JP2018056239A - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 デラミネーション、クラックなどの構造欠陥を抑制することができる積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 第１外部電極および第２外部電極と、第１外部電極と第２外部電極とに交互に接続されて積層された複数の内部電極層と、セラミック材料を主成分とし複数の内部電極層間に配置された誘電体層と、を備え、同じ外部電極に接続された内部電極層同士が異なる外部電極に接続された内部電極層を介さずに対向する引出領域のセラミック材料の結晶粒のＤ２０％径が、異なる外部電極に接続された内部電極層同士が対向する対向領域のセラミック材料の結晶粒のＤ２０％径よりも小さく、引出領域のセラミック材料のＤ８０％径が対向領域のセラミック材料のＤ８０％径よりも大きいか、または、対向領域のセラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域のセラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きい。
【選択図】 図３
【解決手段】 第１外部電極および第２外部電極と、第１外部電極と第２外部電極とに交互に接続されて積層された複数の内部電極層と、セラミック材料を主成分とし複数の内部電極層間に配置された誘電体層と、を備え、同じ外部電極に接続された内部電極層同士が異なる外部電極に接続された内部電極層を介さずに対向する引出領域のセラミック材料の結晶粒のＤ２０％径が、異なる外部電極に接続された内部電極層同士が対向する対向領域のセラミック材料の結晶粒のＤ２０％径よりも小さく、引出領域のセラミック材料のＤ８０％径が対向領域のセラミック材料のＤ８０％径よりも大きいか、または、対向領域のセラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域のセラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きい。
【選択図】 図３
Description
本発明は、積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関する。
小型大容量タイプの積層セラミックコンデンサでは、大容量化のため、誘電体の薄層化及び多積層化が必要となる。しかしながら、多積層化を実現しようとすると、デラミネーションやクラックなどの構造欠陥が発生しやすくなり、信頼性低下の原因となる。そのため、多積層化してもデラミネーションやクラックの発生を抑制する手段が求められる（例えば、特許文献１〜３参照）。
しかしながら、上記技術では、異なる外部電極に接続された内部電極同士が対向する領域と、それ以外の領域とで、セラミック材料の平均結晶粒径の差異が大きくなり機械的強度に差異が生じる。それにより、デラミネーションやクラック等の構造欠陥を十分に抑制できないおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、デラミネーション、クラックなどの構造欠陥を抑制することができる積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、第１外部電極および第２外部電極と、前記第１外部電極と前記第２外部電極とに交互に接続されて積層された複数の内部電極層と、セラミック材料を主成分とし、前記複数の内部電極層間に配置された誘電体層と、を備え、同じ外部電極に接続された内部電極層同士が異なる外部電極に接続された内部電極層を介さずに対向する引出領域の前記セラミック材料の結晶粒のＤ２０％径が、異なる外部電極に接続された内部電極層同士が対向する対向領域の前記セラミック材料の結晶粒のＤ２０％径よりも小さく、前記引出領域の前記セラミック材料のＤ８０％径が前記対向領域の前記セラミック材料のＤ８０％径よりも大きいか、または、前記対向領域の前記セラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が前記引出領域の前記セラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きいことを特徴とする。
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記引出領域の前記セラミック材料の平均結晶粒径は、前記対向領域の前記セラミック材料の平均結晶粒径の±１０％以内としてもよい。
上記積層セラミックコンデンサにおいて、異なる外部電極に接続された内部電極層間の距離は、２．５μｍ以下としてもよい。
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記セラミック材料は、チタン酸バリウムとしてもよい。
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、第１セラミック粒子を含むグリーンシート上に、金属導電ペーストを配置する第１工程と、前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、第２セラミック粒子を配置する第２工程と、前記第２工程によって得られた積層単位を複数積層して得られた積層体を焼成する第３工程と、を含み、前記積層体において、前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子のＤ２０％径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子のＤ２０％径よりも小さく、前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子のＤ８０％径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子のＤ８０％径よりも大きいか、または、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなるように、前記第２セラミック粒子の粒径を調整することを特徴とする。
