JP2018145075A - Dielectric composition and electronic component - Google Patents

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大槻 史朗
Shiro Otsuki
史朗 大槻
正仁 古川
Masahito Furukawa
正仁 古川
智志 和田
Tomoshi Wada
智志 和田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric composition having small DC-bias-voltage dependence of relative dielectric constant and small temperature dependence of relative dielectric constant to high temperature and to provide an electronic component using the dielectric composition.SOLUTION: There is provided a dielectric composition which comprises Ba, Sr, Ti, Bi, X (X is at least one selected from the group consisting of Na and K) and Y (Y is at least one selected from the group consisting of Zn, Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu and Sn), wherein the dielectric composition comprises crystalline particles having a perovskite structure, at least a part of the crystalline particles is a core-shell particle composed of a core part and a shell part existing around the core part and the content of Bi existing in the core part is 1.01 or more times and 1.19 or less times of the content of Bi existing in the shell part.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、誘電体組成物、および誘電体組成物を含有する誘電体層を備える電子部品に関する。   The present invention relates to a dielectric composition and an electronic component including a dielectric layer containing the dielectric composition.

近年、エネルギー問題に対する世界的な関心の高まりから、二酸化炭素排出量の少ない電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)、または太陽電池など自然エネルギーを活用した発電装置などの需要が大きくなってきている。これらには、コンバータやインバータ、パワーコンディショナーなどのパワーデバイスが搭載され、そのエネルギー変換効率が装置の性能を大きく左右する。   In recent years, due to increasing global interest in energy problems, demand for electric vehicles (EV) and hybrid vehicles (HEV) with low carbon dioxide emissions, or power generation devices using natural energy such as solar cells has increased. Yes. These are equipped with power devices such as converters, inverters, and power conditioners, and their energy conversion efficiency greatly affects the performance of the apparatus.

そのため、このようなパワーデバイスに好適なパワー半導体として、従来のSi(シリコン)系半導体に代わり、変換効率の高いSiC(シリコンカーバイド)やGaN(ガリウムナイトライド)等の次世代パワー半導体の研究が盛んに行われている。これら次世代パワー半導体は、従来のSi系半導体と比較してオン抵抗が低いため、電力損失が小さく、素子の小型化、高効率化が可能となる。   Therefore, research on next-generation power semiconductors such as SiC (silicon carbide) and GaN (gallium nitride) with high conversion efficiency instead of conventional Si (silicon) based semiconductors as power semiconductors suitable for such power devices. It is actively done. Since these next-generation power semiconductors have lower on-resistance than conventional Si-based semiconductors, power loss is small, and the device can be made smaller and more efficient.

また、特にSiCは、半導体素子としては250℃程度の高温駆動が可能であることから、冷却装置を簡略化、小型化出来るという利点もある。このような利点は、高電圧駆動が必要であり、かつ冷却装置が現状大型の水冷式である自動車用パワーデバイスに適用した時に特に大きい。   In particular, SiC has the advantage that the cooling device can be simplified and miniaturized because it can be driven at a high temperature of about 250 ° C. as a semiconductor element. Such an advantage is particularly great when applied to an automotive power device that requires high-voltage driving and the cooling device is currently a large water-cooled type.

これら半導体素子を使用したパワーデバイスでは、サージ電圧やノイズ除去のため、平滑用コンデンサやスナバコンデンサとして積層セラミックコンデンサが使用されている。特に自動車のエンジンルーム内にパワーデバイスが設置される場合、およびパワーデバイスにSiC半導体が使用されている場合、高温環境および高電圧での使用が想定されるため、積層セラミックコンデンサもそれに対応したものを使用しなければならない。   In power devices using these semiconductor elements, a multilayer ceramic capacitor is used as a smoothing capacitor or a snubber capacitor in order to eliminate surge voltage and noise. Especially when a power device is installed in the engine room of an automobile, and when a SiC semiconductor is used for the power device, it is assumed that it will be used in a high temperature environment and a high voltage. Must be used.

この課題に対し、特許文献1には,1150℃以下の低温で焼成でき、比誘電率εrが2000以上と高く、温度特性がX8R特性(−55℃〜+150℃で容量変化率が±15%以内)を示し、かつ高温負荷寿命に代表される信頼性試験においては、従来品に比べて大きく改善された誘電体磁器が開示されている。しかしながら、温度特性に関しては、測定温度が150℃までの評価であり、さらにDCバイアス電圧依存性については何ら評価されていない。   To deal with this problem, Patent Document 1 discloses that the material can be fired at a low temperature of 1150 ° C. or less, the relative dielectric constant εr is as high as 2000 or more, and the temperature characteristic is X8R characteristic (capacity change rate is ± 15% at −55 ° C. to + 150 ° C. In a reliability test typified by a high temperature load life, a dielectric ceramic that is greatly improved as compared with a conventional product is disclosed. However, regarding the temperature characteristics, the measurement temperature is evaluated up to 150 ° C., and the DC bias voltage dependency is not evaluated at all.

特開2001−240465号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-240465

以上の状況を鑑み、本発明は、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が小さく、さらに高温(たとえば、250℃)まで比誘電率の温度依存性が小さい誘電体組成物、およびその誘電体組成物を用いた電子部品を提供することを目的とする。   In view of the above situation, the present invention provides a dielectric composition having a low dielectric constant dependency on the DC bias voltage and a low dielectric constant temperature dependency up to a high temperature (for example, 250 ° C.), and the dielectric composition thereof. An object of the present invention is to provide an electronic component using an object.

上記目的を達成するため、本発明の誘電体組成物は、
[1]Ba、Sr、Ti、Bi、X(XはNaおよびKからなる群から選ばれる少なくとも1種)およびY(Yは、Zn、Mg、Ca、Mn、Co、Ni、CuおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種)を含む誘電体組成物であって、
誘電体組成物は、ペロブスカイト型構造を有する結晶粒子を含み、
結晶粒子の少なくとも一部が、コア部と、前記コア部の周囲に存在するシェル部とからなるコアシェル粒子であり、
コア部に存在するBiの含有率がシェル部に存在するBiの含有率の1.01倍以上1.19倍以下であることを特徴とする誘電体組成物である。
In order to achieve the above object, the dielectric composition of the present invention comprises:
[1] Ba, Sr, Ti, Bi, X (X is at least one selected from the group consisting of Na and K) and Y (Y is Zn, Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu and Sn) A dielectric composition comprising at least one selected from the group consisting of:
The dielectric composition includes crystal particles having a perovskite structure,
At least a part of the crystal particles is a core-shell particle composed of a core part and a shell part existing around the core part,
A dielectric composition characterized in that the Bi content in the core part is 1.01 to 1.19 times the Bi content in the shell part.

[2]誘電体組成物に含まれる全結晶粒子の個数に対するコアシェル粒子の個数割合をαとしたとき、0.10≦αであることを特徴とする[1]に記載の誘電体組成物である。   [2] The dielectric composition according to [1], wherein 0.10 ≦ α, where α is a ratio of the number of core-shell particles to the total number of crystal particles contained in the dielectric composition. is there.

[3]誘電体組成物に含まれるBa、Sr、Ti、Bi、XおよびYの合計を100原子%とした場合に、Ba、SrおよびBiの合計が28原子%以上53原子%以下であって、Ba、SrおよびBiの合計を1.00としたときに、BaとSrとの合計の組成比をx、Biの組成比をyで表すと、xが0.06以上0.92以下であることを特徴とする[1]または[2]に記載の誘電体組成物である。   [3] When the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X and Y contained in the dielectric composition is 100 atomic%, the total of Ba, Sr and Bi is 28 atomic% or more and 53 atomic% or less. When the total of Ba, Sr and Bi is 1.00, x is the total composition ratio of Ba and Sr, and y is the composition ratio of Bi. It is a dielectric composition as described in [1] or [2] characterized by these.

[4]結晶粒子を第1相とするとき、誘電体組成物は、第1相とは異なる組成を有する第2相を有しており、
第2相は、Ba、Sr、Ti、Bi、XおよびYの合計を100原子%とした場合に、BiとXとの合計が56原子%以上であり、第2相においてXの含有率に対するBiの含有率の比(Biの含有率/Xの含有率)をβとしたとき、5≦β≦50であることを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載の誘電体組成物である。
[4] When the crystal particles are in the first phase, the dielectric composition has a second phase having a composition different from the first phase,
In the second phase, when the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X and Y is 100 atomic%, the total of Bi and X is 56 atomic% or more. The dielectric according to any one of [1] to [3], wherein a ratio of Bi content (Bi content / X content) is β, and 5 ≦ β ≦ 50 It is a composition.

[5]誘電体組成物の断面において、第2相が占める面積割合をγとした場合に、0<γ≦0.20であることを特徴とする[4]に記載の誘電体組成物である。   [5] The dielectric composition according to [4], wherein 0 <γ ≦ 0.20 when the area ratio occupied by the second phase is γ in the cross section of the dielectric composition is there.

[6][1]から[5]のいずれかに記載の誘電体組成物を含む誘電体層を備える電子部品。   [6] An electronic component comprising a dielectric layer containing the dielectric composition according to any one of [1] to [5].

本発明の誘電体組成物が上記の特徴を有することにより、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が小さく、さらに高温まで比誘電率の温度依存性を小さくすることができる。   Since the dielectric composition of the present invention has the above-described characteristics, the dependency of the relative permittivity on the DC bias voltage is small, and the temperature dependency of the relative permittivity up to a high temperature can be decreased.

