JP2020120038A - コンデンサ - Google Patents
コンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020120038A JP2020120038A JP2019011361A JP2019011361A JP2020120038A JP 2020120038 A JP2020120038 A JP 2020120038A JP 2019011361 A JP2019011361 A JP 2019011361A JP 2019011361 A JP2019011361 A JP 2019011361A JP 2020120038 A JP2020120038 A JP 2020120038A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric layer
- metal particles
- capacitor
- internal electrode
- metal
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- -1 grain boundaries Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 9
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 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
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910003440 dysprosium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N dysprosium(iii) oxide Chemical compound O=[Dy]O[Dy]=O NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- UODXCYZDMHPIJE-UHFFFAOYSA-N menthanol Chemical compound CC1CCC(C(C)(C)O)CC1 UODXCYZDMHPIJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 1
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 1
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 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
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
- H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1272—Semiconductive ceramic capacitors
- H01G4/1281—Semiconductive ceramic capacitors with grain boundary layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/228—Terminals
- H01G4/232—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/228—Terminals
- H01G4/248—Terminals the terminals embracing or surrounding the capacitive element, e.g. caps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
- C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
- C04B2235/3236—Alkaline earth titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
- C04B2235/405—Iron group metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/442—Carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6025—Tape casting, e.g. with a doctor blade
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/129—Ceramic dielectrics containing a glassy phase, e.g. glass ceramic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
