JP2018174336A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層セラミックコンデンサ10は、セラミック素体12とセラミック素体12の両端面にそれぞれ形成された外部電極とから構成される。セラミック素体12は、複数の内層用セラミック層20および該複数の内層用セラミック層20同士の界面に配設された複数の第1および第2の内部電極22、24により構成される内層部26と、内層部26を積層方向に挟むように配設された外層部28、30と、内層部26および外層部28、30を幅方向に挟むように配設されたサイドマージン部32、34とで構成される。サイドマージン部32、34の内側から外側に向かって空隙部が減少している。ここで、空隙部とは、空間もしくはガラスが埋まっている箇所と混在している状況である。
【選択図】図3
Description
第2の内部電極に接続された第2の外部電極とを含み、積層体を積層方向からみた断面で、第1主面から第2の主面まで第1の側面及び第2の側面に沿って延び、第1の内部電極と第2の内部電極が存在しない領域をサイドマージン部とすると、サイドマージン部は、積層体の第1および第2の側面側にそれぞれ位置するアウター層と、第1および第2内部電極側に位置するインナー層を有し、アウター層の厚み寸法は、インナー層の厚み寸法よりも大きい、積層セラミックコンデンサである。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、積層された複数の誘電体層と複数の内部電極を含む積層体と、内部電極に電気的に接続された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、積層体は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面、積層方向と直交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面、並びに積層方向および幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面を含む直方体状に形成され、複数の内部電極は、第1の端面に露出する第1の内部電極と、第1の内部電極と誘電体層を介して対向するように第2の端面に露出する第2の内部電極とを含み、複数の外部電極は、第1の端面を覆うように形成され、且つ第1の内部電極に電気的に接続された第1の外部電極と、第2の端面を覆うように形成され、且つ第2の内部電極に接続された第2の外部電極とを含み、積層体を積層方向からみた断面で、第1主面から第2の主面まで第1の側面及び第2の側面に沿って延び、第1の内部電極と第2の内部電極が存在しない領域をサイドマージン部とすると、サイドマージン部は、積層体の第1および第2の側面側にそれぞれ位置するアウター層と、第1および第2内部電極側に位置するインナー層の2層によって構成され、アウター層の厚み寸法は、インナー層の厚み寸法よりも大きい、積層セラミックコンデンサである。
また、サイドマージン部を、内部電極側のインナー部と、セラミック素体の側面側のアウター部との2層に形成した場合でも、サイドマージン部からセラミック素体の内側に向かって、水分の浸入を抑制することができるため、積層セラミックコンデンサの耐湿性を向上させることができる。
このように、サイドマージン部32,34が形成された積層体チップを焼結させるときに、セラミック素体12における内部電極が備えられる内層部を焼結させるための条件であっても、このサイドマージン部32,34の内側から外側に向かって、空隙部を少なくすることができるため、サイドマージン部32,34からセラミック素体12の内側に向かって、水分の浸入が抑制されることから、積層セラミックコンデンサの耐湿性を向上させることができる。したがって、信頼性を向上させた積層セラミックコンデンサを提供することができる。
ここで、空隙部とは、空間もしくはガラスが埋まっている箇所と混在している状況である。空隙部の数は、30μm×30μmの範囲を倍率5000でSEMにより撮像し、カウントすることで確認できる。
また、倍率20000〜50000倍でSEM撮影し、撮像範囲のグレインを選択しその大きさの平均(たとえば、50個)を算出することで、アウター部32a,34aおよびインナー部32b,34bにおけるグレインサイズの大きさの違いを把握することができる。
内層部20の内層用セラミック層20<アウター部32a,34a<インナー部32b,34b、
である。
このように、このサイドマージン部が内部電極側のインナー部と側面側のアウター部との2層に形成され、インナー部のBa含有量がアウター部のBaの含有量より多いことが好ましい。こうすることで、サイドマージン部を有する積層セラミックコンデンサの信頼性を向上させることができる。