図1は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る誘電体組成物に含まれるコアシェル粒子のコア部とシェル部とに存在するBiの含有率、およびそれを測定する方法の一例を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of the content of Bi present in the core part and the shell part of the core-shell particles contained in the dielectric composition according to the embodiment of the present invention, and a method for measuring the Bi content. FIG. 図3は、本発明の別の実施形態に係る単層型セラミックコンデンサの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a single-layer ceramic capacitor according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明を、具体的な実施形態に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
1.積層セラミックコンデンサ
1.1 積層セラミックコンデンサの全体構成
1.2 誘電体層
1.2.1 誘電体組成物
1.2.2 コアシェル粒子
1.2.3 第2相
1.3 内部電極層
1.4 端子電極
2.積層セラミックコンデンサの製造方法
3.本実施形態の効果
4.変形例
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order based on specific embodiments.
1. Multilayer Ceramic Capacitor 1.1 Overall Configuration of Multilayer Ceramic Capacitor 1.2 Dielectric Layer 1.2.1 Dielectric Composition 1.2.2 Core Shell Particles 1.2.3 Second Phase 1.3 Internal Electrode Layer 4 Terminal electrode 2. Manufacturing method of multilayer ceramic capacitor Effect of the present embodiment 4. Modified example

(1.積層セラミックコンデンサ)
(1.1 積層セラミックコンデンサの全体構成)
図1に示すように、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ200は、誘電体層21と内部電極層22A、22Bとが交互に積層された構成の積層体24を有する。この積層体24の両端部には、積層体24の内部で交互に配置された内部電極層22A、22Bと各々導通する一対の端子電極23A、23Bが形成してある。積層体24の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
(1. Multilayer ceramic capacitor)
(1.1 Overall structure of multilayer ceramic capacitor)
As shown in FIG. 1, the multilayer ceramic capacitor 200 according to this embodiment includes a multilayer body 24 having a configuration in which dielectric layers 21 and internal electrode layers 22A and 22B are alternately stacked. A pair of terminal electrodes 23 </ b> A and 23 </ b> B are formed at both ends of the laminate 24 so as to be electrically connected to the internal electrode layers 22 </ b> A and 22 </ b> B arranged alternately in the laminate 24. Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the laminated body 24, Usually, it is set as a rectangular parallelepiped shape. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the dimension, What is necessary is just to set it as a suitable dimension according to a use.

(1.2 誘電体層)
誘電体層21は、後述する本実施形態に係る誘電体組成物から構成されている。その結果、誘電体層21を有する積層セラミックコンデンサは、比誘電率を比較的に高くしつつ、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が小さく、さらに高温(たとえば、250℃)まで比誘電率の温度依存性を小さくすることができる。誘電体層21の1層当たりの厚みは特に限定されず、所望の特性や用途等に応じて任意に設定することができる。通常は、たとえば1〜100μmの厚みとすることができる。
(1.2 Dielectric layer)
The dielectric layer 21 is composed of a dielectric composition according to this embodiment described later. As a result, the multilayer ceramic capacitor having the dielectric layer 21 has a relatively high relative permittivity and a small dependence of the relative permittivity on the DC bias voltage, and further has a relative permittivity up to a high temperature (for example, 250 ° C.). Temperature dependence can be reduced. The thickness per layer of the dielectric layer 21 is not particularly limited, and can be arbitrarily set according to desired characteristics, applications, and the like. Usually, it can be made into thickness of 1-100 micrometers, for example.

(1.2.1 誘電体組成物)
本実施形態に係る誘電体組成物は、ペロブスカイト構造を有する複数の結晶粒子を含んでいる。この結晶粒子は、Ba、Sr、Ti、Bi、X(XはNaおよびKからなる群から選ばれる少なくとも1種)およびY(Yは、Zn、Mg、Ca、Mn、Co、Ni、CuおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種)を含む化合物から構成されている。本実施形態では、結晶粒子は、金属元素と他の元素との化合物であって、金属元素がBa、Sr、Ti、Bi、XおよびYからなる化合物から構成されていることが好ましい。また、当該化合物は酸化物であることが好ましい。
(1.2.1 Dielectric composition)
The dielectric composition according to this embodiment includes a plurality of crystal particles having a perovskite structure. The crystal particles are Ba, Sr, Ti, Bi, X (X is at least one selected from the group consisting of Na and K) and Y (Y is Zn, Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu and And at least one selected from the group consisting of Sn). In the present embodiment, the crystal particle is preferably a compound of a metal element and another element, and the metal element is composed of a compound composed of Ba, Sr, Ti, Bi, X, and Y. The compound is preferably an oxide.

ペロブスカイト構造を有する酸化物は一般式ABOで表され、上記のBa、Sr、Ti、Bi、XおよびYは、ペロブスカイト構造における電荷のバランス、イオン半径等の要因により、AサイトあるいはBサイトに配分される。本実施形態では、少なくともBa、Sr、BiおよびXはAサイトに配分され(Aサイトを占め)、少なくともTiはBサイトに配分される(Bサイトを占める)。なお、Yは、AサイトおよびBサイトのどちらか一方を占めていてもよいし、両方を占めていてもよい。このような誘電体組成物であれば、誘電体ドメインが小さく、かつドメイン壁が動きにくくなることにより、比誘電率のDCバイアス電圧依存性を小さくすることができる。 The oxide having a perovskite structure is represented by the general formula ABO 3 , and the above Ba, Sr, Ti, Bi, X, and Y are present at the A site or the B site depending on factors such as charge balance and ionic radius in the perovskite structure. Distributed. In this embodiment, at least Ba, Sr, Bi and X are allocated to the A site (occupies the A site), and at least Ti is allocated to the B site (occupies the B site). Y may occupy either the A site or the B site, or may occupy both. With such a dielectric composition, since the dielectric domain is small and the domain wall is difficult to move, the dependency of the relative permittivity on the DC bias voltage can be reduced.

本実施形態では、誘電体組成物に含まれるBa、Sr、Ti、Bi、XおよびYの合計を100原子%とした場合に、Ba、SrおよびBiの合計が28原子%以上53原子%以下であって、Ba、SrおよびBiの合計を1.00とした場合、BaおよびSrの合計の組成比、すなわち、(Ba+Sr)の組成比をx、Biの組成比をyで表すと、xは0.06以上0.92以下であることが好ましい。なお、Ba、SrおよびBiの合計は、30原子%以上であることが好ましく、50原子%以下であることが好ましい。また、xは0.34以上であることがより好ましい。さらに、xは0.85以下であることがより好ましい。   In the present embodiment, when the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X and Y contained in the dielectric composition is 100 atomic%, the total of Ba, Sr and Bi is 28 atomic% or more and 53 atomic% or less. When the total of Ba, Sr, and Bi is 1.00, the total composition ratio of Ba and Sr, that is, the composition ratio of (Ba + Sr) is expressed as x, and the composition ratio of Bi is expressed as y. Is preferably 0.06 or more and 0.92 or less. The total of Ba, Sr and Bi is preferably 30 atomic% or more, and preferably 50 atomic% or less. Further, x is more preferably 0.34 or more. Furthermore, x is more preferably 0.85 or less.

一方、x+y=1.00が成り立つことから、yは0.08以上0.94以下であることが好ましい。このようにすることにより、誘電体組成物の比誘電率を向上させることができる。   On the other hand, since x + y = 1.00 holds, y is preferably 0.08 or more and 0.94 or less. By doing in this way, the dielectric constant of a dielectric composition can be improved.

xを上記の範囲内とすることにより比誘電率が向上する理由については、現在のところ不明であるが、本発明者らは、xが上記の範囲内である場合には、コア部またはシェル部において、BaまたはSrを多く含む相と、Biを多く含む相とがナノメートルオーダーで混在し、その界面で分極が動きやすい相が生成することにより、比誘電率が向上すると推測している。   The reason why the relative permittivity is improved by setting x within the above range is currently unknown, but the present inventors have determined that when x is within the above range, the core portion or the shell It is presumed that the relative permittivity is improved by mixing a phase containing a large amount of Ba or Sr and a phase containing a large amount of Bi in the order of nanometers and generating a phase that easily moves at the interface. .

(1.2.1 コアシェル粒子)
本実施形態では、誘電体組成物を構成する結晶粒子の少なくとも一部の粒子として、Aサイトを占める元素の含有比およびBサイトを占める元素の含有比が互いに異なる2つの領域を有する粒子が存在する。具体的には、たとえば、当該粒子には、Aサイトを占める元素の含有比の平均が、Baが40%、Srが10%、Biが40%、Xが10%である領域と、Aサイトを占める元素の含有比の平均が、Baが30%、Srが10%、Biが45%、Xが15%である領域と、が存在しており、一方の領域の周囲に他方の領域が存在している。すなわち、当該粒子は、コア部の周囲にシェル部を有するコアシェル粒子である。
(1.2.1 Core-shell particles)
In the present embodiment, as at least a part of the crystal particles constituting the dielectric composition, there are particles having two regions in which the content ratio of the element occupying the A site and the content ratio of the element occupying the B site are different from each other. To do. Specifically, for example, in the particles, the average content ratio of elements occupying the A site is such that Ba is 40%, Sr is 10%, Bi is 40%, and X is 10%; There is a region where the average content ratio of elements occupying 30%, Sr is 10%, Bi is 45%, and X is 15%, and the other region is around one region. Existing. That is, the particle is a core-shell particle having a shell part around the core part.