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子の平均粒径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の平均粒径の±１０％以内となるように、前記第２セラミック粒子の粒径を調整してもよい。
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の焼成後の厚みを、２．５μｍ以下としてもよい。
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記セラミック材料は、チタン酸バリウムとしてもよい。
本発明によれば、デラミネーション、クラックなどの構造欠陥を抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。
（実施形態）
まず、積層セラミックコンデンサについて説明する。図１は、積層セラミックコンデンサ１００の部分断面斜視図である。図１で例示するように、積層セラミックコンデンサ１００は、直方体形状を有する積層チップ１０と、積層チップ１０のいずれかの対向する両端面に設けられた外部電極２０，３０とを備える。
まず、積層セラミックコンデンサについて説明する。図１は、積層セラミックコンデンサ１００の部分断面斜視図である。図１で例示するように、積層セラミックコンデンサ１００は、直方体形状を有する積層チップ１０と、積層チップ１０のいずれかの対向する両端面に設けられた外部電極２０，３０とを備える。
積層チップ１０は、誘電体として機能するセラミック材料を含む誘電体層１１と、卑金属材料を含む内部電極層１２とが、交互に積層された構成を有する。各内部電極層１２の端縁は、積層チップ１０の外部電極２０が設けられた端面と、外部電極３０が設けられた端面とに、交互に露出している。それにより、各内部電極層１２は、外部電極２０と外部電極３０とに、交互に導通している。それにより、積層セラミックコンデンサ１００は、複数の誘電体層１１が内部電極層１２を介して積層された構成を有する。また、積層チップ１０において、誘電体層１１と内部電極層１２との積層方向（以下、積層方向と称する。）の両端面は、カバー層１３によって覆われている。例えば、カバー層１３の材料は、誘電体層１１と同じである。
積層セラミックコンデンサ１００のサイズは、例えば、長さ０．２ｍｍ、幅０．１ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、または長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、または長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍであり、または長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍ、高さ１．６ｍｍであり、または長さ４．５ｍｍ、幅３．２ｍｍ、高さ２．５ｍｍであるが、これらのサイズに限定されるものではない。
外部電極２０，３０および内部電極層１２は、Ｎｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｓｎ（スズ）等の卑金属を主成分とする。外部電極２０，３０および内部電極層１２として、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）などの貴金属やこれらを含む合金を用いてもよい。誘電体層１１は、一般式ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト構造を有するセラミック材料を主成分とする。なお、当該ペロブスカイト構造は、化学量論組成から外れたＡＢＯ３−αを含む。例えば、当該セラミック材料として、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）、ＣａＺｒＯ３（ジルコン酸カルシウム）、ＣａＴｉＯ３（チタン酸カルシウム）、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）、ペロブスカイト構造を形成するＢａ１-ｘ−ｙＣａｘＳｒｙＴｉ１−ｚＺｒｚＯ３(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１)等を用いることができる。
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図２で例示するように、外部電極２０に接続された内部電極層１２と外部電極３０に接続された内部電極層１２とが対向する領域を、対向領域１４と称する。すなわち、対向領域１４は、異なる外部電極に接続された２つの隣接する内部電極層１２が対向する領域である。外部電極２０に接続された内部電極層１２同士が、外部電極３０に接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域を、引出領域（エンドマージン領域）１５と称する。また、外部電極３０に接続された内部電極層１２同士が、外部電極２０に接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域も、引出領域１５である。すなわち、引出領域１５は、同じ外部電極に接続された内部電極層１２が異なる外部電極に接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域である。対向領域１４は、積層セラミックコンデンサ１００において電気容量を生じる領域である。引出領域１５は、積層セラミックコンデンサ１００において容量を生じない領域である。
