)と、山と谷を設けていない内部電極を備えた積層セラミックコンデンサ(比較試料)において取得される容量の大きさを調べ、試料番号1〜6の試料において取得される容量の大きさAの、比較試料において取得される容量の大きさBに対する割合(容量増加率)(%)((A/B)×100)を求めた。
なお、各試料の容量は、容量測定機で求めた。
(A) Capacity increase rate Investigate the size of the capacity acquired in the samples (multilayer ceramic capacitors) of sample numbers 1 to 6 and the multilayer ceramic capacitor (comparative sample) provided with internal electrodes not provided with peaks and valleys, The ratio (volume increase rate) (%) ((A / B) × 100) of the volume size A acquired in the samples of sample numbers 1 to 6 to the volume size B acquired in the comparative sample is obtained. It was.
In addition, the capacity | capacitance of each sample was calculated | required with the capacity | capacitance measuring device.

(b)耐電圧の低下割合(試料番号1〜6の試料の耐電圧値の、比較試料の耐電圧値に対する割合)
試料番号1〜6の試料と、山と谷を設けていない内部電極を備えた積層セラミックコンデンサ(比較試料)の耐電圧値を求め、試料番号1〜6の試料の耐電圧値Aの、比較試料の耐電圧値Dに対する割合(耐電圧の低下割合)(%)((C/D)×100)を求めた。
なお、各試料の耐電圧値は、電圧を変化させて印加し、絶縁抵抗値が規定より落ちた際の電圧を耐電圧として求めた。
(B) Decrease rate of withstand voltage (ratio of withstand voltage value of samples Nos. 1 to 6 to withstand voltage value of comparative sample)
The withstand voltage values of the samples Nos. 1 to 6 and the multilayer ceramic capacitor (comparative sample) provided with the internal electrodes without the peaks and valleys were obtained, and the withstand voltage values A of the Nos. 1 to 6 samples were compared. The ratio of the sample to the withstand voltage value D (decrease ratio of withstand voltage) (%) ((C / D) × 100) was determined.
In addition, the withstand voltage value of each sample was obtained by changing the voltage and applying the voltage when the insulation resistance value fell below the specified value as the withstand voltage.

(c)各試料の内部電極の剥離強度
表面切削試験により、各試料の内部電極の剥離強度を求めた。
その結果を、表1に示す。
(C) Peel strength of internal electrode of each sample The peel strength of the internal electrode of each sample was determined by a surface cutting test.
The results are shown in Table 1.

Figure 2015029152
Figure 2015029152

表1において試料番号に*を付した試料番号1,2および6の試料は、山と山の間隔が本発明の範囲内にはない試料であり、他の試料(試料番号3,4および5の試料)は本発明の要件を備えた試料である。   Sample numbers 1, 2 and 6 with a sample number marked with * in Table 1 are samples in which the interval between the peaks is not within the scope of the present invention, and other samples (sample numbers 3, 4 and 5). Sample) is a sample having the requirements of the present invention.

山と山の間隔が100μm未満の試料番号1,2の試料の場合、耐電圧の低下の割合が大きく、必要とする耐電圧性能を満足することができないことが確認された。   In the case of samples Nos. 1 and 2 where the distance between the peaks is less than 100 μm, it was confirmed that the withstand voltage reduction rate was large and the required withstand voltage performance could not be satisfied.

また、山と山の間隔を200μmとした試料番号6の試料の場合、内部電酷の剥離強度が低下し、好ましくないことが確認された。   Further, in the case of the sample No. 6 in which the distance between the peaks was 200 μm, it was confirmed that the peel strength of the internal electrical strength was lowered, which was not preferable.

これに対し、山と山の間隔を100〜150μmとした試料番号3,4および5の試料の場合、容量および耐電圧性能が良好で、内部電極の剥離強度も十分に大きいことが確認された。   On the other hand, it was confirmed that the samples Nos. 3, 4 and 5 having a crest-to-crest interval of 100 to 150 μm had good capacity and withstand voltage performance and sufficiently high peel strength of the internal electrodes. .

上記結果から、本発明によれば、内部電極と誘電体層間の間の剥離を抑制することが可能で、十分な耐電圧性能を備えた、信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提供できることがわかる。   From the above results, it can be seen that according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable multilayer ceramic capacitor that can suppress peeling between the internal electrode and the dielectric layer and has sufficient withstand voltage performance.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various application and deformation | transformation are possible within the scope of the invention.