このコアシェル粒子は、粒子全体は、一般式ABOで表される組成を有するが、コア部とシェル部とでAサイトおよびBサイトを占める元素の含有比が偏倚している粒子である。この組成の偏倚は、少なくとも数十nm以上の領域で生じている。 The core-shell particle is a particle in which the entire particle has a composition represented by the general formula ABO 3 , but the content ratio of elements occupying the A site and the B site is biased between the core part and the shell part. This compositional deviation occurs in a region of at least several tens of nanometers.

また、希土類元素はコア部およびシェル部の双方において実質的に含有されていないことが好ましい。   Moreover, it is preferable that rare earth elements are not substantially contained in both the core part and the shell part.

本実施形態では、コアシェル粒子において、コア部に存在するBiの含有率が、シェル部に存在するBiの含有率の1.01倍以上1.19倍以下である。すなわち、コア部に存在するBiの含有率が、シェル部に存在するBiの含有率よりも多い。コア部に存在するBiの含有率とシェル部に存在するBiの含有率とが異なることにより、コア部における比誘電率の温度依存性と、シェル部における比誘電率の温度依存性とに違いが生じ、互いの温度特性がある程度相殺され、その結果、誘電体組成物の比誘電率の温度依存性を小さくできる。   In the present embodiment, in the core-shell particles, the Bi content present in the core part is 1.01 to 1.19 times the Bi content present in the shell part. That is, the content rate of Bi existing in the core part is larger than the content rate of Bi existing in the shell part. Due to the difference between the Bi content in the core part and the Bi content in the shell part, the temperature dependence of the relative dielectric constant in the core part is different from the temperature dependence of the relative dielectric constant in the shell part. And the temperature characteristics of each other are offset to some extent. As a result, the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric composition can be reduced.

コア部に存在するBiの含有率は、シェル部に存在するBiの含有率の1.06倍以上であることがより好ましい。また、コア部に存在するBiの含有率は、シェル部に存在するBiの含有率の1.14倍以下であることがより好ましい。コア部に存在するBiの含有率が大きすぎると、コア部における比誘電率の温度依存性と、シェル部における比誘電率の温度依存性との違いが大きくなりすぎ、互いの温度特性がうまく相殺されず、その結果、誘電体組成物の比誘電率の温度依存性が大きくなる傾向にある。   The Bi content present in the core part is more preferably 1.06 times or more the Bi content present in the shell part. The Bi content in the core part is more preferably 1.14 times or less the Bi content in the shell part. If the Bi content in the core part is too large, the difference between the temperature dependence of the relative dielectric constant in the core part and the temperature dependence of the relative dielectric constant in the shell part becomes too large, and the temperature characteristics of each other are good. As a result, the temperature dependence of the dielectric constant of the dielectric composition tends to increase.

なお、Biを結晶粒子に拡散させて、シェル部に存在するBiの含有率をコア部に存在するBiの含有率よりも大きくした場合には、上述した効果は得られない。   In addition, the effect mentioned above is not acquired when Bi is diffused to a crystal grain and the content rate of Bi which exists in a shell part is made larger than the content rate of Bi which exists in a core part.

また、本実施形態では、誘電体組成物に含まれる全結晶粒子の個数に対するコアシェル粒子の個数割合をαとすると、0.10≦αであることが好ましく、0.15≦αであることがより好ましい。また、α≦0.90であることが好ましい。αを上記の範囲内とすることにより、比誘電率の温度特性をさらに向上させることができる。   In the present embodiment, when the number ratio of the core-shell particles to the total number of crystal particles contained in the dielectric composition is α, 0.10 ≦ α is preferable, and 0.15 ≦ α is preferable. More preferred. Further, α ≦ 0.90 is preferable. By setting α within the above range, the temperature characteristics of the dielectric constant can be further improved.

なお、通常、誘電体組成物の断面写真を基にして、結晶粒子がコアシェル粒子であるか否かを判断している。そのため、実際にはコアシェル粒子であるにもかかわらず、断面写真では、シェル部のみしか現れていない結晶粒子がある。このような粒子は、コアシェル粒子とは判断されないため、断面写真を基にした場合には、コアシェル粒子の個数割合(α)の上限は0.98程度となる。しかしながら、αが1.00、すなわち、結晶粒子の全てがコアシェル粒子である場合であっても上述した効果が得られる。   In general, it is determined whether or not the crystal particles are core-shell particles based on a cross-sectional photograph of the dielectric composition. Therefore, although it is actually a core-shell particle, there are crystal particles in which only the shell portion appears in the cross-sectional photograph. Since such particles are not determined to be core-shell particles, the upper limit of the number ratio (α) of the core-shell particles is about 0.98 based on a cross-sectional photograph. However, even when α is 1.00, that is, when all the crystal particles are core-shell particles, the above-described effects can be obtained.

本実施形態では、上述したコア部およびシェル部に存在するBiの含有率、および、結晶粒子に対するコアシェル粒子の個数割合αについては、以下のように測定すればよい。   In the present embodiment, the content ratio of Bi present in the core part and the shell part, and the number ratio α of the core-shell particles to the crystal particles may be measured as follows.

まず、FIB(集束イオンビーム:Focused Ion Beam)を用いて積層セラミックコンデンサの試料のマイクロサンプリングを行い、誘電体層から透過電子顕微鏡(TEM)用の試料を作製する。作製した試料を走査透過型電子顕微鏡(STEM)により観察し、BF像を取得する。取得したSTEM−BF(Scanning Transmission Electron Microscopy−Bright Field)像に存在する結晶粒子を特定し、その個数を算出する。BF像の視野面積としては、BF像内に含まれる結晶粒子の個数に応じて適宜決定すればよいが、たとえば、5μm×5μm〜10μm×10μm程度であればよい。また、各試料に対し10視野以上観察することが好ましい。   First, a sample for a multilayer ceramic capacitor is microsampled using FIB (Focused Ion Beam), and a sample for a transmission electron microscope (TEM) is produced from the dielectric layer. The produced sample is observed with a scanning transmission electron microscope (STEM), and a BF image is acquired. Crystal particles present in the acquired STEM-BF (Scanning Transmission Electron Microscopy-Bright Field) image are specified, and the number thereof is calculated. The visual field area of the BF image may be appropriately determined according to the number of crystal particles included in the BF image, and may be, for example, about 5 μm × 5 μm to 10 μm × 10 μm. Moreover, it is preferable to observe 10 or more fields for each sample.

さらに、同一視野において、STEM−EDS(Energy Dispersive X−ray Spectrometry)マッピング分析を行うことで、STEM−BF像に存在する結晶粒子におけるBa、Sr、Ti、Bi、XおよびYの各含有率の偏倚を算出して、コアシェル粒子であるか否かが判断できる。このようにして得られる結晶粒子の全数と当該コアシェル粒子の個数とからαが算出できる。   Furthermore, by performing STEM-EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometry) mapping analysis in the same visual field, each content of Ba, Sr, Ti, Bi, X and Y in the crystal particles present in the STEM-BF image By calculating the bias, it can be determined whether or not it is a core-shell particle. Α can be calculated from the total number of crystal particles thus obtained and the number of the core-shell particles.

さらに、たとえば、図2に示すように、コアシェル粒子のコア部31およびシェル部32のそれぞれに対して任意に測定点を設定し、STEM−EDS点分析を行うことで、各測定点における各元素の含有率を算出できる。さらに、各測定点における各元素の含有率を平均することにより、コア部31に存在する各元素の含有率およびシェル部32に存在する各元素の含有率を算出できる。なお、実際の測定点の数は、1つのコア部当たり、10個以上の測定点を設定することが好ましい。また、1つのシェル部当たり、10個以上の測定点を設定することが好ましい。   Further, for example, as shown in FIG. 2, by arbitrarily setting measurement points for each of the core part 31 and the shell part 32 of the core-shell particle and performing STEM-EDS point analysis, each element at each measurement point is measured. The content of can be calculated. Furthermore, by averaging the content of each element at each measurement point, the content of each element present in the core portion 31 and the content of each element present in the shell portion 32 can be calculated. The actual number of measurement points is preferably set to 10 or more measurement points per core part. Moreover, it is preferable to set 10 or more measurement points per shell part.

測定点の設定方法に特に制限は無い。たとえば、STEM−EDSマッピング分析によりBi含有率を測定する領域における全てのピクセルにおけるBi含有率を測定し、全てのピクセルにおけるBi含有率から各領域のBi含有率を算出することも可能である。   There are no particular restrictions on the method of setting the measurement points. For example, it is possible to measure the Bi content in all the pixels in the region where the Bi content is measured by STEM-EDS mapping analysis, and calculate the Bi content in each region from the Bi content in all the pixels.

上記のように、算出したBi含有率から、コアシェル粒子において、コア部に存在するBiの含有率がシェル部に存在するBiの含有率の1.01倍以上1.19倍以下であるか否かを判断することが可能である。たとえば、コア部に存在するBiの含有率がシェル部に存在するBiの含有率よりも大きい場合には、図2に示すようなBi濃度分布を示す。   As described above, from the calculated Bi content, whether or not the Bi content in the core part is 1.01 to 1.19 times the Bi content in the shell part in the core-shell particles. It is possible to determine whether. For example, when the Bi content in the core part is larger than the Bi content in the shell part, a Bi concentration distribution as shown in FIG. 2 is shown.

