JP2019021816A - Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same - Google Patents
Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019021816A JP2019021816A JP2017140309A JP2017140309A JP2019021816A JP 2019021816 A JP2019021816 A JP 2019021816A JP 2017140309 A JP2017140309 A JP 2017140309A JP 2017140309 A JP2017140309 A JP 2017140309A JP 2019021816 A JP2019021816 A JP 2019021816A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal electrode
- main component
- ceramic
- concentration
- ceramic capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 22
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 2-(n-methyl-4-nitroanilino)acetonitrile Chemical compound N#CCN(C)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 tetragonal compound Chemical class 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
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。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same.
近年、スマートフォンや携帯電話などの電子機器の小型化に伴い、搭載される電子部品の小型化が急速に進んでいる。例えば、積層セラミックコンデンサにおいては、所定の特性を確保しつつ、チップサイズを小さくするために、誘電体層及び内部電極層の薄層化が進んでいる。 In recent years, along with miniaturization of electronic devices such as smartphones and mobile phones, miniaturization of electronic components to be mounted is rapidly progressing. For example, in a multilayer ceramic capacitor, the dielectric layer and the internal electrode layer have been made thinner in order to reduce the chip size while ensuring predetermined characteristics.
誘電体層の薄層化に伴い、1層の誘電体層に印加される電圧が増大し、誘電体層の寿命時間が短くなる。その結果、積層セラミックコンデンサの信頼性が低下するおそれがある。そこで、誘電体層にMo(モリブデン)やNb(ニオブ)、Ta(タンタル)、W(タングステン)などのドナー元素を添加する技術が開示されている(例えば、特許文献1〜4参照)。 As the dielectric layer is made thinner, the voltage applied to one dielectric layer increases, and the lifetime of the dielectric layer is shortened. As a result, the reliability of the multilayer ceramic capacitor may be reduced. Therefore, a technique for adding a donor element such as Mo (molybdenum), Nb (niobium), Ta (tantalum), or W (tungsten) to the dielectric layer is disclosed (for example, see Patent Documents 1 to 4).
しかしながら、エンドマージン領域やサイドマージン領域のドナー元素濃度が高いと、焼結遅れやチップ表面の異常粒成長などに起因して構造欠陥が生じ、その結果として積層セラミックコンデンサの信頼性が低下するおそれがある。 However, if the donor element concentration in the end margin region or side margin region is high, structural defects may occur due to sintering delay, abnormal grain growth on the chip surface, etc., and as a result, the reliability of the multilayer ceramic capacitor may be reduced. There is.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、信頼性を向上させ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。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor that can improve reliability and a method for manufacturing the same.
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、略直方体形状を有し、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成された積層構造を備え、前記積層構造において同じ端面に露出する内部電極層同士が異なる端面に露出する内部電極層を介さずに対向するエンドマージン領域、および前記積層構造において積層された複数の前記内部電極層が前記2端面以外の2側面に延びた端部を覆うように設けられたサイドマージン領域のうち、少なくとも一方のマージン領域における主成分セラミックに対するドナー元素濃度は、前記積層構造の前記誘電体層における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低いことを特徴とする。 In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, dielectric layers mainly composed of ceramic and internal electrode layers are alternately stacked to have a substantially rectangular parallelepiped shape, and the plurality of stacked internal electrode layers are alternately stacked. An end margin region having a laminated structure formed so as to be exposed at two opposing end faces, wherein the internal electrode layers exposed at the same end face in the laminated structure are opposed to each other without the internal electrode layers exposed at different end faces; and The donor for the main component ceramic in at least one of the side margin regions provided so that the plurality of internal electrode layers stacked in the stacked structure cover the end portions extending on the two side surfaces other than the two end surfaces The element concentration is lower than a donor element concentration with respect to a main component ceramic in the dielectric layer of the laminated structure.
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記マージン領域の主成分セラミックおよび前記積層構造の前記誘電体層の主成分セラミックは、チタン酸バリウムとしてもよい。 In the multilayer ceramic capacitor, the main component ceramic in the margin region and the main component ceramic in the dielectric layer of the multilayer structure may be barium titanate.
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記ドナー元素を、Moとしてもよい。 In the multilayer ceramic capacitor, the donor element may be Mo.
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、主成分セラミック粒子を含むグリーンシート上に、金属導電ペーストの第1パターンを配置する第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、主成分セラミック粒子を含む第2パターンを配置する第2工程と、前記第2工程によって得られた積層単位を、前記第1パターンの配置位置が交互にずれるように複数積層して得られたセラミック積層体を焼成する第3工程と、を含み、前記第2パターンにおける主成分セラミックに対するドナー元素の濃度を、前記グリーンシートにおける主成分セラミックに対するドナー元素の濃度よりも低くすることを特徴とする。 The method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes a first step of arranging a first pattern of a metal conductive paste on a green sheet containing main component ceramic particles, and a peripheral region of the metal conductive paste on the green sheet. In addition, a second step of arranging the second pattern including the main component ceramic particles and a stack unit obtained by the second step are obtained by laminating a plurality of layers so that the arrangement positions of the first pattern are alternately shifted. A third step of firing the ceramic laminate, wherein the concentration of the donor element relative to the main component ceramic in the second pattern is lower than the concentration of the donor element relative to the main component ceramic in the green sheet. To do.