誘電体層１１は、例えば、セラミック材料を主成分とする原材料粉末を焼成することによって得られる。したがって、誘電体層１１は、複数の結晶粒を含んでいる。本実施形態においては、対向領域１４と引出領域１５とで、セラミック材料の結晶粒の粒度分布が異なっている。具体的には、図３（ａ）または図３（ｂ）で例示するように、引出領域１５のセラミック材料１７の結晶粒の粒度分布が、対向領域１４のセラミック材料１６の結晶粒の粒度分布よりも広くなっている。すなわち、引出領域１５のセラミック材料１７の最大結晶粒径が対向領域１４のセラミック材料１６の最大結晶粒径よりも大きく、引出領域１５のセラミック材料１７の最小結晶粒径が対向領域１４のセラミック材料１６の最小結晶粒径よりも小さくなっている。
ただし、粒度分布が狭い対向領域１４に、過度に小さい粒径の結晶粒や過度に大きい粒径の結晶粒が混入するおそれがある。そこで、本実施形態においては、結晶粒の粒度分布の指標として、体積基準での積算の粒度分布のＤ２０％径およびＤ８０％径を用いる。具体的には、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ２０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ２０％径よりも小さく、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ８０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ８０％径よりも大きくなっている。または、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなっている。
引出領域１５におけるセラミック材料１７の結晶粒の粒度分布を広くすることで、大きい結晶粒と大きい結晶粒との間を小さい結晶粒で埋めることができ、引出領域１５の充填率を高めることができる。この場合、引出領域１５の機械的強度が高くなる。また、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ２０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ２０％径よりも小さく、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ８０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ８０％径よりも大きいか、または、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなっていることで、対向領域１４の平均結晶粒径と引出領域１５の平均結晶粒径との差異を抑制することができる。それにより、対向領域１４の機械的強度と引出領域１５の機械的強度との差異を小さくすることができる。以上のことから、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００においては、デラミネーション、クラック等の構造欠陥を抑制することができる。なお、本明細書において、平均結晶粒径とは、体積基準の積算の粒度分布におけるＤ５０％径（メジアン径）である。
また、対向領域１４と引出領域１５との間で応力を抑制する観点から、引出領域１５のセラミック材料１７の平均結晶粒径は、対向領域１４のセラミック材料１６の平均結晶粒径により近いことが好ましい。例えば、引出領域１５のセラミック材料１７の平均結晶粒径は、対向領域１４のセラミック材料１６の平均結晶粒径の±１０％以内であることが好ましい。
なお、多積層化の観点から、外部電極２０に接続された内部電極層１２と外部電極３０に接続された内部電極層１２との距離は、２．５μｍ以下であることが好ましい。すなわち、外部電極２０に接続された内部電極層１２と外部電極３０に接続された内部電極層１２との間の誘電体層１１の厚みは、２．５μｍ以下であることが好ましい。
続いて、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法について説明する。図４は、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法のフローを例示する図である。
（原料粉末作製工程）
まず、誘電体層１１の主成分であるセラミック材料の粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，希土類元素(Ｙ,Ｄｙ,Ｔｍ,Ｈｏ,Ｔｂ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，ＧｄおよびＥｒ)の酸化物、並びに、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，ＫおよびＳｉの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行うことで、一次径が０．０５μｍ〜０．３０μｍのセラミック材料の粒子を得る。続いて、得られたセラミック材料の粒子に添加化合物を添加し、有機溶剤を加えてスラリー化する。得られたスラリーをビーズミルなどで乾燥し、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ〜２０ｍ２／ｇになるまで解砕する。