(1.2.3 第2相)
また、本実施形態では、結晶粒子を第1相とするとき、誘電体組成物は第1相とは異なる相を有していてもよい。このような相としては、BiとX(XはNaとKからなる群から選ばれる少なくとも1種)が高濃度で存在する相、具体的には、Ba、Sr、Ti、Bi、XおよびYの合計を100原子%とした場合に、(Bi+X)が56原子%以上である相であることが好ましい。本実施形態では、BiとXが高濃度で存在する相は、第1相である結晶粒子の粒子間に存在していることが好ましい。
(1.2.3 Phase 2)
In the present embodiment, when the crystal particle is the first phase, the dielectric composition may have a phase different from the first phase. As such a phase, a phase in which Bi and X (X is at least one selected from the group consisting of Na and K) is present in a high concentration, specifically, Ba, Sr, Ti, Bi, X, and Y When the total is 100 atomic%, it is preferable that (Bi + X) is a phase of 56 atomic% or more. In the present embodiment, it is preferable that the phase in which Bi and X exist at a high concentration exist between the crystal grains that are the first phase.

本実施形態では、BiとXが高濃度で存在する相のうち、当該相におけるXの含有率に対するBiの含有率の比(Biの含有率/Xの含有率)をβとすると、5≦β≦50である相を第2相とする。βは30以下であることがより好ましい。βが上記の範囲内である第2相を有することで、比誘電率のDCバイアス電圧依存性をさらに向上させることができる。   In the present embodiment, among the phases in which Bi and X are present at a high concentration, if the ratio of the Bi content to the X content in the phase (Bi content / X content) is β, 5 ≦ A phase satisfying β ≦ 50 is defined as a second phase. β is more preferably 30 or less. By having the second phase where β is in the above range, the DC bias voltage dependency of the dielectric constant can be further improved.

第2相を有することで、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が向上する理由は、第2相は、第1相よりも比抵抗が高く、かつ比誘電率が小さくなっており、DCバイアス電圧による直流電界が、比誘電率が高い第1相よりも、第2相にかかることで、DCバイアス電圧の比誘電率への影響が低減されると推測される。   The reason why the dependence of the relative permittivity on the DC bias voltage is improved by having the second phase is that the second phase has a higher specific resistance and a lower relative permittivity than the first phase, and the DC bias It is presumed that the influence of the DC bias voltage on the relative dielectric constant is reduced when the DC electric field due to the voltage is applied to the second phase rather than the first phase having a high relative dielectric constant.

さらに、誘電体組成物の断面において,断面全体(1.00)に対する第2相の面積割合をγとした場合に,0<γ≦0.20であることが好ましい。γを上記の範囲とすることで、比誘電率のDCバイアス電圧依存性を向上させつつ、比誘電率を向上させることができる。なお、断面には気孔が存在してもよいが、断面全体に対して、気孔の面積割合は0.05以下であることが好ましい。   Furthermore, in the cross section of the dielectric composition, it is preferable that 0 <γ ≦ 0.20, where γ is the area ratio of the second phase with respect to the entire cross section (1.00). By setting γ within the above range, it is possible to improve the relative permittivity while improving the dependency of the relative permittivity on the DC bias voltage. In addition, although a pore may exist in a cross section, it is preferable that the area ratio of a pore is 0.05 or less with respect to the whole cross section.

また、誘電体組成物全体におけるBi含有率の平均値に対する第2相におけるBi含有率の平均値は2.50倍以上であることが好ましく、50.0倍以下であることが好ましい。   Further, the average value of the Bi content in the second phase relative to the average value of the Bi content in the entire dielectric composition is preferably 2.50 times or more, and more preferably 50.0 times or less.

本実施形態では、第2相におけるXの含有率に対するBiの含有率であるβ、および、第2相の面積割合であるγは、上記と同様にSTEM−EDS分析により算出すればよい。   In the present embodiment, β, which is the Bi content relative to the X content in the second phase, and γ, which is the area ratio of the second phase, may be calculated by STEM-EDS analysis as described above.

具体的には、STEM−EDSマッピング分析から、第1相とは組成の異なる相を判別可能である。この相の組成を、STEM−EDS点分析により分析することにより、この相のうち5≦β≦50である第2相を判別可能である。また、第2相の面積割合は、STEM−EDSマッピング分析から算出可能である。   Specifically, a phase having a composition different from that of the first phase can be determined from the STEM-EDS mapping analysis. By analyzing the composition of this phase by STEM-EDS point analysis, the second phase of 5 ≦ β ≦ 50 among the phases can be discriminated. The area ratio of the second phase can be calculated from STEM-EDS mapping analysis.

また、本実施形態に係る誘電体組成物は、本発明の効果である良好な誘電特性を大きく劣化させるものでなければ、微量な不純物や副成分を含んでいてもかまわない。たとえば、Cr、Rb、Mo等である。よって、主成分の含有量は特に限定されるものではないが、たとえば主成分を含有する誘電体組成物全体に対して50mol%以上、100mol%未満である。   Further, the dielectric composition according to the present embodiment may contain a very small amount of impurities and subcomponents as long as the good dielectric properties that are the effects of the present invention are not significantly deteriorated. For example, Cr, Rb, Mo, etc. Therefore, the content of the main component is not particularly limited, but is, for example, 50 mol% or more and less than 100 mol% with respect to the entire dielectric composition containing the main component.

(1.3 内部電極層)
本実施形態では、内部電極層22A、22Bは、図1に示すようにそれぞれ平行となるように設けられている。内部電極層22Aは、一方の端部が積層体24における端子電極23Aが形成された端面に露出するように形成されている。また、内部電極層22Bは、一方の端部が積層体24における端子電極23Bが形成された端面に露出するように形成されている。さらに、内部電極層22Aと内部電極層22Bとは、これらの大部分が積層方向に重なり合うように配置されている。
(1.3 Internal electrode layer)
In this embodiment, the internal electrode layers 22A and 22B are provided in parallel to each other as shown in FIG. The internal electrode layer 22A is formed so that one end is exposed on the end surface of the multilayer body 24 where the terminal electrode 23A is formed. Further, the internal electrode layer 22B is formed so that one end thereof is exposed on the end surface of the multilayer body 24 where the terminal electrode 23B is formed. Furthermore, the internal electrode layer 22A and the internal electrode layer 22B are arranged so that most of them overlap in the stacking direction.

内部電極層22A,22Bの材質としては、特に制限はない。たとえば、Au、Pt、Ag、Ag−Pd合金、CuもしくはNi等の金属が用いられるが、その他の金属を用いることも可能である。   There is no restriction | limiting in particular as a material of internal electrode layer 22A, 22B. For example, metals such as Au, Pt, Ag, Ag—Pd alloy, Cu or Ni are used, but other metals can also be used.

(1.4 端子電極)
本実施形態では、端子電極23A,23Bは、図1に示すようにこれらが設けられている積層体24の端面において、当該端面に露出している内部電極層22A,22Bの端部とそれぞれ接触している。これにより、端子電極23A,23Bは、内部電極層22A,22Bとそれぞれ電気的に接続される。この端子電極23A,23Bは、Ag,Au,Cu等を主成分とする導電材料から構成することができる。端子電極23A,23Bの厚さには特に制限はない。用途や積層セラミックコンデンサのサイズ等によって適宜設定される。端子電極23A,23Bの厚さは、たとえば10〜50μmにすることができる。
(1.4 Terminal electrode)
In the present embodiment, the terminal electrodes 23A and 23B are in contact with the end portions of the internal electrode layers 22A and 22B exposed at the end surfaces at the end surfaces of the laminate 24 provided with the terminal electrodes 23A and 23B, respectively. doing. Thereby, the terminal electrodes 23A and 23B are electrically connected to the internal electrode layers 22A and 22B, respectively. The terminal electrodes 23A and 23B can be made of a conductive material whose main component is Ag, Au, Cu or the like. The thickness of the terminal electrodes 23A and 23B is not particularly limited. It is set as appropriate depending on the application and the size of the multilayer ceramic capacitor. The thickness of the terminal electrodes 23A and 23B can be set to 10 to 50 μm, for example.

(2.積層セラミックコンデンサの製造方法)
次に、図1に示す積層セラミックコンデンサ200の製造方法の一例について以下に説明する。
(2. Manufacturing method of multilayer ceramic capacitor)
Next, an example of a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor 200 shown in FIG. 1 will be described below.

本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ200の製造方法に特に限定はない。たとえば、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷又は転写して焼成することにより製造される。   There is no limitation in particular in the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor 200 which concerns on this embodiment. For example, as with a conventional multilayer ceramic capacitor, a green chip is produced by a normal printing method or sheet method using a paste, fired, and then printed or transferred and fired by external electrodes. .

誘電体層用ペーストの種類に特に限定はない。たとえば、誘電体層を形成するための誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、誘電体原料と水系ビヒクルとを混練した水系の塗料であってもよい。   There is no particular limitation on the type of dielectric layer paste. For example, an organic paint obtained by kneading a dielectric material for forming a dielectric layer and an organic vehicle may be used, or an aqueous paint obtained by kneading a dielectric material and an aqueous vehicle may be used.

誘電体原料には、上記の誘電体組成物に含まれる金属の酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができる。その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることができる。本実施形態では、誘電体原料は、上記した各原料を混合した混合物を仮焼して得られる仮焼物粉体であってもよい。   As the dielectric material, a metal oxide, a mixture thereof, or a composite oxide contained in the above-described dielectric composition can be used. In addition, various compounds that are converted into the above-described oxides or composite oxides by firing, such as carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, organometallic compounds, and the like, can be appropriately selected and mixed for use. In the present embodiment, the dielectric material may be a calcined powder obtained by calcining a mixture obtained by mixing the above-described materials.