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記ドナー元素は、Moとしてもよい。 In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, the donor element may be Mo.
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記第2パターンにおける主成分セラミックに対するMo濃度を、0.2atm%未満としてもよい。 In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, the Mo concentration with respect to the main component ceramic in the second pattern may be less than 0.2 atm%.
上記積層セラミックコンデンサの製造方法において、前記グリーンシートおよび前記第2パターンの主成分セラミックを、チタン酸バリウムとしてもよい。 In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, the main component ceramic of the green sheet and the second pattern may be barium titanate.
本発明によれば、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。 According to the present invention, the reliability of the multilayer ceramic capacitor can be improved.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
図1は、実施形態に係る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2は、図1のA−A線断面図である。図3は、図1のB−B線断面図である。図1〜図3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2端面に設けられた外部電極20a,20bとを備える。なお、積層チップ10の当該2端面以外の4面のうち、積層方向の上面および下面以外の2面を側面と称する。外部電極20a,20bは、積層チップ10の積層方向の上面、下面および2側面に延在している。ただし、外部電極20a,20bは、互いに離間している。
(Embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a multilayer
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20aが設けられた端面と、外部電極20b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20aと外部電極20bとに、交互に導通している。その結果、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、誘電体層11と内部電極層12との積層体において、積層方向の最外層には内部電極層12が配置され、当該積層体の上面および下面は、カバー層13によって覆われている。カバー層13は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層13の材料は、誘電体層11とセラミック材料の主成分が同じである。
The
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0.125mm、高さ0.125mmであり、または長さ0.4mm、幅0.2mm、高さ0.2mm、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。
The size of the multilayer
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。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、例えば、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。
The
図2で例示するように、外部電極20aに接続された内部電極層12と外部電極20bに接続された内部電極層12とが対向する領域は、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。そこで、当該領域を、容量領域14と称する。すなわち、容量領域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。
As illustrated in FIG. 2, a region where the
外部電極20aに接続された内部電極層12同士が、外部電極20bに接続された内部電極層12を介さずに対向する領域を、エンドマージン領域15と称する。また、外部電極20bに接続された内部電極層12同士が、外部電極20aに接続された内部電極層12を介さずに対向する領域も、エンドマージン領域15である。すなわち、エンドマージン領域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。エンドマージン領域15は、容量を生じない領域である。
A region where the
図3で例示するように、積層チップ10において、積層チップ10の2側面から内部電極層12に至るまでの領域をサイドマージン領域16と称する。すなわち、サイドマージン領域16は、上記積層構造において積層された複数の内部電極層12が2側面側に延びた端部を覆うように設けられた領域である。サイドマージン領域16も、容量を生じない領域である。
As illustrated in FIG. 3, in the
図4(a)は、サイドマージン領域16の断面の拡大図である。サイドマージン領域16は、誘電体層11と逆パターン層17とが、容量領域14における誘電体層11と内部電極層12との積層方向において交互に積層された構造を有する。容量領域14の各誘電体層11とサイドマージン領域16の各誘電体層11とは、互いに連続する層である。この構成によれば、容量領域14とサイドマージン領域16との段差が抑制される。
FIG. 4A is an enlarged view of a cross section of the
図4(b)は、エンドマージン領域15の断面の拡大図である。サイドマージン領域16との比較において、エンドマージン領域15では、積層される複数の内部電極層12のうち、1つおきにエンドマージン領域15の端面まで内部電極層12が延在する。また、内部電極層12がエンドマージン領域15の端面まで延在する層では、逆パターン層17が積層されていない。容量領域14の各誘電体層11とエンドマージン領域15の各誘電体層11とは、互いに連続する層である。この構成によれば、容量領域14とエンドマージン領域15との段差が抑制される。
FIG. 4B is an enlarged view of a cross section of the
