JP2019212716A - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
まず、図7で例示するように、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。
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、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。
このようにして得られた成型体を、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。
その後、N2ガス雰囲気中で600℃〜1000℃で再酸化処理を行ってもよい。
その後、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。
図8(a)に示すように、カバー層13の表面において、X軸方向に沿った中心線付近の領域(中心線から両方の側面側に50μm以内の領域)と、側面側の領域(側面から中心線の方に50μm以内の領域)とにおいて、それぞれ任意の5点において引張応力のX軸方向成分を測定した。それぞれの領域において測定した5点分のスペクトルにおいて、図8(b)に示すように、A(1TO)振動に由来するピークのトップの波数(図8(b)では点線における波数)を読み取り、5点分の平均値を算出した。図9は、中心線付近の領域の平均値および側面側の領域の平均値を示す図である。図9に示すように、中心線付近の引張応力のX軸方向成分は、側面側の領域の引張応力のX軸方向成分よりも大きくなっている。図10は、中心線付近の領域と側面側の領域との間の領域についての測定結果を示す図である。図10において、模様が濃いほど引張応力が大きく、模様が薄いほど引張応力が小さいことを意味する。図10に示すように、中心線付近から側面側にかけて徐々に引張応力のX軸方向成分が低くなっていることがわかる。これらの結果は、ただし、BaTiO3のc/a比の値が、カバー材料<サイドマージン材料<誘電体材料となるようにしたからであると考えられる。
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
20a,20b 外部電極
100 積層セラミックコンデンサ
Claims (5)
- 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と、
前記積層構造の積層方向の上面および下面の少なくともいずれか一方に設けられ、前記誘電体層と主成分が同じカバー層と、を備え、
前記カバー層の表面において、前記2端面が対向する第1方向に引張応力が残留し、前記積層構造の2側面が対向する第2方向の中心側の前記引張応力が前記2側面側端の前記引張応力よりも大きいことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記第1方向の中心を通る前記第2方向の中心において、前記引張応力が最も高く、当該第2方向の中心から側面側端にかけて、前記引張応力が徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項1記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記第1方向の中心を通る前記第2方向において、前記引張応力の最大値と最小値との差が50MPa以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 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内部電極層パターンを配置する第1工程と、
前記第1工程によって得られた積層単位を、前記内部電極層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の積層方向の上面および下面の少なくともいずれか一方に主成分セラミック粒子を含むカバーシートを配置する第2工程と、
前記セラミック積層体の前記内部電極層パターンが露出する側面に主成分セラミック粒子を含むサイドマージンシートを配置して焼成する第3工程と、を含み、
前記グリーンシート、前記サイドマージンシートおよび前記カバーシートの主成分セラミックに関して、前記焼成の際の焼結に起因する収縮量が、前記カバーシート>前記サイドマージンシート>前記グリーンシートとなるように、前記グリーンシート、前記サイドマージンシートおよび前記カバーシートの材料を調整することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。 - 前記グリーンシート、前記サイドマージンシートおよび前記カバーシートの主成分セラミックに関して、c/a比の値が、前記カバーシート<前記サイドマージンシート<前記グリーンシートであることを特徴とする請求項4記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
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