まず、誘電体層１１の主成分であるセラミック材料の粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，希土類元素(Ｙ,Ｄｙ,Ｔｍ,Ｈｏ,Ｔｂ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，ＧｄおよびＥｒ)の酸化物、並びに、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，ＫおよびＳｉの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行うことで、一次径が０．０５μｍ〜０．３０μｍのセラミック材料の粒子を得る。続いて、得られたセラミック材料の粒子に添加化合物を添加し、有機溶剤を加えてスラリー化する。得られたスラリーをビーズミルなどで乾燥し、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ〜２０ｍ２／ｇになるまで解砕する。
（積層工程）
次に、得られた第１セラミック粒子に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み１．２μｍ以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
次に、得られた第１セラミック粒子に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み１．２μｍ以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
次に、誘電体グリーンシートの表面に、有機バインダを含む金属導電ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、極性の異なる一対の外部電極に交互に引き出される内部電極層１２のパターンを配置する。金属導電ペーストの金属には、内部電極層１２の主成分金属を用いる。金属導電ペーストの一次径は、０．０５μｍ〜０．３０μｍ程度とすることが好ましく、０．１５μｍ未満であることがより好ましい。なお、金属導電ペーストには共材として、平均粒子径が５０ｎｍ以下のセラミック材料を均一に分散させてもよい。
次に、誘電体グリーンシート上において金属導電ペーストが印刷されていない周辺領域上に、第２セラミック粒子のペーストを印刷する。第２セラミック粒子は、誘電体グリーンシートに用いたセラミック粒子と同じ材料であることが好ましいが、異なっていてもよい。第２セラミック粒子は、誘電体グリーンシートの第１セラミック粒子の緻密化よりも早く緻密化する組成設計になっていることが好ましい。例えば、第２セラミック粒子の添加物ＭｎやＳｉの添加量を第１セラミック粒子に対し調整する。以上の工程により、パターン形成シートを得ることができる。
その後、パターン形成シートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれたパターン形成シートを、基材を剥離した状態で、内部電極層１２と誘電体層１１とが互い違いになるように、かつ内部電極層１２が誘電体層１１の長さ方向両端面に端縁が交互に露出して極性の異なる一対の外部電極２０，３０に交互に引き出されるように、所定層数（例えば２００〜５００層）だけ積層する。
積層したパターン形成シートの上下にカバー層１３となるカバーシートを圧着させ、所定チップ寸法（例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）にカットする。これにより、積層体が得られる。
得られた積層体において、上記周辺領域における第１セラミック粒子および第２セラミック粒子のＤ２０％径が、金属導電ペースト間の第１セラミック粒子のＤ２０％径よりも小さく、上記周辺領域における第１セラミック粒子および第２セラミック粒子のＤ８０％径が、金属導電ペースト間の第１セラミック粒子のＤ８０％径よりも大きいか、または、金属導電ペースト間の第１セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が上記周辺領域における第１セラミック粒子および第２セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなるように、第２セラミック粒子の粒径を調整する。
さらに、周辺領域における第１セラミック粒子および第２セラミック粒子の平均粒径が、金属導電ペースト間の第１セラミック粒子の平均粒径の±１０％以内となるように、第２セラミック粒子の粒径を調整することが好ましく、金属導電ペースト間の第１セラミック粒子の平均粒径の±５％以内となるように、第２セラミック粒子の粒径を調整することがより好ましい。
（焼成工程）
このようにして得られた積層体を、２５０〜５００℃のＮ２雰囲気中で脱バインダした後に、還元雰囲気中で１１００〜１３００℃で１０分〜２時間焼成することで、誘電体グリーンシートを構成する各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、内部に焼結体からなる誘電体層１１と内部電極層１２とが交互に積層されてなる積層チップ１０と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１３とを有する積層セラミックコンデンサ１００が得られる。
このようにして得られた積層体を、２５０〜５００℃のＮ２雰囲気中で脱バインダした後に、還元雰囲気中で１１００〜１３００℃で１０分〜２時間焼成することで、誘電体グリーンシートを構成する各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、内部に焼結体からなる誘電体層１１と内部電極層１２とが交互に積層されてなる積層チップ１０と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１３とを有する積層セラミックコンデンサ１００が得られる。
（再酸化処理工程）
その後、Ｎ２ガス雰囲気中で６００℃〜１０００℃で再酸化処理を行ってもよい。