誘電体層11は、例えば、ペロブスカイト構造を有する主成分セラミックの原材料粉末を焼成することによって得られる。焼成の際に原材料粉末が還元雰囲気にさらされるため、主成分セラミックに酸素欠陥が生じる。そこで、誘電体層11に、ABO3で表されるペロブスカイト構造のBサイトを置換し、ドナーとして機能するMo,Nb,Ta,Wなどを添加することが考えられる。ドナー元素を誘電体層11に添加することで、主成分セラミックの酸素欠陥の生成が抑制される。その結果、誘電体層11の寿命特性が向上して信頼性が向上し、高い誘電率が得られ、良好なバイアス特性が得られる。しかしながら、逆パターン層17においてもドナー元素を多く添加すると、主成分セラミックの粒成長が促進されることによる積層チップ10の表面での異常粒成長や、その影響で緻密化が阻害されることで、焼結遅れに起因した構造欠陥が生じる。または、逆パターン層17においてもドナー元素を多く添加すると、逆パターン層17の粒成長が促進されることにより、逆パターン層17近傍の内部電極層12の球状化に起因した構造欠陥が生じる。その結果、積層セラミックコンデンサ100の信頼性が低下するおそれがある。例えば、上記緻密化の阻害により、耐湿性が不足するようになる。球状化に起因した構造欠陥により、ショート率上昇、寿命低下、耐電圧(BDV)低下などの不具合が生じるようになる。
The
そこで、本実施形態においては、逆パターン層17における主成分セラミックに対するドナー元素濃度を、誘電体層11における主成分セラミックに対するMo濃度よりも低くする。この構成においては、積層チップ10の表面での異常粒成長や焼結遅れが抑制され、構造欠陥が抑制される。その結果、積層セラミックコンデンサ100の信頼性が向上する。
Therefore, in the present embodiment, the donor element concentration with respect to the main component ceramic in the
なお、焼成時のドナー元素の拡散により、エンドマージン領域15およびサイドマージン領域16(以下、マージン領域と総称することがある)の全体における主成分セラミックに対するドナー元素濃度が、容量領域14の誘電体層11における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低くなる。
Note that the concentration of the donor element relative to the main component ceramic in the entire
逆パターン層17におけるドナー元素量が多すぎると、積層チップ10の表面での異常粒成長や焼結遅れが十分に抑制されなくなるおそれがある。そこで、逆パターン層17におけるドナー元素濃度に上限を設けることが好ましい。本実施形態においては、一例として、ドナー元素としてMoを用いた場合、逆パターン層17において主成分セラミックに対するMo濃度を0.2atm%未満とすることが好ましく、0.1atm%以下とすることがより好ましい。なお、濃度(atm%)は、一般式ABO3で表されるペロブスカイト構造を有する主成分セラミックのBサイトを100atm%とした場合の濃度のことである。以下、同様とする。
If the amount of the donor element in the
なお、本実施形態においては、エンドマージン領域15およびサイドマージン領域16の両方における主成分セラミックに対するドナー元素濃度が、容量領域14の誘電体層11における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低くなっているが、それに限られない。例えば、いずれか一方のマージン領域における主成分セラミックに対するドナー元素濃度が、容量領域14の誘電体層11における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低くなっていればよい。
In the present embodiment, the donor element concentration relative to the main component ceramic in both the
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5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。
Then, the manufacturing method of the multilayer
(原料粉末作製工程)
まず、誘電体層11を形成するための誘電体材料を用意する。誘電体層11に含まれるAサイト元素およびBサイト元素は、通常はABO3の粒子の焼結体の形で誘電体層11に含まれる。例えば、BaTiO3は、ペロブスカイト構造を有する正方晶化合物であって、高い誘電率を示す。このBaTiO3は、一般的に、二酸化チタンなどのチタン原料と炭酸バリウムなどのバリウム原料とを反応させてチタン酸バリウムを合成することで得ることができる。誘電体層11を構成するセラミックの合成方法としては、従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾル−ゲル法、水熱法等が知られている。本実施形態においては、これらのいずれも採用することができる。
(Raw material powder production process)
First, a dielectric material for forming the
得られたセラミック粉末に、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、Mo,Nb,Ta,W,Mn(マンガン),V(バナジウム),Cr(クロム),希土類元素(Y(イットリウム),Sm(サマリウム),Eu(ユウロピウム),Gd(ガドリニウム),Tb(テルビウム),Dy(ジスプロシウム),Ho(ホロミウム),Er(エルビウム),Tm(ツリウム)およびYb(イッテルビウム))の酸化物、並びに、Co(コバルト),Ni,Li(リチウム),B(ホウ素),Na(ナトリウム),K(カリウム)およびSi(シリコン)の酸化物もしくはガラスが挙げられる。本実施形態においては、得られたセラミック粉末に、少なくとも、ドナー元素のうちいずれか1つを添加する。 A predetermined additive compound is added to the obtained ceramic powder according to the purpose. As additive compounds, Mo, Nb, Ta, W, Mn (manganese), V (vanadium), Cr (chromium), rare earth elements (Y (yttrium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium) , Tb (terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium) and Yb (ytterbium)), and Co (cobalt), Ni, Li (lithium), B (Boron), Na (sodium), K (potassium) and Si (silicon) oxide or glass. In the present embodiment, at least one of the donor elements is added to the obtained ceramic powder.