【課題】放熱しやすく、信頼性を高めることのできるコンデンサを提供する。【解決手段】コンデンサは、誘電体層５と内部電極層７とが交互に複数層積層されたコンデンサ本体を備えている。誘電体層５は、結晶粒子９と、粒界１１と、金属粒子１３とを有している。金属粒子１３の平均粒径は、結晶粒子９の平均粒径よりも小さく、粒界１１のうち二面間粒界の平均幅よりも大きく、誘電体層５の縦断面を観察したときに、金属粒子１３は、誘電体層５の幅方向および厚み方向に分布している。金属粒子１３は、誘電体層５の断面において、金属粒子１３の占める面積が１．２％以上４％以下である。【選択図】図３
Description
本開示は、積層型のコンデンサに関する。
近年、積層型のコンデンサ（以下、コンデンサと表記する。）は、小型化および高容量化のために、誘電体層および内部電極層の薄層化が進展している（例えば、特許文献１を参照）。
本開示のコンデンサは、誘電体層と内部電極層とが交互に複数層積層されたコンデンサ本体を備えており、前記誘電体層は、結晶粒子と、粒界と、金属粒子とを有しており、該金属粒子の平均粒径は、前記結晶粒子の平均粒径よりも小さく、前記粒界のうち二面間粒界の平均幅よりも大きく、前記誘電体層の縦断面を観察したときに、前記金属粒子は、前記誘電体層の幅方向および厚み方向に分布している。
コンデンサにおける誘電体層の薄層化は、コンデンサの静電容量を高める手段の一つである。しかしながら、誘電体層の厚みが薄くなってくると、絶縁性の確保が難しくなってくる。今般、本出願人は、以下のことを知見した。
それは、コンデンサに電圧を印加し、その状態を長く続けた状態にしておくと、コンデンサが発熱し、温度が高くなり、信頼性が低下しやすくなるということである。つまり、電子機器を駆動させて、コンデンサに電圧が印加された状態が続くと、コンデンサは、連続した電圧の印加により次第に温度が高くなる。信頼性試験を例にすると、コンデンサが高温負荷寿命試験を受けている状態である。
本開示はこのような課題に対処したものであり、その目的は、放熱しやすく、信頼性を高めることのできるコンデンサを提供することにある。
以下、実施形態のコンデンサについて、図１〜図４を基にして説明する。なお、本発明は、以下に記述する特定の実施形態に限定されるものではない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲に沿ったものであれば、様々な態様を含むものとなる。
図１は、実施形態の一例として示すコンデンサの外観斜視図である。図２は、図１のｉ
ｉ−ｉｉ線断面図である。図３は、図２におけるＰ１部の拡大図である。図４は、図３におけるＰ２部の拡大図である。図５は、コンデンサの他の態様を示す外観斜視図である。実施形態の一例として示すコンデンサは、コンデンサ本体１と、その端面に設けられた外部電極３とを有する。コンデンサ本体１は、誘電体層５と内部電極層７とを有する。誘電体層５と内部電極層７とは交互に複数層積層されている。外部電極３は内部電極層７と電気的に接続された状態にある。誘電体層５は、結晶粒子９と、粒界１１と、金属粒子１３とを有する。結晶粒子９の周囲には、粒界１１が取り巻いている。言い換えると、複数の結晶粒子９は粒界１１を介して存在している。ここで、結晶粒子９は誘電性を示すセラミック粒子である。金属粒子１３は主として粒界１１に存在している。コンデンサを構成する結晶粒子９、粒界１１、および金属粒子１３は、以下の関係を有する。金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３は結晶粒子９の平均粒径Ｄ９よりも小さい。金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３は粒界１１の平均幅Ｗ１１よりも大きい。なお、金属粒子１３の材料の熱伝導率は結晶粒子９の材料の熱伝導率よりも高い。金属粒子１３は、誘電体層５の縦断面を観察したときに、誘電体層５の幅方向および厚み方向に分布している。
ｉ−ｉｉ線断面図である。図３は、図２におけるＰ１部の拡大図である。図４は、図３におけるＰ２部の拡大図である。図５は、コンデンサの他の態様を示す外観斜視図である。実施形態の一例として示すコンデンサは、コンデンサ本体１と、その端面に設けられた外部電極３とを有する。コンデンサ本体１は、誘電体層５と内部電極層７とを有する。誘電体層５と内部電極層７とは交互に複数層積層されている。外部電極３は内部電極層７と電気的に接続された状態にある。誘電体層５は、結晶粒子９と、粒界１１と、金属粒子１３とを有する。結晶粒子９の周囲には、粒界１１が取り巻いている。言い換えると、複数の結晶粒子９は粒界１１を介して存在している。ここで、結晶粒子９は誘電性を示すセラミック粒子である。金属粒子１３は主として粒界１１に存在している。コンデンサを構成する結晶粒子９、粒界１１、および金属粒子１３は、以下の関係を有する。金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３は結晶粒子９の平均粒径Ｄ９よりも小さい。金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３は粒界１１の平均幅Ｗ１１よりも大きい。なお、金属粒子１３の材料の熱伝導率は結晶粒子９の材料の熱伝導率よりも高い。金属粒子１３は、誘電体層５の縦断面を観察したときに、誘電体層５の幅方向および厚み方向に分布している。