その後、Ｎ２ガス雰囲気中で６００℃〜１０００℃で再酸化処理を行ってもよい。
本実施形態に係る製造方法によれば、引出領域１５におけるセラミック材料１７の結晶粒の粒度分布が広くなり、大きい結晶粒と大きい結晶粒との間を小さい結晶粒で埋めることができ、引出領域１５の充填率を高めることができる。この場合、引出領域１５の機械的強度が高くなる。また、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ２０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ２０％径よりも小さく、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ８０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ８０％径よりも大きいか、または、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなる。この場合、対向領域１４の平均結晶粒径と引出領域１５の平均結晶粒径との差異を抑制することができる。それにより、対向領域１４の機械的強度と引出領域１５の機械的強度との差異を小さくすることができる。以上のことから、デラミネーション、クラック等の構造欠陥を抑制することができる。
以下、実施形態に係る積層セラミックコンデンサを作製し、特性について調べた。
（実施例１〜８）
一次径約０．１μｍのチタン酸バリウムに、Ｈｏ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を添加し、有機溶剤を加えスラリー化した。当該スラリーをビーズミルにて乾燥後ＢＥＴ比表面積＝１２ｍ２／ｇになるまで解砕し、そのスラリーにＰＶＢバインダを加え、混練後、これをＰＥＴフィルム上に塗工・乾燥し、１μｍの厚みの誘電体グリーンシートを得た。
一次径約０．１μｍのチタン酸バリウムに、Ｈｏ２Ｏ３、ＭｎＣＯ３、Ｖ２Ｏ５およびＳｉＯ２を添加し、有機溶剤を加えスラリー化した。当該スラリーをビーズミルにて乾燥後ＢＥＴ比表面積＝１２ｍ２／ｇになるまで解砕し、そのスラリーにＰＶＢバインダを加え、混練後、これをＰＥＴフィルム上に塗工・乾燥し、１μｍの厚みの誘電体グリーンシートを得た。
次いで、この誘電体グリーンシート上に、一次径約０．１μｍのニッケルを主成分とした金属導電ペーストを所定パターンにスクリーン印刷で形成した。次に、誘電体グリーンシート上において金属導電ペーストが印刷されていない周辺領域に、チタン酸バリウムを主成分として誘電体グリーンシートよりも粒度分布が広いペーストを印刷し、パターン形成シートを得た。
パターン形成シートを積層し、１００５形状（長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）の５００層の積層チップを得た。次に、加湿したＮ２ガス雰囲気下で、約４００℃で脱バインダ処理を行った後、加湿したＮ２およびＨ２の混合ガス雰囲気下で、約１２５０℃で焼成した。さらに、Ｎ２雰囲気下で、約９００℃で再酸化処理を行い、積層セラミックコンデンサを得た。
（比較例１〜６）
比較例１〜６では、対向領域１４の結晶粒の粒度分布と引出領域１５の結晶粒の粒度分布を同等とするか、対向領域１４の結晶粒の粒度分布を引出領域１５の結晶粒の粒度分布よりも広くした。その他の作製条件は、実施例１〜８と同様である。
比較例１〜６では、対向領域１４の結晶粒の粒度分布と引出領域１５の結晶粒の粒度分布を同等とするか、対向領域１４の結晶粒の粒度分布を引出領域１５の結晶粒の粒度分布よりも広くした。その他の作製条件は、実施例１〜８と同様である。
（分析）
得られた積層セラミックコンデンサにおいて、構造欠陥評価(クラックおよびデラミネーション)、および内部構造の結晶粒径の確認を行った。図５は、結果を表す。結晶粒径は、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡にて１つの画像に８０〜１５０結晶粒程度になるように倍率を調整し、合計で４００結晶粒以上となるように複数枚の写真を得て、写真上の結晶粒全数について計測したＦｅｒｅｔ径を用いた。平均結晶粒径には、その平均値を用いた。図５の「粒度分布」の欄では、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きい場合に「○」とし、それ以外を「×」としている。「平均結晶粒径の差」の欄では、対向領域１４の平均結晶粒径に対する引出領域１５の平均結晶粒径の割合を表している。「デラミネーション不良」および「クラック不良」の欄では、２００サンプルのうちデラミネーション不良またはクラック不良が生じたものの比率を示している。
得られた積層セラミックコンデンサにおいて、構造欠陥評価(クラックおよびデラミネーション)、および内部構造の結晶粒径の確認を行った。図５は、結果を表す。結晶粒径は、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡にて１つの画像に８０〜１５０結晶粒程度になるように倍率を調整し、合計で４００結晶粒以上となるように複数枚の写真を得て、写真上の結晶粒全数について計測したＦｅｒｅｔ径を用いた。平均結晶粒径には、その平均値を用いた。図５の「粒度分布」の欄では、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きい場合に「○」とし、それ以外を「×」としている。「平均結晶粒径の差」の欄では、対向領域１４の平均結晶粒径に対する引出領域１５の平均結晶粒径の割合を表している。「デラミネーション不良」および「クラック不良」の欄では、２００サンプルのうちデラミネーション不良またはクラック不良が生じたものの比率を示している。