本実施形態においては、好ましくは、まず誘電体層11を構成するセラミックの粒子に添加化合物を含む化合物を混合して820〜1150℃で仮焼を行う。続いて、得られたセラミック粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック粉末を調製する。例えば、セラミック粉末の平均粒子径は、誘電体層11の薄層化の観点から、好ましくは50〜300nmである。例えば、上記のようにして得られたセラミック粉末について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。
In the present embodiment, preferably, first, the ceramic particles constituting the
次に、エンドマージン領域15およびサイドマージン領域16を形成するための逆パターン材料を用意する。上記の誘電体材料の作製工程と同様の工程により得られたチタン酸バリウムのセラミック粉末に、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、Mn,V,Cr,希土類元素(Y, Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,TmおよびYb)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。本実施形態においては、ドナー元素を添加しないか、誘電体材料と比較してドナー元素の添加量を少なくする。
Next, a reverse pattern material for forming the
本実施形態においては、好ましくは、まずエンドマージン領域15およびサイドマージン領域16を構成するセラミックの粒子に添加化合物を含む化合物を混合して820〜1150℃で仮焼を行う。続いて、得られたセラミック粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック粉末を調製する。例えば、セラミック粉末の平均粒子径は、誘電体材料に合わせて、好ましくは50〜300nmである。例えば、上記のようにして得られたセラミック粉末について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。
In the present embodiment, preferably, a compound containing an additive compound is first mixed with ceramic particles constituting the
(積層工程)
次に、得られた誘電体材料に、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0.8μm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。
(Lamination process)
Next, a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin, an organic solvent such as ethanol and toluene, and a plasticizer such as dioctyl phthalate (DOP) are added to the obtained dielectric material and wet mixed. Using the obtained slurry, for example, a band-shaped dielectric green sheet having a thickness of 0.8 μm or less is applied on a substrate by, for example, a die coater method or a doctor blade method and dried.
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内部電極形成用の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パターン(第1パターン)を配置する。金属導電ペーストには、共材としてセラミック粒子を添加する。セラミック粒子の主成分は、特に限定するものではないが、誘電体層11の主成分セラミックと同じであることが好ましい。例えば、平均粒子径が50nm以下のBaTiO3を均一に分散させてもよい。
Next, internal electrodes that are alternately drawn out to a pair of external electrodes having different polarities by printing a metal conductive paste containing an organic binder on the surface of the dielectric green sheet by screen printing, gravure printing, or the like. A layer pattern (first pattern) is arranged. Ceramic particles are added as a co-material to the metal conductive paste. The main component of the ceramic particles is not particularly limited, but is preferably the same as the main component ceramic of the
次に、逆パターン材料に、エチルセルロース系等のバインダと、ターピネオール系等の有機溶剤とを加え、ロールミルにて混練して逆パターンペーストを得た。誘電体グリーンシート上において、内部電極層パターンが印刷されていない周辺領域に逆パターンペーストを印刷することで逆パターン(第2パターン)を配置し、内部電極層パターンとの段差を埋める。 Next, an ethyl cellulose-based binder and a terpineol-based organic solvent were added to the reverse pattern material and kneaded by a roll mill to obtain a reverse pattern paste. On the dielectric green sheet, a reverse pattern (second pattern) is arranged by printing a reverse pattern paste in a peripheral region where the internal electrode layer pattern is not printed, thereby filling a step with the internal electrode layer pattern.
その後、内部電極層パターンおよび逆パターンが印刷された誘電体グリーンシートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれた誘電体グリーンシートを、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20a,20bに交互に引き出されるように、所定層数(例えば100〜500層)だけ積層する。積層した誘電体グリーン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)にカットし、その後に外部電極20a,20bとなる金属導電ペーストを、カットした積層体の両側面にディップ法等で塗布して乾燥させる。これにより、積層セラミックコンデンサ100の成型体が得られる。
Thereafter, the dielectric green sheet on which the internal electrode layer pattern and the reverse pattern are printed is punched to a predetermined size, and the punched dielectric green sheet is peeled off from the
(焼成工程)
このようにして得られた成型体を、250〜500℃のN2雰囲気中で脱バインダ処理した後に、酸素分圧10−5〜10−8atmの還元雰囲気中で1100〜1300℃で10分〜2時間焼成することで、各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、積層セラミックコンデンサ100が得られる。
(Baking process)
The molded body thus obtained was subjected to binder removal treatment in an N 2 atmosphere at 250 to 500 ° C., and then at 1100 to 1300 ° C. for 10 minutes in a reducing atmosphere having an oxygen partial pressure of 10 −5 to 10 −8 atm. By firing for 2 hours, each compound sinters and grows. In this way, the multilayer
(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。
(めっき処理工程)
その後、めっき処理により、外部電極20a,20bに、Cu,Ni,Sn等の金属コーティングを行ってもよい。
(Reoxidation process)
It may then be subjected to re-oxidizing treatment at 600 ° C. to 1000 ° C. in an N 2 gas atmosphere.