本実施形態では、BaとSrの原料粉の平均粒径を、Bi原料粉の平均粒径の0.5倍以下に制御することが好ましい。このようにすることにより、コアシェル粒子の個数割合αとコア部およびシェル部に存在するBi含有量を適宜制御することができる。さらには、Bi原料粉の粒径が500nm以上の割合を50%〜100%に制御することが好ましい。このようにすることにより、第2相の生成の有無および面積割合γを適宜制御することができる。   In this embodiment, it is preferable to control the average particle size of the Ba and Sr raw material powders to 0.5 times or less of the average particle size of the Bi raw material powders. By doing so, the number ratio α of the core-shell particles and the Bi content existing in the core part and the shell part can be appropriately controlled. Furthermore, it is preferable to control the ratio of the Bi raw material powder having a particle size of 500 nm or more to 50% to 100%. In this way, the presence / absence of the second phase and the area ratio γ can be appropriately controlled.

誘電体層用ペーストを有機系の塗料とする場合には、バインダ等を有機溶剤に溶解させた有機ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択することができる。また、有機ビヒクルに用いる有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法等、利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択することができる。   When the dielectric layer paste is an organic paint, an organic vehicle in which a binder or the like is dissolved in an organic solvent and a dielectric material may be kneaded. The binder used for the organic vehicle is not particularly limited, and can be appropriately selected from various usual binders such as ethyl cellulose and polyvinyl butyral. Moreover, the organic solvent used for the organic vehicle is not particularly limited, and can be appropriately selected from various organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, acetone, and toluene depending on the method used, such as a printing method and a sheet method.

また、誘電体層用ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤等を水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性のバインダは特に限定されず、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂等の各種バインダから適宜選択することができる。   In addition, when the dielectric layer paste is used as a water-based paint, a water-based vehicle in which a water-soluble binder, a dispersant or the like is dissolved in water and a dielectric material may be kneaded. The water-soluble binder used in the water-based vehicle is not particularly limited, and can be appropriately selected from various binders such as polyvinyl alcohol, cellulose, and a water-soluble acrylic resin.

内部電極層用ペーストは、Au、Pt、Ag、Pd、Ag−Pd合金、CuもしくはNi等の金属からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルまたは水系ビヒクルとを混練して調製する。外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製することができる。   The internal electrode layer paste is made of Au, Pt, Ag, Pd, Ag-Pd alloy, conductive material made of metal such as Cu or Ni, or various oxides, organometallic compounds, resinates, etc. that become the conductive material described above after firing. And the above-mentioned organic vehicle or aqueous vehicle. The external electrode paste can be prepared in the same manner as the internal electrode layer paste described above.

上記した各ペーストの作成に有機ビヒクルを用いる場合、当該有機ビヒクルの含有量に特に制限はない。たとえば、バインダは1〜5重量%程度、有機溶剤は10〜50重量%程度とすることができる。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されていてもよい。これらの添加物の総含有量は、10重量%以下とすることが好ましい。   When an organic vehicle is used for the preparation of each paste described above, the content of the organic vehicle is not particularly limited. For example, the binder can be about 1 to 5% by weight, and the organic solvent can be about 10 to 50% by weight. Each paste may contain additives selected from various dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators, and the like as necessary. The total content of these additives is preferably 10% by weight or less.

印刷法を用いる場合には、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペーストを、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断した後、基板から剥離してグリーンチップとする。また、シート法を用いる場合には、誘電体層用ペーストを用いてグリーンシートを形成し、グリーンシートの上に内部電極層用ペーストを印刷した後に、グリーンシートを剥離して積層、切断してグリーンチップとする。   When using the printing method, the dielectric layer paste and the internal electrode layer paste are laminated and printed on a substrate such as polyethylene terephthalate (PET), cut into a predetermined shape, and then peeled off from the substrate to form a green chip and To do. When using the sheet method, a dielectric layer paste is used to form a green sheet, and after printing the internal electrode layer paste on the green sheet, the green sheet is peeled off, laminated, and cut. Use green chips.

グリーンチップを焼成する前に、脱バインダ処理を施す。脱バインダ処理条件には特に制限はなく、通常の条件で行えばよい。   Before firing the green chip, a binder removal process is performed. There are no particular restrictions on the binder removal processing conditions, and normal conditions may be used.

内部電極層の導電材に、CuやCu合金等、卑金属の単体または卑金属を含む合金を用いる場合には、還元雰囲気において脱バインダ処理を施すことが好ましい。還元雰囲気の種類にも特に限定はなく、たとえば、加湿したNガスや加湿したNとHとの混合ガス等を用いることができる。 In the case where a base metal or an alloy containing a base metal such as Cu or Cu alloy is used as the conductive material of the internal electrode layer, it is preferable to perform a binder removal treatment in a reducing atmosphere. There is no particular limitation on the type of reducing atmosphere, and for example, humidified N 2 gas, a mixed gas of humidified N 2 and H 2 , or the like can be used.

脱バインダ処理における昇温速度、保持速度、温度保持時間に特に制限はない。昇温速度は、好ましくは0.1〜100℃/時間、より好ましくは1〜10℃/時間である。保持温度は、好ましくは200〜500℃、より好ましくは300〜450℃である。温度保持時間は、好ましくは1〜48時間、より好ましくは2〜24時間である。脱バインダ処理によりバインダ成分等の有機成分を300ppm程度まで除去することが好ましく、200ppm程度まで除去することがより好ましい。   There are no particular restrictions on the rate of temperature rise, holding speed, and temperature holding time in the binder removal process. The rate of temperature rise is preferably 0.1 to 100 ° C./hour, more preferably 1 to 10 ° C./hour. The holding temperature is preferably 200 to 500 ° C, more preferably 300 to 450 ° C. The temperature holding time is preferably 1 to 48 hours, more preferably 2 to 24 hours. It is preferable to remove organic components such as a binder component to about 300 ppm by binder removal treatment, and it is more preferable to remove to about 200 ppm.

グリーンチップを焼成して積層体を得るときの雰囲気は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定すればよい。   What is necessary is just to determine suitably the atmosphere when baking a green chip | tip and obtaining a laminated body according to the kind of electrically conductive material in the paste for internal electrode layers.

内部電極層用ペースト中の導電材としてCuやCu合金等、卑金属の単体または卑金属を含む合金を用いる場合には、焼成雰囲気中の酸素分圧は、10−6〜10−8気圧とすることが好ましい。酸素分圧を10−8気圧以上とすることにより、誘電体層を構成する成分の分解および抵抗率の低下を抑制することができる。また、酸素分圧を10−6気圧以下とすることにより、内部電極層の酸化を抑制することができる。 When using a base metal or an alloy containing a base metal such as Cu or Cu alloy as the conductive material in the internal electrode layer paste, the oxygen partial pressure in the firing atmosphere should be 10 −6 to 10 −8 atm. Is preferred. By setting the oxygen partial pressure to 10 −8 atm or higher, decomposition of components constituting the dielectric layer and a decrease in resistivity can be suppressed. Moreover, the oxidation of the internal electrode layer can be suppressed by setting the oxygen partial pressure to 10 −6 atm or less.

なお、本実施形態では、グリーンチップ焼成時の昇温速度を1000℃/時間以上の範囲で制御することが好ましい。このようにすることにより、コアシェル粒子の個数割合αとコア部およびシェル部に存在するBi含有量を適宜制御することができる。   In the present embodiment, it is preferable to control the rate of temperature increase when firing the green chip within a range of 1000 ° C./hour or more. By doing so, the number ratio α of the core-shell particles and the Bi content existing in the core part and the shell part can be appropriately controlled.

また、焼成時の保持温度は、900〜1400℃、好ましくは900〜1100℃、より好ましくは950〜1050℃である。保持温度を900℃以上とすることにより、焼成による緻密化を十分に進行させやすくなる。また、保持温度を1100℃以下とする場合には、内部電極層の異常焼結および内部電極層を構成する各種材料の拡散を抑制しやすくなる。内部電極層の異常焼結を抑制することで、内部電極の途切れを防止しやすくなる。内部電極層を構成する各種材料の拡散を抑制することで、DCバイアス電圧特性の悪化を防止しやすくなる。   Moreover, the holding temperature at the time of baking is 900-1400 degreeC, Preferably it is 900-1100 degreeC, More preferably, it is 950-1050 degreeC. By setting the holding temperature to 900 ° C. or higher, densification by firing can be sufficiently facilitated. Further, when the holding temperature is 1100 ° C. or lower, abnormal sintering of the internal electrode layer and diffusion of various materials constituting the internal electrode layer can be easily suppressed. By suppressing abnormal sintering of the internal electrode layer, it becomes easy to prevent the internal electrode from being interrupted. By suppressing diffusion of various materials constituting the internal electrode layer, it becomes easy to prevent deterioration of the DC bias voltage characteristics.

特に、グリーンチップの焼成温度を900℃〜1000℃の範囲で制御することにより、第2相の生成の有無および面積割合γを適宜制御することができる。   In particular, by controlling the firing temperature of the green chip in the range of 900 ° C. to 1000 ° C., the presence / absence of the generation of the second phase and the area ratio γ can be appropriately controlled.

なお、焼成雰囲気には特に制限はない。焼成雰囲気を還元性雰囲気とすることが、内部電極層の酸化を抑制する上で好ましい。雰囲気ガスにも特に制限はない。雰囲気ガスとしては、たとえばNとHとの混合ガスを加湿して用いることが好ましい。また、焼成時間には特に制限はない。 There is no particular limitation on the firing atmosphere. The firing atmosphere is preferably a reducing atmosphere in order to suppress oxidation of the internal electrode layer. There is no particular limitation on the atmospheric gas. As the atmospheric gas, it is preferable to use a wet mixed gas of N 2 and H 2 , for example. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in baking time.