図５で示すように、実施例１〜８では、デラミネーション不良およびクラック不良が抑制されている。これは、引出領域１５におけるセラミック材料１７の結晶粒の粒度分布を広くすることで、大きい結晶粒と大きい結晶粒との間を小さい結晶粒で埋めることができ、引出領域１５の充填率を高めることができ、引出領域１５の機械的強度が高くなったからであると考えられる。また、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ２０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ２０％径よりも小さく、引出領域１５のセラミック材料１７のＤ８０％径が対向領域１４のセラミック材料１６のＤ８０％径よりも大きいか、または、対向領域１４のセラミック材料１６の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が引出領域１５のセラミック材料１７の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなっていることで、対向領域１４の平均結晶粒径と引出領域１５の平均結晶粒径との差異を抑制することができ、対向領域１４の機械的強度と引出領域１５の機械的強度との差異を小さくすることができたからであると考えられる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 積層チップ
１１ 誘電体層
１２ 内部電極層
２０，３０ 外部電極
１００ 積層セラミックコンデンサ
１１ 誘電体層
１２ 内部電極層
２０，３０ 外部電極
１００ 積層セラミックコンデンサ
Claims (8)
- 第１外部電極および第２外部電極と、
前記第１外部電極と前記第２外部電極とに交互に接続されて積層された複数の内部電極層と、
セラミック材料を主成分とし、前記複数の内部電極層間に配置された誘電体層と、を備え、
同じ外部電極に接続された内部電極層同士が異なる外部電極に接続された内部電極層を介さずに対向する引出領域の前記セラミック材料の結晶粒のＤ２０％径が、異なる外部電極に接続された内部電極層同士が対向する対向領域の前記セラミック材料の結晶粒のＤ２０％径よりも小さく、前記引出領域の前記セラミック材料のＤ８０％径が前記対向領域の前記セラミック材料のＤ８０％径よりも大きいか、または、前記対向領域の前記セラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が前記引出領域の前記セラミック材料の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きいことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記引出領域の前記セラミック材料の平均結晶粒径は、前記対向領域の前記セラミック材料の平均結晶粒径の±１０％以内で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。
- 前記異なる外部電極に接続された内部電極層間の距離は、２．５μｍ以下で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。
- 前記セラミック材料は、チタン酸バリウムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 第１セラミック粒子を含むグリーンシート上に、金属導電ペーストを配置する第１工程と、
前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、第２セラミック粒子を配置する第２工程と、
前記第２工程によって得られた積層単位を複数積層して得られた積層体を焼成する第３工程と、を含み、
前記積層体において、前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子のＤ２０％径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子のＤ２０％径よりも小さく、前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子のＤ８０％径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子のＤ８０％径よりも大きいか、または、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）が前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子の１／（ｌｏｇＤ８０−ｌｏｇＤ２０）よりも大きくなるように、前記第２セラミック粒子の粒径を調整することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。 - 前記周辺領域における前記第１セラミック粒子および前記第２セラミック粒子の平均粒径が、前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の平均粒径の±１０％以内となるように、前記第２セラミック粒子の粒径を調整することを特徴とする請求項５記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
- 前記金属導電ペースト間の前記第１セラミック粒子の焼成後の厚みを、２．５μｍ以下とすることを特徴とする請求項５または６記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
- 前記セラミック材料は、チタン酸バリウムであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
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