実施形態のコンデンサによれば、誘電体層５の熱伝導性を高めることができる。これによりコンデンサからの放熱性が高まり、信頼性を向上させることが可能となる。
ここで、誘電体層５の縦断面を観察したときに、金属粒子１３が誘電体層５の幅方向および厚み方向に広がって点在しているとは、金属粒子１３が誘電体層５の厚みの方向および幅の方向において、金属粒子１３同士の間が結晶粒子９で隔てられるように配置されている状態のことをいう。また、その配置される範囲は複数の結晶粒子９にわたっている。言い換えると、金属粒子１３は、結晶粒子９の周囲を取り巻いている粒界１１に存在している。誘電体層５の幅方向とは、図３示すように、コンデンサを縦断面視したときに、内部電極層７の表面に沿う方向である。図３において、符号Ａｗを付した矢印の方向が幅方向である。誘電体層５の厚み方向とは、図３において、符号Ａｔを付した矢印の方向であり、誘電体層５の厚みの方向である。
このコンデンサでは、金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３と粒界１１のうち二面間粒界１１Ｄの平均の幅Ｗ１１Ｄとの関係から、金属粒子１３は粒界１１の中でも三重点粒界１１Ｔに存在している割合が高い。これは金属粒子１３が次に示す大きさを有しているからである。つまり、金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３が結晶粒子９の平均粒径Ｄ９よりも小さく、粒界１１のうち二面間粒界１１Ｄの平均の幅Ｗ１１Ｄよりも大きいサイズとなっているからである。なお、金属粒子１３の平均粒径Ｄ１３が二面間粒界１１Ｄの平均の幅Ｗ１１Ｄよりも小さい場合には、金属粒子１３の熱伝導性に対する寄与が小さくなる。二面間粒界１１Ｄの平均の幅Ｗ１１Ｄの求め方は後述する。
金属粒子１３の熱伝導率は結晶粒子９の熱伝導率よりも高い方が良い、例えば、誘電体層５の材料にチタン酸バリウムを用いて、内部電極層７の材料としてニッケルを用いたときのように１０倍以上高い方が良い。この場合、金属粒子１３と内部電極層７とは同じ金属成分を主成分として含んでいるのがよい。
結晶粒子９の材料の主成分が例えばチタン酸バリウムであるときは、ニッケル以外にも種々の金属材料を金属粒子１３として用いることができる。例えば、銀、パラジウムなどの貴金属材料の他、銅などの卑金属材料を挙げることができる。内部電極層７および外部電極３も上記と同様の金属材料を用いるのが良い。また、内部電極層７と金属粒子１３とは主成分が同じあってもよい。チタン酸バリウムの熱伝導率は２．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上３．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。ニッケルの熱伝導率は９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上９２Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。銅の熱伝導率は４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上４０４Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
また、実施形態のコンデンサでは、誘電体層５の断面において、金属粒子１３の占める面積が１．２％以上４％以下であるのがよい。言い換えると、誘電体層５中に占める金属粒子１３は、誘電体層５の単位面積当たりにおける面積の１．２％以上４％以下であるのがよい。誘電体層５中に占める金属粒子１３の割合が上記した範囲であると、コンデンサは絶縁性を有し、設計値に近い静電容量を発現できる。この場合、静電容量の設計値とは、誘電体層５の厚み、誘電体層５の比誘電率、誘電体層５と内部電極層７とが重なった有効面積から見積もることのできる静電容量のことである。
誘電体層５の結晶組織などの分析は分析装置を備えた走査型電子顕微鏡を用いるのが良い。誘電体層５中に存在する金属粒子１３の割合は、例えば、以下のようにして求める。まず、コンデンサを切断もしくは研磨して図２に示すような断面を露出させた試料を作製する。必要に応じて試料の断面のエッチング処理を行い、結晶粒子９、粒界１１および金属粒子１３のそれぞれの輪郭がわかるようにする。次に、得られた試料を走査型電子顕微鏡により観察し、図３に示すような断面を選択し、結晶組織の写真を撮影する。次に、選択した試料の断面において、誘電体層５が１層ほど見える部分の範囲を指定して、その単位面積の面積を求める。次に、その単位面積の範囲内に存在する個々の金属粒子１３の面積を求める。次に、金属粒子１３の合計の面積を求める。