(Plating process)
Thereafter, a metal coating such as Cu, Ni, or Sn may be applied to the
本実施形態に係る製造方法によれば、逆パターン材料における主成分セラミックに対するドナー元素濃度が、誘電体材料における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低くなる。この場合、焼成工程において、積層チップ10の表面での異常粒成長や焼結遅れが抑制され、構造欠陥が抑制される。その結果、積層セラミックコンデンサ100の信頼性が向上する。
According to the manufacturing method according to the present embodiment, the donor element concentration with respect to the main component ceramic in the reverse pattern material is lower than the donor element concentration with respect to the main component ceramic in the dielectric material. In this case, in the firing step, abnormal grain growth and sintering delay on the surface of the
逆パターン材料におけるドナー元素量が多すぎると、積層チップ10の表面での異常粒成長や焼結遅れが十分に抑制されなくなるおそれがある。そこで、逆パターン材料におけるドナー元素濃度に上限を設けることが好ましい。本実施形態においては、一例として、ドナー元素としてMoを用いた場合、逆パターン材料における主成分セラミックに対するMo濃度を0,2atm%未満とすることが好ましく、0.1atm%以下とすることがより好ましく、ゼロとすることがさらに好ましい。
If the amount of the donor element in the reverse pattern material is too large, there is a possibility that abnormal grain growth and sintering delay on the surface of the
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。 Hereinafter, the multilayer ceramic capacitor according to the embodiment was produced, and the characteristics were examined.
(実施例1,2)
(誘電体材料の作製)
チタン酸バリウム粉末(平均粒子径0.15μm)100atm%に対して、Ho濃度が0.4atm%、Mn濃度が0.2atm%、V濃度が0.1atm%、Si濃度が0.6atm%、Mo濃度が0.2atm%となるようにHo2O3、MnCO3、V2O5、SiO2、およびMoO3を秤量し、ボールミルで十分に湿式混合粉砕して誘電体材料を得た。
(Examples 1 and 2)
(Production of dielectric material)
For barium titanate powder (average particle size 0.15 μm) 100 atm%, Ho concentration is 0.4 atm%, Mn concentration is 0.2 atm%, V concentration is 0.1 atm%, Si concentration is 0.6 atm%, Ho 2 O 3 , MnCO 3 , V 2 O 5 , SiO 2 , and MoO 3 were weighed so that the Mo concentration was 0.2 atm%, and sufficiently wet mixed and pulverized with a ball mill to obtain a dielectric material.
(逆パターン材料の作製)
実施例1においては、チタン酸バリウム粉末(平均粒子径0.15μm)100atm%に対し、Ho濃度が0.4atm%、Mn濃度が2atm%、V濃度が0.1atm%、Si濃度が2atm%、B濃度が0.3atm%となるように、Ho2O3、MnCO3、V2O5、SiO2、およびB2O3を秤量した。実施例2においては、さらにMo濃度が0.1atm%となるようにMoO3を秤量した。その後、ボールミルで十分に湿式混合粉砕して逆パターン材料を得た。
(Production of reverse pattern material)
In Example 1, the Ho concentration is 0.4 atm%, the Mn concentration is 2 atm%, the V concentration is 0.1 atm%, and the Si concentration is 2 atm% with respect to 100 atm% of the barium titanate powder (average particle size 0.15 μm). , Ho 2 O 3 , MnCO 3 , V 2 O 5 , SiO 2 , and B 2 O 3 were weighed so that the B concentration was 0.3 atm%. In Example 2, MoO 3 was weighed so that the Mo concentration was 0.1 atm%. Thereafter, the mixture was sufficiently wet-mixed and pulverized with a ball mill to obtain a reverse pattern material.
(逆パターンペーストの作製)
逆パターン材料に有機バインダとしてエチルセルロース系、溶剤としてターピネオール系を加えてロールミルにて混練して逆パターンペーストを得た。
(Preparation of reverse pattern paste)
The reverse pattern paste was obtained by adding ethyl cellulose type as an organic binder and terpineol type as a solvent to the reverse pattern material and kneading with a roll mill.