グリーンチップの焼成後にアニール(再酸化)を行うことができる。アニールは通常の条件で行えばよい。アニール雰囲気にも特に限定はない。雰囲気ガスとして、加湿したNガスや加湿したNとHとの混合ガス等を用いることができる。 Annealing (reoxidation) can be performed after firing the green chip. Annealing may be performed under normal conditions. There is no particular limitation on the annealing atmosphere. As the atmospheric gas, humidified N 2 gas, a mixed gas of N 2 and H 2 that is humidified, or the like can be used.

上記した脱バインダ処理、焼成及びアニールにおいて、NガスやNとHとの混合ガス等を加湿するには、たとえばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は20〜90℃程度が好ましい。 In the above-described binder removal processing, firing and annealing, for example, a wetter or the like may be used to wet the N 2 gas or a mixed gas of N 2 and H 2 or the like. In this case, the water temperature is preferably about 20 to 90 ° C.

脱バインダ処理、焼成及びアニールは、連続して行っても、独立に行ってもよい。これらを連続して行う場合、脱バインダ処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の保持温度まで昇温して焼成を行うことが好ましい。一方、これらを独立して行う場合、焼成に際しては、脱バインダ処理時の保持温度までNガス雰囲気下で昇温した後、雰囲気を変更してさらに昇温を続けることが好ましく、焼成後に脱バインダ処理時の保持温度まで冷却した後、再びNガス雰囲気に変更してさらに冷却を続けることが好ましい。なお、上記のNガスについては加湿してもしなくてもよい。 The binder removal treatment, firing and annealing may be performed continuously or independently. When performing these continuously, it is preferable that after the binder removal treatment, the atmosphere is changed without cooling, and then the temperature is raised to a holding temperature at the time of firing to perform firing. On the other hand, when these are carried out independently, it is preferable to raise the temperature in the N 2 gas atmosphere up to the holding temperature at the time of the binder removal, and then continue to raise the temperature by changing the atmosphere. After cooling to the holding temperature during the binder treatment, it is preferable to change to the N 2 gas atmosphere again and continue cooling. Note that the N 2 gas may or may not be humidified.

上記のようにして得られた積層体の焼結体(コンデンサ素子本体)に、たとえばバレル研磨やサンドブラスト等により端面研磨を施し、端子電極用ペーストを印刷または転写して焼成し、端子電極を形成する。端子電極用ペーストの焼成は、たとえば、加湿したNとHとの混合ガス中で600〜800℃にて10分間〜1時間程度実施することが好ましい。そして、必要に応じ、端子電極表面に、めっき等により被覆層を形成する。以上の方法で図1に示す積層セラミックコンデンサ200を製造できる。 The laminated body sintered body (capacitor element main body) obtained as described above is subjected to end face polishing, for example, by barrel polishing or sand blasting, etc., and terminal electrode paste is printed or transferred and fired to form terminal electrodes. To do. The terminal electrode paste is preferably baked, for example, in a humidified mixed gas of N 2 and H 2 at 600 to 800 ° C. for about 10 minutes to 1 hour. Then, if necessary, a coating layer is formed on the surface of the terminal electrode by plating or the like. The multilayer ceramic capacitor 200 shown in FIG. 1 can be manufactured by the above method.

以上、本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサについて説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、本発明に係る誘電体組成物からなる誘電体層は、半導体装置の誘電体素子などとして用いることもできる。また、本発明において、誘電体組成物以外の構成は、公知の構成を自由に用いることができる。また、たとえば、上記の積層セラミックコンデンサの製造方法において、当該仮焼物粉体を水熱合成法等の公知の方法により製造することもできる。   The multilayer ceramic capacitor according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, a dielectric layer made of the dielectric composition according to the present invention can be used as a dielectric element of a semiconductor device. In the present invention, a known configuration can be freely used as the configuration other than the dielectric composition. In addition, for example, in the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor described above, the calcined powder can be manufactured by a known method such as a hydrothermal synthesis method.

(3.本実施形態における効果)
本実施形態では、誘電体組成物に含まれ、特定の元素を有するペロブスカイト構造を有する結晶粒子の少なくとも一部の粒子の構造を制御することにより、当該結晶粒子を、結晶粒子全体として特定の組成を有しているが、コア部とシェル部とでは組成がわずかに異なるコアシェル粒子として存在させ、コア部に存在するBiの含有率を、シェル部に存在するBiの含有率よりも多くしている。このようにすることにより、比誘電率を比較的に高く維持しつつ、比誘電率の温度特性およびDCバイアス電圧依存性を良好にすることができる。
(3. Effects in the present embodiment)
In the present embodiment, by controlling the structure of at least a part of the crystal particles having a perovskite structure included in the dielectric composition and having a specific element, the crystal particles have a specific composition as a whole crystal particle. However, the core part and the shell part are present as core-shell particles having slightly different compositions, and the Bi content in the core part is made higher than the Bi content in the shell part. Yes. By doing so, it is possible to improve the temperature characteristics and DC bias voltage dependency of the relative permittivity while maintaining the relative permittivity relatively high.

このような効果は、誘電体組成物を構成する誘電体粒子におけるコアシェル粒子の割合を所定の割合とすることにより、さらに高めることができる。   Such an effect can be further enhanced by setting the ratio of the core-shell particles in the dielectric particles constituting the dielectric composition to a predetermined ratio.

また、結晶粒子とは異なる相として、BiとXが高濃度に存在する相において、Biの含有率とXの含有率とが所定の割合である第2相を存在させることにより、上記の効果をさらに高めることができる。また、誘電体組成物の断面における第2相の存在割合(面積割合)を所定の割合とすることにより、比誘電率、比誘電率の温度特性およびDCバイアス電圧依存性の各特性をバランスよく良好にすることができる。   In addition, as a phase different from the crystal particles, in the phase in which Bi and X are present at a high concentration, the above-described effect can be obtained by allowing the second phase in which the Bi content and the X content are in a predetermined ratio to exist. Can be further enhanced. In addition, by setting the abundance ratio (area ratio) of the second phase in the cross section of the dielectric composition to a predetermined ratio, the relative permittivity, the temperature characteristics of the relative permittivity, and the DC bias voltage dependency characteristics are balanced Can be good.

(4.変形例)
上述した実施形態では、積層セラミックコンデンサについて説明したが、図3に示す単層型のセラミックコンデンサであってもよい。単層型セラミックコンデンサは、円板状の誘電体11と一対の電極10A、10Bとを有する。積層セラミックコンデンサと同様に、誘電体11および電極10A、10Bの形状に特に制限はない。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
(4. Modifications)
In the above-described embodiment, the multilayer ceramic capacitor has been described. However, a single-layer ceramic capacitor shown in FIG. 3 may be used. The single-layer ceramic capacitor has a disk-shaped dielectric 11 and a pair of electrodes 10A and 10B. Similar to the multilayer ceramic capacitor, the shape of the dielectric 11 and the electrodes 10A and 10B is not particularly limited. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the dimension, What is necessary is just to set it as a suitable dimension according to a use.

以下、実施例及び比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜35および比較例1〜2)
出発原料として、酸化ビスマス(Bi)、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸ストロンチウム(SrCO)、炭酸バリウム(BaCO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、酸化チタン(TiO)の粉末を準備した。なお、コア部およびシェル部に存在するBi含有率等を制御するために、酸化ビスマス、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの平均粒径を適宜調整した。
(Examples 1-35 and Comparative Examples 1-2)
As starting materials, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), barium carbonate (BaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ) A powder was prepared. In addition, in order to control Bi content rate etc. which exist in a core part and a shell part, the average particle diameter of bismuth oxide, strontium carbonate, and barium carbonate was adjusted suitably.

本焼成後の誘電体組成物(焼結体)が、表1に示す組成を有するように、上記粉末原料を秤量した。   The powder raw material was weighed so that the dielectric composition (sintered body) after the main firing had the composition shown in Table 1.

次に、秤量した各原料粉末を、ボールミルにより湿式混合した後、得られた混合物を、空気中において750℃で2時間仮焼して仮焼物を得た。そして、得られた仮焼物をボールミルで湿式粉砕して、仮焼物粉体を得た。   Next, each raw material powder weighed was wet mixed by a ball mill, and the obtained mixture was calcined at 750 ° C. for 2 hours in the air to obtain a calcined product. Then, the obtained calcined product was wet pulverized by a ball mill to obtain a calcined powder.

得られた仮焼物粉体に、有機溶剤および有機ビヒクルを加え、ボールミルにより湿式混合して誘電体層用ペーストを作製した。一方、導電材料の粉末として、Pd粉末を有機ビヒクルと混練し、Pdの内部電極層用ペーストを作製した。   An organic solvent and an organic vehicle were added to the obtained calcined powder and wet mixed by a ball mill to prepare a dielectric layer paste. On the other hand, Pd powder was kneaded with an organic vehicle as a conductive material powder to prepare a Pd internal electrode layer paste.