金属粒子１３の合計の面積をＡｍ、誘電体層５の単位面積をＡｄとする。金属粒子１３の誘電体層５の単位面積当たりに対する面積比はＡｍ／Ａｄ比から求める。金属粒子１３の面積は、走査型電子顕微鏡により得られた写真から求める。具体的には、まず、写真に現れている金属粒子１３の個々の輪郭を取る。次に、その輪郭を画像解析し、面積を求める。金属粒子１３の粒径は、金属粒子１３の輪郭を画像解析して求めた面積を円の面積に換算することにより求める。金属粒子１３の平均粒径は、個々に求めた金属粒子１３の粒径の平均値から求める。金属粒子１３の粒径の個数（ｎ数）としては、例えば、１０個以上３０個以下が良い。単位面積とする範囲は、誘電体層５の１層の厚み方向の長さをＬ１、誘電体層５の幅方向の長さをＬ２としたときに、Ｌ１とＬ２との積となる範囲である。Ｌ１は誘電体層５の１層分の厚みとしてもよい。Ｌ２はコンデンサ本体１における１層の誘電体層５の全幅としても良いが、Ｌ１の長さの２倍以上１０倍以下の範囲としてもよい。結晶粒子９の平均粒径の測定も金属粒子１３の場合と同様の方法を用いるのが良い。
二面間粒界１１Ｄの幅は、例えば、以下の方法により求める。図４は二面間粒界１１の幅Ｗ１１Ｄを示している。まず、上記した単位面積の範囲に見られる結晶粒子９を任意に複数個抽出する。例えば、抽出する結晶粒子９の個数は３〜５個としてもよい。次に、抽出した結晶粒子９の輪郭の中で、二面間粒界の部分を５〜１０カ所測定して平均を算出する。
また、このコンデンサでは、誘電体層５中に、複数の金属粒子１３が誘電体層５を厚み方向に重なって並んでいる部分が存在する構成でもよい。図３を用いて、破線枠Ｆｂ１および破線枠Ｆｂ２の２つの場所を対比させて説明する。破線枠Ｆｂ１内には、誘電体層５の厚み方向に金属粒子１３ａと金属粒子１３ｂとが存在している。破線枠Ｆｂ２内には金属粒子１３ｃが１個存在している。破線の枠Ｆｂ１内に存在している金属粒子１３ａおよび金属粒子１３ｂは、誘電体層５および内部電極層７を積層方向から見たときに、少なくとも一部が重なっている状態にある。図３において、破線枠Ｆｂ１において示しているように、金属粒子１３ａおよび金属粒子１３ｂを誘電体層５の厚み方向から見たときに、金属粒子１３ａおよび金属粒子１３ｂが重なる部分が存在する場合には、誘電体層５を上下から挟んでいる２つの内部電極層７間において、金属粒子１３ａと金属粒子１３ｂとの距離が誘電体層５の厚み方向においてより短い距離となる。これにより誘電体層５の厚み方向への熱伝導性をさらに高めることができる。なお、図３においては、金属粒子１３ａの直径Ｄ１３ａが金属粒子１３ｂの直径Ｄ１３ｂよりも大きく、誘電体層５および内部電極層７を積層方向から見たときに、金属粒子１３ｂが金属粒子１３ａによって隠れる配置と
なっている。この他、誘電体層５の厚み方向に２つ以上の金属粒子１３が並んだ場合に、金属粒子１３同士の一部が重なる配置でも良い。
なっている。この他、誘電体層５の厚み方向に２つ以上の金属粒子１３が並んだ場合に、金属粒子１３同士の一部が重なる配置でも良い。
図５は、コンデンサの他の態様を示す断面図である。実施形態のコンデンサでは、コンデンサ本体１の内部に、誘電体層５の厚みよりも厚みの厚い内部電極層７が含まれていてもよい。複数の内部電極層７の中に、厚みの異なる内部電極層７ａ、７ｂが含まれていてもよい。図５では、厚みの薄い内部電極層は符号７ａで表している。一方、厚みの厚い内部電極層は符号７ｂで表している。図５では、誘電体層５の厚みの符号をｔＤ１で表している。内部電極層７ａの厚みの符号はｔＥ１である。内部電極層７ｂの厚みの符号はｔＥ２である。内部電極層７ｂの厚みｔＥ２は誘電体層５の厚みｔＤ１よりも厚みが厚い。内部電極層７ｂの厚みｔＥ１は誘電体層５の厚みｔＤ１よりも薄い。コンデンサ本体１中に誘電体層５よりも厚みの厚い内部電極層７ｂが含まれていると、コンデンサ本体１の全体の体積に対する内部電極層７の体積比が増える。これにより内部電極層７からの放熱性をさらに高めることができる。この場合、互いに隣接している誘電体層５と内部電極層７との間において、内部電極層７の平面方向にわたる１層の全体で内部電極層７の厚みが誘電体層５の厚みよりも厚い方が良い。この場合、コンデンサ本体１の中で、規定されたサイズと静電容量を満足する条件であれば、厚みの厚い内部電極層７ｂは層数が多い方がよい。厚みの厚い内部電極層１３ｂの層数の割合は５０％以上であるのがよい。
図６は、コンデンサの他の態様を示す外観斜視図である。実施形態のコンデンサでは、外部電極３が設けられた領域以外のコンデンサ本体１の表面に、外部電極３から離間した位置に金属膜１７を有していても良い。コンデンサ本体１の表面の位置に金属膜１７が配置されていると、コンデンサは外部電極３以外の領域における放熱量を多くすることが可能になる。この場合、金属膜１７はコンデンサ本体の４つの側面のうち少なくとも２つの側面に設けられていてもよい。金属膜１７が２つの側面に設けられる場合には対向する配置となっていても良い。コンデンサ本体１の表面において、金属膜１７が対向する配置であると、コンデンサが静電容量を発現するときに積層方向に膨張するのを抑えることができる。これによりクラックの発生が抑えられ、より高い信頼性を得ることが可能になる。