(積層セラミックコンデンサの作製)
誘電体材料に有機バインダとしてブチラール系、溶剤としてトルエン、エチルアルコールを加えてドクターブレード法にて焼結後の誘電体層11の厚みが0.8μmになるようにグリーンシートを作製した。得られたシートに内部電極形成用ペーストをスクリーン印刷して内部電極を形成、逆パターンペーストを内部電極が無い部分にスクリーン印刷して内部電極の段差を埋めた。印刷したシートを250枚重ね、その上下にカバーシートをそれぞれ30μmずつ積層した。その後、熱圧着により積層体を得て、所定の形状に切断した。得られた積層体にNi外部電極をディップ法で形成し、N2雰囲気で脱バインダ処理の後、還元雰囲気下(O2分圧:10−5〜10−8atm)、1250℃で焼成して焼結体を得た。形状寸法は、長さ0.6mm、幅0.3mm、高さ0.3mmであった。焼結体をN2雰囲気下800℃の条件で再酸化処理を行った後、めっき処理して外部電極端子の表面にCu,Ni,Snの金属コーティングを行い、積層セラミックコンデンサを得た。なお焼成後においてNi内部電極の厚みは1.0μmであった。
(Production of multilayer ceramic capacitor)
A green sheet was prepared by adding butyral as an organic binder and toluene and ethyl alcohol as solvents to the dielectric material, so that the thickness of the
(比較例1)
比較例1においては、逆パターン材料を作製する工程において、チタン酸バリウム粉末(平均粒子径0.15μm)100atm%に対し、Ho濃度が0.4atm%、Mn濃度が2atm%、V濃度が0.1atm%、Si濃度が2atm%、B濃度が0.3atm%、Mo濃度が0.2atm%となるように、Ho2O3、MnCO3、V2O5、SiO2、B2O3およびMoO3を秤量した。その他の条件は実施例1と同様とした。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, in the process of producing the reverse pattern material, the Ho concentration is 0.4 atm%, the Mn concentration is 2 atm%, and the V concentration is 0 with respect to 100 atm% of the barium titanate powder (average particle diameter 0.15 μm). 0.1 atm%, Si concentration at 2 atm%, B concentration at 0.3 atm%, and Mo concentration at 0.2 atm%, Ho 2 O 3 , MnCO 3 , V 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 And MoO 3 were weighed. Other conditions were the same as in Example 1.
(比較例2)
比較例2においては、誘電体材料を作製する工程において、チタン酸バリウム粉末(平均粒子径0.15μm)100atm%に対して、Ho濃度が0.4atm%、Mn濃度が0.2atm%、V濃度が0.1atm%、Si濃度が0.6atm%となるようにHo2O3、MnCO3、V2O5およびSiO2を秤量し、Mo源を添加しなかった。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, in the step of manufacturing the dielectric material, the Ho concentration is 0.4 atm%, the Mn concentration is 0.2 atm%, and V is 100 atm% of the barium titanate powder (average particle diameter 0.15 μm). Ho 2 O 3 , MnCO 3 , V 2 O 5 and SiO 2 were weighed so that the concentration was 0.1 atm% and the Si concentration was 0.6 atm%, and no Mo source was added. Other conditions were the same as in Example 1.
(分析)
実施例1,2および比較例1,2に対してHALT(高温加速寿命試験:Highly Accelerated Limit Test)不良率および容量取得率を測定した。HALT不良率の測定においては、125℃−12Vdc−120min−100個のHALT試験を実施し、ショート不良率5%未満を合格(○)とし、5%以上10%未満を△とし、10%以上を不合格(×)とした。容量取得率の測定においては、容量をLCRメーターにて測定した。この測定値と、誘電体材料の誘電率(予め誘電体材料のみでφ=10mm×T=1mmの円板状焼結体を作製して容量を測定し、誘電率を算出)、内部電極の交差面積、誘電体セラミック層厚み、積層枚数から計算される設計値を比較し、容量取得率(測定値/設計値×100)が95%〜105%のものを合格(○)とした。
(analysis)
HALT (Highly Accelerated Limit Test) defect rate and capacity acquisition rate were measured for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. In the measurement of the HALT defect rate, 125 ° C-12Vdc-120min-100 HALT tests are performed, a short defect rate of less than 5% is accepted (◯), 5% or more and less than 10% is △, and 10% or more. Was rejected (x). In measuring the capacity acquisition rate, the capacity was measured with an LCR meter. This measured value and the dielectric constant of the dielectric material (preparing a disk-shaped sintered body of φ = 10 mm × T = 1 mm using only the dielectric material and measuring the capacitance to calculate the dielectric constant) The design values calculated from the crossing area, the dielectric ceramic layer thickness, and the number of laminated layers were compared, and those having a capacity acquisition rate (measured value / design value × 100) of 95% to 105% were determined to be acceptable (◯).
図6は、測定結果を示す図である。なお、図6において、「マージン」の欄は、マージン領域において誘電体材料と逆パターン材料とが交互に積層されることから、誘電体材料と逆パターン材料との平均値が示されている。比較例1では、HALT不良率が31%と大きくなった。これは、逆パターン材料にもMoを多く添加したことで、積層チップ10の表面での異常粒成長や、焼結遅れに起因して、構造欠陥が生じたからであると考えられる。次に、比較例2でも、HALT不良率が50%と大きくなった。これは、誘電体材料にMoを添加しなかったことで、誘電体層11の寿命時間を長くできなかったからであると考えられる。これらに対して、実施例1,2のいずれにおいても、HALT不良率が10%未満となった。これは、逆パターン材料における主成分セラミックに対するMo濃度を誘電体材料における主成分セラミックに対するMo濃度よりも低くしたことで、誘電体層11の寿命時間が長くなり、積層チップ10の表面での異常粒成長や焼結遅れが抑制され、構造欠陥が抑制されたからであると考えられる。なお、焼成後のマージン領域の全体における主成分セラミックに対するMo濃度は、容量領域14の誘電体層11における主成分セラミックに対するMo濃度よりも低くなっていた。
FIG. 6 is a diagram showing the measurement results. In FIG. 6, the “margin” column shows the average value of the dielectric material and the reverse pattern material because the dielectric material and the reverse pattern material are alternately laminated in the margin region. In Comparative Example 1, the HALT defect rate increased to 31%. This is presumably because structural defects occurred due to abnormal grain growth on the surface of the
次に、実施例2に対して実施例1のHALT不良率が低くなった。これは、実施例1において逆パターン材料にMoを添加しなかったことで、マージン領域における主成分セラミックに対するMo濃度がより低くなったからであると考えられる。 Next, the HALT defect rate of Example 1 was lower than that of Example 2. This is presumably because the Mo concentration with respect to the main component ceramic in the margin region became lower because Mo was not added to the reverse pattern material in Example 1.