作製した誘電体層用ペーストを用いてシート成形法によりシート状に成形し、セラミックグリーンシートを得た。作製した内部電極層用ペーストをセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷により塗布し、内部電極層を印刷した。内部電極層を印刷したセラミックグリーンシートを積層後、角状に切断することにより積層体グリーンチップを作製した。各積層体グリーンチップに対して500℃で脱バインダを行い、有機成分を300ppm程度まで除去した。脱バインダ後、焼成温度900〜1100℃の大気中にて焼成を行い、積層体の焼結体を得た。昇温速度および焼成時間は適宜変化させた。   The produced dielectric layer paste was formed into a sheet by a sheet forming method to obtain a ceramic green sheet. The produced internal electrode layer paste was applied on a ceramic green sheet by screen printing to print the internal electrode layer. After stacking the ceramic green sheets on which the internal electrode layers were printed, a laminated green chip was produced by cutting into square shapes. Each laminated green chip was debindered at 500 ° C. to remove organic components to about 300 ppm. After the binder removal, firing was performed in the atmosphere at a firing temperature of 900 to 1100 ° C. to obtain a sintered body of a laminate. The heating rate and firing time were changed as appropriate.

得られた積層体の焼結体の端面をサンドブラストにて研磨した後、端子電極としてIn−Ga共晶合金を塗布し、図1に示す積層セラミックコンデンサと同形状の積層セラミックコンデンサ試料を得た。得られた積層セラミックコンデンサのサイズは、3.2mm×1.6mm×0.6mmであり、誘電体層の厚みは20μm、内部電極層の厚みは1.5μmであった。内部電極層に挟まれた誘電体層の数は4とした。   After polishing the end surface of the sintered body of the obtained multilayer body by sand blasting, an In—Ga eutectic alloy was applied as a terminal electrode to obtain a multilayer ceramic capacitor sample having the same shape as the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. . The size of the obtained multilayer ceramic capacitor was 3.2 mm × 1.6 mm × 0.6 mm, the thickness of the dielectric layer was 20 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 1.5 μm. The number of dielectric layers sandwiched between the internal electrode layers was four.

得られた各積層セラミックコンデンサについてICP発光分光分析法を用いて、各試料の組成分析を行った結果、秤量組成とほぼ同等な値であることを確認した。   As a result of the composition analysis of each sample using ICP emission spectroscopic analysis for each of the obtained multilayer ceramic capacitors, it was confirmed that the values were almost the same as the weighed composition.

得られた積層セラミックコンデンサから内部電極が交差する断面を切り出し、その断面における誘電体層の結晶構造を、XRD測定装置(Rigaku社、Smartlab)を用いて、X線回折法により測定、解析した。その結果、誘電体層は、ペロブスカイト型の結晶構造を持つことが確認された。   A cross section where the internal electrodes intersect was cut out from the obtained multilayer ceramic capacitor, and the crystal structure of the dielectric layer in the cross section was measured and analyzed by an X-ray diffraction method using an XRD measuring apparatus (Rigaku, Smartlab). As a result, it was confirmed that the dielectric layer had a perovskite crystal structure.

次に、積層セラミックコンデンサの断面からFIBにより、誘電体層のTEM試料を作製した。得られたTEM試料を、STEM(JEOL社、JEM−2100F)を用いて、観察視野内に存在する結晶粒子を特定した。次に、同一観察視野でSTEM−EDSマッピング分析を行い、コアシェル粒子を特定した。特定したコアシェル粒子に対して、STEM−EDS点分析により、コア部とシェル部の組成分析を行い、コア部に存在するBiの含有率と、シェル部に存在するBiの含有率の比を算出した。なお、観察視野の大きさは7μm×7μmとし、各試料に対し10視野以上観察を行った。また、コアシェル粒子のSTEM−EDS点分析は、各コアシェル粒子に対し、コア部とシェル部それぞれ、10点以上の点で行った。   Next, a TEM sample of a dielectric layer was produced from the cross section of the multilayer ceramic capacitor by FIB. The obtained TEM sample was identified using STEM (JEOL, JEM-2100F) for crystal particles present in the observation field. Next, STEM-EDS mapping analysis was performed in the same observation field to identify core-shell particles. For the identified core-shell particles, the composition analysis of the core part and the shell part is performed by STEM-EDS point analysis, and the ratio of the Bi content present in the core part and the Bi content present in the shell part is calculated. did. In addition, the magnitude | size of the observation visual field was 7 micrometers x 7 micrometers, and 10 or more visual fields were observed with respect to each sample. Moreover, the STEM-EDS point analysis of the core-shell particles was performed at 10 points or more for each core-shell particle.

次に、STEM−EDSマッピングから、結晶粒子とは異なる相を判別し、この相に対し、STEM−EDS点分析による組成分析を行い、Ba、Sr、Ti、Bi、XおよびYの合計を100原子%とした場合に、BiとXとしてのNaとの合計が56原子%以上含まれる(Bi+X)高濃度相であって、かつXとしてのNaに対するBiの比をβとしたとき、5≦β≦50である相を第2相とした。さらに、STEM−EDSマッピングから、観察視野全体に対する、第2相の面積割合であるγを算出した。   Next, from the STEM-EDS mapping, a phase different from the crystal particle is discriminated, and a composition analysis by STEM-EDS point analysis is performed on this phase, and the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X and Y is set to 100. When the atomic percent is (Bi + X) high-concentration phase containing a total of 56 atomic percent or more of Bi and Na as X, and the ratio of Bi to Na as X is β, 5 ≦ The phase satisfying β ≦ 50 was defined as the second phase. Furthermore, from the STEM-EDS mapping, γ which is the area ratio of the second phase with respect to the entire observation field was calculated.

次に、比誘電率の測定を行った。まず、積層セラミックコンデンサ試料の比誘電率ε1(単位なし)は、デジタルLCRメータ(Hewlett−Packard社,4284A)を使用し、室温25℃、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの条件で測定された静電容量と積層セラミックコンデンサの電極間距離、電極の有効面積から算出した。比誘電率ε1は高い方が好ましく、本実施例では800以上を良好とし、1000以上を特に良好とした。   Next, the relative dielectric constant was measured. First, the relative dielectric constant ε1 (no unit) of the multilayer ceramic capacitor sample is measured using a digital LCR meter (Hewlett-Packard, 4284A) at room temperature 25 ° C., frequency 1 kHz, input signal level (measurement voltage) 1.0 Vrms. It calculated from the electrostatic capacitance measured on condition, the distance between electrodes of a multilayer ceramic capacitor, and the effective area of an electrode. It is preferable that the relative dielectric constant ε1 is high. In this example, 800 or more was good, and 1000 or more was particularly good.

次に、比誘電率の温度依存性の測定を行った。積層セラミックコンデンサ試料を透明電気炉(石川産業)に入れ、1時間あたり300℃の速度で昇温し、250℃まで加熱した。温度は、デジタルサーモメータ(ADVANTEST)により計測した。250℃における比誘電率ε2を、比誘電率ε1の測定方法と同様の方法で算出した。   Next, the temperature dependence of the dielectric constant was measured. The multilayer ceramic capacitor sample was placed in a transparent electric furnace (Ishikawa Sangyo), heated at a rate of 300 ° C. per hour, and heated to 250 ° C. The temperature was measured with a digital thermometer (ADVANTEST). The relative dielectric constant ε2 at 250 ° C. was calculated by the same method as the method for measuring the relative dielectric constant ε1.

比誘電率の温度依存性は、比誘電率ε1と比誘電率ε2を用い、下の式(1)より算出した。本実施例では温度依存性が−22%〜+22%である場合を良好とし、−15%〜+15%である場合を特に良好とした。
温度依存性(%)=100×(ε2−ε1)/ε1 ・・・(1)
The temperature dependence of the dielectric constant was calculated from the following equation (1) using the dielectric constant ε1 and the dielectric constant ε2. In this example, the case where the temperature dependency was −22% to + 22% was good, and the case where it was −15% to + 15% was particularly good.
Temperature dependency (%) = 100 × (ε2−ε1) / ε1 (1)

次に、比誘電率のDCバイアス電圧依存性の測定を行った。積層セラミックコンデンサの比誘電率ε3は、DCバイアス発生装置(GLASSMAN HIGH VOLTAGE社,WX10P90)をデジタルLCRメータ(Hewlett−Packard社,4284A)に接続して、積層セラミックコンデンサ試料に5kV/mmのDCバイアスを印加しながら、室温25℃、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの条件で測定された静電容量、有効電極面積、電極間距離および真空の誘電率から算出した(単位なし)。   Next, the DC bias voltage dependency of the relative dielectric constant was measured. The relative dielectric constant ε3 of the multilayer ceramic capacitor is obtained by connecting a DC bias generator (GLASSMAN HIGH VOLTAGE, WX10P90) to a digital LCR meter (Hewlett-Packard, 4284A) and applying a DC bias of 5 kV / mm to the multilayer ceramic capacitor sample. Was calculated from the capacitance, effective electrode area, interelectrode distance, and vacuum dielectric constant measured at room temperature of 25 ° C., frequency of 1 kHz, and input signal level (measurement voltage) of 1.0 Vrms. ).