すなわち、セラミック素体12のサイドマージン部の内側から外側に向かって、セラミック誘電体からなるセラミック粒子間のBaの含有量が減少している。そのため、サイドマージン部32,34が形成された積層体チップを焼結させるときに、セラミック素体12における内部電極が備えられる内層部を焼結させるための条件であっても、サイドマージン部32,34の外側の領域における誘電体セラミック粒子の粒成長を促進させることで、より緻密に焼結することができるため、サイドマージン部の外側を構成する誘電体セラミック層における空隙部を少なくすることができることから、サイドマージン部32,34からセラミック素体12の内側に向かって水分の侵入を防ぐことができる。
なお、このようなサイドマージン部32,34のセラミック粒子間における添加剤であるBaの含有量が異なる。なお、Baの含有量の違いは、TEM分析により見出すことができる。
アウター部32a,34aは、Ba:1.000より大きく1.020未満、
インナー部32b,34bは、Ba:1.020より大きく1.040未満、
となるように調合していることが好ましい。こうすることで、サイドマージン部を有する積層セラミックコンデンサの信頼性を向上させることができる。
まず、誘電体セラミック材料として、BaおよびTiを含むペロブスカイト型化合物が準備される。この誘電体セラミック材料から得られた誘電体粉末に、添加剤として、Si、Mg、Baのうちの少なくとも1種、有機バインダ、有機溶剤、可塑剤および分散剤を所定の割合で混合し、セラミックスラリーが作製される。このセラミックスラリーは、樹脂フィルム(図示せず)上にセラミックグリーンシート50a(50b)として複数枚、成形される。セラミックグリーンシート50a(50b)の成形は、たとえば、ダイコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータ等を用いて行われる。
また、積層体チップ60の両側面には、セラミックグリーンシート50aの導電膜52aおよびセラミックグリーンシート50bの導電膜52bのそれぞれが露出している面となる。
次に、サイドマージン部32,34となるサイドマージン用セラミックグリーンシートが準備される。以下、より詳細に説明する。
1.実施例および比較例
実験例では、以下に示す実施例および比較例の積層セラミックコンデンサの各試料が製造され、積層セラミックコンデンサの耐湿負荷試験による評価が行われた。
実施例では、上述の方法で図1に示す積層セラミックコンデンサ10を製造した。この場合、積層セラミックコンデンサ10の外形寸法を長さ0.6mm、幅0.3mm、高さ0.3mmとした。実施例では、サイドマージン部32,34における添加剤であるBaについて、Ti:1molに対するBaのモル比は、アウター部32a,34aが1.020とし、インナー部32b,34bが1.028とした。また、サイドマージン部32,34の厚みは20μmとし、アウター部32a,34aの厚みを16μmとし、インナー部32b,34bの厚みを4μmとした。また、内層用セラミック層20の厚みは、1層あたり0.83μmとし、第1および第2の内部電極22,24の1層あたりの厚みは、0.40μmとし、外層部28および外層部30の厚みは、それぞれ25μmとした。なお、厚みの数値は、全て焼成後の数値である。また、内層用セラミック層20の積層枚数は、280層とした。
比較例では、サイドマージン部の添加材であるBaについて、Ti:1molに対するBaのモル比を一様に1.020とした以外は、実施例と同じ条件で積層セラミックコンデンサを製造した。
実施例および比較例の各試料に対して、耐湿負荷試験を行った。耐湿負荷試験の条件は、相対湿度95%、温度40度とし、定格電圧6.3Vを印加して行った。そして、各試料の絶縁抵抗値を測定し、1.0×106[Ω]以内の絶縁抵抗の劣化が起きた場合を不良と判定した。この耐湿負荷試験には、実施例および比較例の試料それぞれ36個ずつ準備した。
したがって、実施例ではすべての試料で、信頼性の高い積層セラミックコンデンサを得ることができた。
12 セラミック素体
13 第1の端面
14 第2の端面
15 第1の側面
16 第2の側面
17 第1の主面
18 第2の主面
20 内層用セラミック層
22 第1の内部電極
24 第2の内部電極
26 内層部
28、30 外層部
32、34 サイドマージン部
32a、34a アウター部
32b、34b インナー部
40、42 外部電極
40a、42a 電極層
40b、42b 第1のめっき層
40c、42c 第2のめっき層
50a、50b セラミックグリーンシート
52a、52b 導電膜
60 積層体チップ
Claims (12)
- 積層された複数の誘電体層と複数の内部電極を含む積層体と、前記内部電極に電気的に接続された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、
前記積層体は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面、積層方向と直
交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面、並びに積層方向および幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面を含む直方体状に形成され、