なお、比較例1,2では実施例1,2と比較して容量取得率にバラツキが生じた。比較例1では、容量取得率が低くなった。これは、Mo過剰でサイドマージン付近の粒成長が促進され、内部電極端部のNiが球状化(連続性が低下)して容量取得率が低下したものと考えられる。比較例2では、容量取得率が高くなった。これは、比較例2では粒成長を促進するMoが添加されなかったからであり、さらに、添加剤総量が少なくなったことで比誘電率が若干上昇したからであると考えられる。 In Comparative Examples 1 and 2, the capacity acquisition rate varied compared to Examples 1 and 2. In Comparative Example 1, the capacity acquisition rate was low. This is considered to be because Mo growth promoted grain growth in the vicinity of the side margin, and Ni at the end of the internal electrode was spheroidized (continuity decreased), resulting in a decrease in capacity acquisition rate. In Comparative Example 2, the capacity acquisition rate was high. This is presumably because Mo for promoting grain growth was not added in Comparative Example 2, and the relative dielectric constant slightly increased due to the decrease in the total amount of additives.
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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 積層チップ
11 誘電体層
12 内部電極層
13 カバー層
14 容量領域
15 エンドマージン領域
16 サイドマージン領域
17 逆パターン層
20a,20b 外部電極
100 積層セラミックコンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記積層構造において同じ端面に露出する内部電極層同士が異なる端面に露出する内部電極層を介さずに対向するエンドマージン領域、および前記積層構造において積層された複数の前記内部電極層が前記2端面以外の2側面に延びた端部を覆うように設けられたサイドマージン領域のうち、少なくとも一方のマージン領域における主成分セラミックに対するドナー元素濃度は、前記積層構造の前記誘電体層における主成分セラミックに対するドナー元素濃度よりも低いことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 Dielectric layers mainly composed of ceramics and internal electrode layers are alternately stacked so as to have a substantially rectangular parallelepiped shape, and the plurality of stacked internal electrode layers are exposed on two opposing end surfaces. With a formed laminated structure,
In the laminated structure, the internal electrode layers exposed at the same end face are opposed to each other without the internal electrode layers exposed at different end faces, and the plurality of internal electrode layers laminated in the laminated structure are the two end faces. Among the side margin regions provided so as to cover the end portions extending to the other two side surfaces, the donor element concentration with respect to the main component ceramic in at least one margin region is set to the main component ceramic in the dielectric layer of the multilayer structure. A multilayer ceramic capacitor having a lower concentration than a donor element.
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、主成分セラミック粒子を含む第2パターンを配置する第2工程と、
前記第2工程によって得られた積層単位を、前記第1パターンの配置位置が交互にずれるように複数積層して得られたセラミック積層体を焼成する第3工程と、を含み、
前記第2パターンにおける主成分セラミックに対するドナー元素の濃度を、前記グリーンシートにおける主成分セラミックに対するドナー元素の濃度よりも低く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。 A first step of disposing a first pattern of a metal conductive paste on a green sheet containing main component ceramic particles;
A second step of disposing a second pattern containing main component ceramic particles in a peripheral region of the metal conductive paste on the green sheet;
A third step of firing a ceramic laminate obtained by laminating a plurality of lamination units obtained in the second step so that the arrangement positions of the first patterns are alternately shifted, and
A method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor, wherein a concentration of a donor element with respect to a main component ceramic in the second pattern is lower than a concentration of a donor element with respect to the main component ceramic in the green sheet.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140309A JP2019021816A (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same |
TW107123839A TWI814730B (en) | 2017-07-19 | 2018-07-10 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
KR1020180081417A KR102492594B1 (en) | 2017-07-19 | 2018-07-13 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
CN201810782204.3A CN109285698B (en) | 2017-07-19 | 2018-07-17 | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same |
US16/039,171 US10964481B2 (en) | 2017-07-19 | 2018-07-18 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof |
US17/179,154 US11631540B2 (en) | 2017-07-19 | 2021-02-18 | Multilayer ceramic capacitor of barium titanate ceramic doped with molybdenum and manufacturing method thereof |
JP2022166833A JP2022188286A (en) | 2017-07-19 | 2022-10-18 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of them |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017140309A JP2019021816A (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022166833A Division JP2022188286A (en) | 2017-07-19 | 2022-10-18 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of them |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019021816A true JP2019021816A (en) | 2019-02-07 |
Family
ID=65353229
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017140309A Pending JP2019021816A (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same |
JP2022166833A Pending JP2022188286A (en) | 2017-07-19 | 2022-10-18 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of them |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022166833A Pending JP2022188286A (en) | 2017-07-19 | 2022-10-18 | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of them |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP2019021816A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114446645A (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 太阳诱电株式会社 | Ceramic electronic device and method for manufacturing the same |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002043162A (en) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Tokin Ceramics Corp | Method for manufacturing nonreducing dielectric material |