比誘電率のDCバイアス電圧依存性は、比誘電率ε1と比誘電率ε3を用い、下の式(2)より算出した。本実施例ではDCバイアス電圧特性が−30%〜+30%である場合を良好とし、−20%〜+20%である場合を特に良好とした。
DCバイアス電圧依存性(%)=100×(ε3−ε1)/ε1 ・・・(2)
The dependence of the relative permittivity on the DC bias voltage was calculated from the following equation (2) using the relative permittivity ε1 and the relative permittivity ε3. In this example, the case where the DC bias voltage characteristic was −30% to + 30% was good, and the case where it was −20% to + 20% was particularly good.
DC bias voltage dependency (%) = 100 × (ε3-ε1) / ε1 (2)

各実施例および比較例の、コアシェル粒子におけるコアとシェルに存在するBi含有比率と、結晶粒子に対するコアシェル粒子の割合:αと、第2相のBiとNaの比率:βと、比誘電率(ε1)と、比誘電率の温度依存性と、比誘電率のDCバイアス電圧依存性を表1に示す。   In each of the examples and comparative examples, the ratio of Bi contained in the core and shell in the core-shell particles, the ratio of the core-shell particles to the crystal particles: α, the ratio of Bi and Na in the second phase: β, and the relative dielectric constant ( Table 1 shows the temperature dependence of ε1), the relative permittivity, and the dependence of the relative permittivity on the DC bias voltage.

なお、表中の「−」は、(Bi+X)高濃度相が存在しないことを示している。   Note that “−” in the table indicates that there is no (Bi + X) high concentration phase.

Figure 2018145075
Figure 2018145075

表1の実施例1〜5、11、12および比較例1、2より、コア部に存在するBiの含有率がシェル部に存在するBiの含有率の1.01倍以上1.19倍以下であるとき、比誘電率が800以上、比誘電率の温度依存性が±22%以内、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が±30%以内であることが確認できた。   From Examples 1 to 5, 11, 12 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 1, the Bi content in the core part is 1.01 to 1.19 times the Bi content in the shell part. In this case, it was confirmed that the relative dielectric constant was 800 or more, the temperature dependence of the relative dielectric constant was within ± 22%, and the DC bias voltage dependence of the relative dielectric constant was within ± 30%.

表1の実施例3、6〜12より、コアシェル粒子の割合:αが0.10以上であるとき、比誘電率の温度依存性が±15%以内であることが確認できた。   From Examples 3 and 6 to 12 in Table 1, it was confirmed that when the ratio of the core-shell particles: α was 0.10 or more, the temperature dependence of the relative dielectric constant was within ± 15%.

表1の実施例3、13〜18より、xが0.06以上0.92以下であるとき、比誘電率が900以上であることが確認できた。また、表1の実施例3、32〜35より、Ba、SrおよびBiの合計が28原子%以上53原子%以下であるとき、比誘電率が900以上であることが確認できた。   From Examples 3 and 13 to 18 in Table 1, it was confirmed that the relative dielectric constant was 900 or more when x was 0.06 or more and 0.92 or less. From Examples 3 and 32-35 in Table 1, it was confirmed that the relative dielectric constant was 900 or more when the total of Ba, Sr, and Bi was 28 atomic% or more and 53 atomic% or less.

表1の実施例3、19〜24、28〜31より、BiとXとしてのNaとの合計が56原子%以上である(Bi+X)高濃度相であって、かつXとしてのNaに対するBiの含有率の比であるβが、5≦β≦50である第2相を有するとき、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が±20%以内であることが確認できた。   From Examples 3, 19 to 24, and 28 to 31 in Table 1, the sum of Bi and Na as X is a (Bi + X) high-concentration phase that is 56 atomic% or more, and Bi relative to Na as X When β, which is the content ratio, has a second phase where 5 ≦ β ≦ 50, it was confirmed that the DC bias voltage dependency of the relative dielectric constant was within ± 20%.

表1の実施例3、21、25〜31より、断面全体に対する第2相の面積割合をγが、0<γ≦0.20であるとき、比誘電率が1000以上であることが確認できた。   From Examples 3, 21, 25 to 31 in Table 1, it can be confirmed that the relative dielectric constant is 1000 or more when γ is 0 <γ ≦ 0.20 as the area ratio of the second phase with respect to the entire cross section. It was.

(実施例36〜46)
次に、金属元素として、XとYを、表2のように変えた以外は、実施例3と同様に作製した積層セラミックコンデンサを、実施例3と同様に評価した。結果を表2に示す。
(Examples 36 to 46)
Next, a multilayer ceramic capacitor produced in the same manner as in Example 3 was evaluated in the same manner as in Example 3 except that X and Y were changed as shown in Table 2 as metal elements. The results are shown in Table 2.

Figure 2018145075
Figure 2018145075

表2より、XがNaおよびKから選ばれる少なくとも1種、および、YがZn、Mg、Ca、Mn、Co、Ni、CuおよびSnから選ばれる少なくとも1種であるときに、比誘電率が800以上であり、比誘電率の温度依存性が±22%以内であり、比誘電率のDCバイアス電圧依存性が±30%以内であることが確認できた。   From Table 2, when X is at least one selected from Na and K, and Y is at least one selected from Zn, Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu and Sn, the relative dielectric constant is It was 800 or more, and it was confirmed that the temperature dependence of the dielectric constant was within ± 22%, and the DC bias voltage dependence of the dielectric constant was within ± 30%.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and can be variously modified within the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明によれば、SiCやGaNベースのパワーデバイス近傍や、自動車のエンジンルーム内などの高温環境下で使用されるセラミックコンデンサ、圧電アクチュエータなどの電子部品に最適な誘電体組成物および電子部品が得られる。   According to the present invention, there are provided a dielectric composition and an electronic component that are most suitable for electronic components such as ceramic capacitors and piezoelectric actuators used in the vicinity of SiC and GaN-based power devices and in high-temperature environments such as in an automobile engine room. can get.

10A、10B 電極
11 誘電体
21 誘電体層
22A、22B 内部電極層
23A、23B 端子電極
24 積層体
31 コア部
32 シェル部
100 セラミックコンデンサ
200 積層セラミックコンデンサ
10A, 10B Electrode 11 Dielectric 21 Dielectric layers 22A, 22B Internal electrode layers 23A, 23B Terminal electrode 24 Laminated body 31 Core portion 32 Shell portion 100 Ceramic capacitor 200 Multilayer ceramic capacitor

Claims (6)

Ba、Sr、Ti、Bi、X(XはNaおよびKからなる群から選ばれる少なくとも1種)およびY(Yは、Zn、Mg、Ca、Mn、Co、Ni、CuおよびSnからなる群から選ばれる少なくとも1種)を含む誘電体組成物であって、
前記誘電体組成物は、ペロブスカイト型構造を有する結晶粒子を含み、
前記結晶粒子の少なくとも一部が、コア部と前記コア部の周囲に存在するシェル部とからなるコアシェル粒子であり、
前記コア部に存在するBiの含有率が前記シェル部に存在するBiの含有率の1.01倍以上1.19倍以下であることを特徴とする誘電体組成物。
Ba, Sr, Ti, Bi, X (X is at least one selected from the group consisting of Na and K) and Y (Y is a group consisting of Zn, Mg, Ca, Mn, Co, Ni, Cu and Sn) A dielectric composition comprising at least one selected from
The dielectric composition includes crystal particles having a perovskite structure,
At least a part of the crystal particles is a core-shell particle composed of a core part and a shell part existing around the core part,
The dielectric composition, wherein the Bi content in the core portion is 1.01 to 1.19 times the Bi content in the shell portion.
前記誘電体組成物に含まれる全結晶粒子の個数に対する前記コアシェル粒子の個数割合をαとしたとき、0.10≦αであることを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。   2. The dielectric composition according to claim 1, wherein 0.10 ≦ α, where α is a ratio of the number of the core-shell particles to the total number of crystal particles contained in the dielectric composition. 前記誘電体組成物に含まれる前記Ba、前記Sr、前記Ti、前記Bi、前記Xおよび前記Yの合計を100原子%とした場合に、前記Ba、SrおよびBiの合計が28原子%以上53原子%以下であって、
前記Ba、前記Srおよび前記Biの合計を1.00としたときに、前記Baと前記Srとの合計の組成比をx、前記Biの組成比をyで表すと、前記xが0.06以上0.92以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の誘電体組成物。
When the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X, and Y contained in the dielectric composition is 100 atomic%, the total of Ba, Sr, and Bi is 28 atomic% or more 53 Less than atomic percent,
When the total of Ba, Sr, and Bi is 1.00, the total composition ratio of Ba and Sr is represented by x, and the composition ratio of Bi is represented by y, x is 0.06. The dielectric composition according to claim 1, wherein the dielectric composition is 0.92 or less.
前記結晶粒子を第1相とするとき、前記誘電体組成物は、前記第1相とは異なる組成を有する第2相を有しており、
前記第2相は、前記Ba、前記Sr、前記Ti、前記Bi、前記Xおよび前記Yの合計を100原子%とした場合に、前記Biと前記Xとの合計が56原子%以上であり、前記第2相において前記Xの含有率に対する前記Biの含有率の比(Biの含有率/Xの含有率)をβとしたとき、5≦β≦50であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の誘電体組成物。
When the crystal grains are in the first phase, the dielectric composition has a second phase having a composition different from that of the first phase;
In the second phase, when the total of Ba, Sr, Ti, Bi, X, and Y is 100 atomic%, the total of Bi and X is 56 atomic% or more, The ratio of the Bi content to the X content in the second phase (Bi content / X content) is β, and 5 ≦ β ≦ 50. 4. The dielectric composition according to any one of items 1 to 3.
前記誘電体組成物において、前記第2相の面積割合をγとした場合に、0<γ≦0.20であることを特徴とする請求項4に記載の誘電体組成物。   5. The dielectric composition according to claim 4, wherein 0 <γ ≦ 0.20 when the area ratio of the second phase is γ in the dielectric composition. 請求項1から5のいずれかに記載の誘電体組成物を含む誘電体層を備える電子部品。   An electronic component comprising a dielectric layer comprising the dielectric composition according to claim 1.
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