前記複数の内部電極は、前記第1の端面に露出する第1の内部電極と、前記第1の内部電極と誘電体層を介して対向するように前記第2の端面に露出する第2の内部電極とを含み、
前記複数の外部電極は、前記第1の端面を覆うように形成され、且つ前記第1の内部電極に電気的に接続された第1の外部電極と、前記第2の端面を覆うように形成され、且つ前記第2の内部電極に接続された第2の外部電極とを含み、
前記積層体を積層方向からみた断面で、前記第1主面から前記第2の主面まで前記第1の側面及び前記第2の側面に沿って延び、前記第1の内部電極と前記第2の内部電極が存在しない領域をサイドマージン部とすると、
前記サイドマージン部は、前記積層体の前記第1および第2の側面側にそれぞれ位置するアウター層と、前記第1および第2内部電極側に位置するインナー層を有し
前記アウター層の厚み寸法は、前記インナー層の厚み寸法よりも大きい、積層セラミックコンデンサ。 - 積層された複数の誘電体層と複数の内部電極を含む積層体と、前記内部電極に電気的に接続された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、
前記積層体は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面、積層方向と直交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面、並びに積層方向および幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面を含む直方体状に形成され、
前記複数の内部電極は、前記第1の端面に露出する第1の内部電極と、前記第1の内部電極と誘電体層を介して対向するように前記第2の端面に露出する第2の内部電極とを含み、
前記複数の外部電極は、前記第1の端面を覆うように形成され、且つ前記第1の内部電極に電気的に接続された第1の外部電極と、前記第2の端面を覆うように形成され、且つ前記第2の内部電極に接続された第2の外部電極とを含み、
前記積層体を積層方向からみた断面で、前記第1主面から前記第2の主面まで前記第1の側面及び前記第2の側面に沿って延び、前記第1の内部電極と前記第2の内部電極が存在しない領域をサイドマージン部とすると、
前記サイドマージン部は、前記積層体の前記第1および第2の側面側にそれぞれ位置するアウター層と、前記第1および第2内部電極側に位置するインナー層の2層によって構成され、
前記アウター層の厚み寸法は、前記インナー層の厚み寸法よりも大きい、積層セラミックコンデンサ。 - 前記アウター層の幅方向の寸法は、5μm以上20μm以下である、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記インナー層の幅方向の寸法は、0.1μm以上20μm以下である、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記誘電体層の厚みは、0.3μm以上10μm以下である、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記内部電極の厚みは、0.3μm以上2.0μm以下である、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記サイドマージン層は、前記内部電極のための導電膜が露出する積層体チップの両側面にセラミックスラリー、またはセラミックグリーンシートが付着されることで形成される、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記積層体は、複数の前記誘電体層および前記複数の誘電体層同士の界面に配設された複数の前記第1の内部電極および前記第2の内部電極により構成される内層部と、
前記内層部を積層方向に挟むように配設された外層部と、
を含む、請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記外層部の厚みは、15μm以上である、請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記外層部の厚みは、40μm以下である、請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記外層部は、前記内層部を構成する誘電体層と同じ誘電体セラミック材料で構成されている、請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記外層部は、前記内層部を構成する誘電体層と異なる誘電体セラミック材料で構成されている、請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
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