JP2007173714A (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Kyocera Corp | Laminated ceramic capacitor, and method of manufacturing same |
JP2009016796A (en) * | 2007-06-08 | 2009-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | Multi-layered ceramic electronic component |
JP2012069575A (en) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Tdk Corp | Laminate type electronic component |
WO2012117945A1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 株式会社 村田製作所 | Layered ceramic capacitor |
JP2016127120A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 太陽誘電株式会社 | Multilayer ceramic capacitor |
JP2017038036A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | Multilayer ceramic electronic component and method of manufacturing the same |
JP2017228737A (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 太陽誘電株式会社 | Multilayer ceramic capacitor, ceramic powder, and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI448444B (en) * | 2010-08-11 | 2014-08-11 | Hitachi Ltd | A glass composition for an electrode, a paste for an electrode for use, and an electronic component to which the electrode is used |
KR20130005518A (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-16 | 삼성전기주식회사 | Conductive paste composition for internal electrode and multilayer ceramic electronic component |
JP2015156470A (en) * | 2014-01-14 | 2015-08-27 | Tdk株式会社 | Laminated ceramic electronic component |
-
2017
- 2017-07-19 JP JP2017140309A patent/JP2019021816A/en active Pending
-
2022
- 2022-10-18 JP JP2022166833A patent/JP2022188286A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002043162A (en) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Tokin Ceramics Corp | Method for manufacturing nonreducing dielectric material |
JP2007173714A (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Kyocera Corp | Laminated ceramic capacitor, and method of manufacturing same |
JP2009016796A (en) * | 2007-06-08 | 2009-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | Multi-layered ceramic electronic component |
JP2012069575A (en) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Tdk Corp | Laminate type electronic component |
WO2012117945A1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 株式会社 村田製作所 | Layered ceramic capacitor |
JP2016127120A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 太陽誘電株式会社 | Multilayer ceramic capacitor |
JP2017038036A (en) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | Multilayer ceramic electronic component and method of manufacturing the same |
JP2017228737A (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 太陽誘電株式会社 | Multilayer ceramic capacitor, ceramic powder, and manufacturing method thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114446645A (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 太阳诱电株式会社 | Ceramic electronic device and method for manufacturing the same |
US11948753B2 (en) | 2020-10-30 | 2024-04-02 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Manufacturing method of multilayer ceramic electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022188286A (en) | 2022-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102648161B1 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
KR102492594B1 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP6955363B2 (en) | Multilayer ceramic capacitors and their manufacturing methods | |
JP7424740B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and its manufacturing method | |
JP6823975B2 (en) | Multilayer ceramic capacitors and their manufacturing methods | |
US20220230812A1 (en) | Multilayer ceramic capacitor having controlled concentration of rare earth element | |
US10242801B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of multilayer ceramic capacitor | |
JP6823976B2 (en) | Multilayer ceramic capacitors and their manufacturing methods | |
JP2019149392A (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2018195672A (en) | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same | |
JP2018181940A (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
KR20210063238A (en) | Ceramic electronic component and method of manufacturing the same | |
JP2018133501A (en) | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same | |
JP2018139253A (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2021002646A (en) | Ceramic electronic component and method of manufacturing the same | |
JP2019145684A (en) | Ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2022188286A (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of them | |
JP7015121B2 (en) | Multilayer ceramic capacitors and their manufacturing methods | |
JP2021136375A (en) | Ceramic electronic component and manufacturing method thereof | |
JP2022154959A (en) | Ceramic electronic component and manufacturing method thereof | |
JP2021082644A (en) | Manufacturing method of ceramic electronic component | |
JP2018195799A (en) | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same | |
WO2024038727A1 (en) | Multilayer ceramic electronic component and method for manufacturing multilayer ceramic electronic component | |
KR20240104031A (en) | Multilayer ceramic electronic component and method for manufacturing multilayer ceramic electronic component | |
JP2021158276A (en) | Ceramic raw material powder, ceramic electronic component manufacturing method, and ceramic raw material powder manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200707 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210525 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220307 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220719 |