1 誘電体層
1a 最外誘電体層
2(2a,2b) 内部電極
5(5a,5b) 外部電極
6(6a、6b) 補助電極
10 セラミック素体
11a セラミック素体の第1の主面
11b セラミック素体の第2の主面
12(12a,12b) 焼結金属層
21a セラミック素体の第1の端面
21b セラミック素体の第2の端面
31a セラミック素体の第1の側面
31b セラミック素体の第2の側面
32(32a,32b) めっき層
33(33a,33b) Niめっき層
34(34a,34b) Snめっき層
41(41a) 山(一の山)
41(41b) 一の山と隣り合う山
50 積層セラミックコンデンサ
H 山の頂きから谷の底部までの距離
P 山と山の間隔
L 積層セラミックコンデンサの長さ
T 積層セラミックコンデンサの高さ
W 積層セラミックコンデンサの幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dielectric layer 1a Outermost dielectric layer 2 (2a, 2b) Internal electrode 5 (5a, 5b) External electrode 6 (6a, 6b) Auxiliary electrode 10 Ceramic body 11a First main surface 11b ceramic body 11b Ceramic Second main surface 12 of element body 12 (12a, 12b) Sintered metal layer 21a First end surface of ceramic element body 21b Second end surface of ceramic element body 31a First side surface 31b of ceramic element body 31b Second side surface 32 (32a, 32b) Plating layer 33 (33a, 33b) Ni plating layer 34 (34a, 34b) Sn plating layer 41 (41a) Mountain (one mountain)
41 (41b) Mountain adjacent to one mountain
50 Multilayer Ceramic Capacitor H Distance from the top of the mountain to the bottom of the valley P Distance between the mountain and the mountain L Length of the multilayer ceramic capacitor T Height of the multilayer ceramic capacitor W Width of the multilayer ceramic capacitor

Claims (4)

誘電体セラミックからなる誘電体層と、前記誘電体層を介して積層され、前記誘電体層間の複数の界面に位置する複数の内部電極とを備えたセラミック素体であって、第1の主面および前記第1の主面と対向する第2の主面と、前記第1の主面に直交する第1の端面および前記第1の端面と対向する第2の端面と、前記第1の端面に直交する第1の側面および前記第1の側面と対向する第2の側面とを備える直方体形状を有し、前記第1の主面から前記第2の主面に向かう方向が前記誘電体層および前記内部電極の積層方向となり、かつ、前記複数の内部電極が交互に前記第1の端面および第2の端面に引き出されたセラミック素体と、
前記セラミック素体に、前記第1の端面および第2の端面に引き出された前記内部電極と導通するように配設された一対の外部電極と
を備えた積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極は、前記第1または第2の端面側からみた場合、および、前記第1または第2の側面側からみた場合のいずれの場合においても、山と谷が繰り返すような湾曲した状態で前記誘電体層間に配設されており、一の山と、前記一の山と隣り合う山との間隔が100〜150μmの範囲にあること
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。
A ceramic body comprising a dielectric layer made of a dielectric ceramic, and a plurality of internal electrodes stacked via the dielectric layer and positioned at a plurality of interfaces between the dielectric layers, A second main surface opposite to the first main surface, a first end surface orthogonal to the first main surface, a second end surface opposite to the first end surface, and the first The dielectric has a rectangular parallelepiped shape including a first side surface orthogonal to an end surface and a second side surface facing the first side surface, and a direction from the first main surface toward the second main surface is the dielectric. A ceramic body in which the layers and the internal electrodes are stacked and the plurality of internal electrodes are alternately drawn to the first end face and the second end face;
A multilayer ceramic capacitor comprising a pair of external electrodes disposed on the ceramic body so as to be electrically connected to the internal electrodes drawn out to the first end surface and the second end surface;
The internal electrode is in a curved state in which peaks and valleys repeat in both cases when viewed from the first or second end surface side and when viewed from the first or second side surface side. A multilayer ceramic capacitor, wherein the multilayer ceramic capacitor is disposed between the dielectric layers, and a distance between one mountain and the mountain adjacent to the one mountain is in a range of 100 to 150 μm.
隣り合う前記内部電極間の距離が0.7μm〜0.9μmの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の積層セラミックコンデンサ。   The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein a distance between the adjacent internal electrodes is in a range of 0.7 μm to 0.9 μm. 前記内部電極の厚みが0.6μm〜0.8μmの範囲にあることを特徴とする請求項1または2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 a thickness of the internal electrode is in a range of 0.6 μm to 0.8 μm. 前記内部電極の層数が400層以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサ。   The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein the number of layers of the internal electrodes is 400 or less.
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