実施形態のコンデンサは、積層数が１００層以上である多積層のコンデンサに適している。また、誘電体層５を形成するための材料としては、上述したチタン酸バリウム以外にも、酸化チタン、チタン酸ストロンチウムおよびチタン酸カルシウムなど常誘電性を示す誘電体材料でもよい。
次に、実施形態のコンデンサの製造方法について説明する。実施形態のコンデンサは、内部電極パターンを形成するための導体ペーストとして、以下に示す導体ペーストを用いる以外は、コンデンサの慣用的な製造方法によって作製できる。実施形態のコンデンサは、塩素成分を含む添加剤を含む導体ペーストを用いることによって得ることができる。塩素成分を含む添加剤を導体ペーストに用いると、導体ペースト中の金属粉末がセラミックグリーンシート中に拡散しやすくなる。塩素成分を含む添加剤によって金属粉末がセラミックグリーンシート中に拡散しやすくなるのは、導体ペーストに用いている特定の溶媒が塩素成分を含む添加剤とともにセラミックグリーンシートに用いている有機ビヒクルを適度に溶解させているからである。この場合、誘電体層中に存在する金属粒子の面積比は添加剤の添加量によって調整する。以下、実施例にて詳細に説明する。
以下、コンデンサを具体的に作製して特性評価を行った。まず、誘電体粉末を調製するための原料粉末として、チタン酸バリウム粉末（ＢａＴｉＯ３）、炭酸マグネシウム粉末（Ｍｇ２ＣＯ３）、酸化ディスプロシウム粉末（Ｄｙ２Ｏ３）、炭酸マンガン粉末（ＭｎＣＯ３）およびガラス粉末（ＳｉＯ２＝５５、ＢａＯ＝２０、ＣａＯ＝１５、Ｌｉ２Ｏ３
＝１０（モル％））およびを準備した。誘電体粉末は、チタン酸バリウム粉末１００モルに対して、酸化マグネシウム粉末（ＭｇＯ）をＭｇＯ換算で０．８モル、酸化ディスプロシウム粉末（Ｄｙ２Ｏ３）を０．８モル、ＭｎＣＯ３粉末をＭｎＯ換算で０．３モル添加し、さらにガラス成分（ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系のガラス粉末）をチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して１質量部添加した組成とした。
＝１０（モル％））およびを準備した。誘電体粉末は、チタン酸バリウム粉末１００モルに対して、酸化マグネシウム粉末（ＭｇＯ）をＭｇＯ換算で０．８モル、酸化ディスプロシウム粉末（Ｄｙ２Ｏ３）を０．８モル、ＭｎＣＯ３粉末をＭｎＯ換算で０．３モル添加し、さらにガラス成分（ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系のガラス粉末）をチタン酸バリウム粉末１００質量部に対して１質量部添加した組成とした。
上記した誘電体粉末に有機ビヒクルを混合し調製したスラリーを用いてドクターブレード法によって、平均厚みが１．３μｍのセラミックグリーンシートを作製した。セラミックグリーンシートを調製する際の有機ビヒクルに含ませる樹脂としてはブチラール系樹脂を用いた。ブチラール系樹脂の添加量は誘電体粉末１００質量部に対して１０質量部とした。溶媒にはエチルアルコールとトルエンとを１：１で混合した溶媒を用いた。内部電極パターンを形成するための導体ペースト用の金属としてニッケル粉末を用いた。導体ペーストを調製するための樹脂としてはエチルセルロースを用いた。エチルセルロースの添加量はニッケル粉末１００質量部に対して５質量部とした。溶媒としてはジヒドロターピネオール系溶媒とブチルセロソルブとを混合して用いた。また、導体ペーストに塩素成分を含むポリエチレングリコール系分散剤を添加剤として添加した。添加剤の添加量は表１に示した。表１に示した添加剤の添加量はニッケル粉末１００質量部に対する割合である。
次に、作製したセラミックグリーンシートに導体ペーストを印刷してパターンシートを作製した。また、内部電極パターンの厚みをセラミックグリーンシートの厚みよりも厚くしたパターンシートも作製した。
次に、作製したパターンシートを２００層積層してコア積層体を作製した。内部電極パターンの厚みをセラミックグリーンシートの厚みよりも厚くしたパターンシートは積層方向に通常のパターンシートと交互に積層するようにした。次に、コア積層体の上面側および下面側にセラミックグリーンシートをそれぞれ重ねて母体積層体を作製した。この後、母体積層体を切断してコンデンサ本体の成形体を作製した。
次に、作製したコンデンサ本体の成形体を焼成してコンデンサ本体を作製した。本焼成は、水素−窒素中、昇温速度を９００℃／ｈとし、最高温度を１０８０℃に設定した条件で焼成した。この焼成にはローラーハースキルンを用いた。次に、作製したコンデンサ本体に対して再酸化処理を行った。再酸化処理の条件は、窒素雰囲気中、最高温度を１０００℃に設定し、保持時間を５時間とした。
得られたコンデンサ本体のサイズは、２ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．２５ｍｍ、誘電体層の平均厚みは１μｍであった。内部電極層の平均厚みは薄い方が０．８μｍ、厚い方が１．２μｍであった。作製したコンデンサの静電容量の設計値は１０μＦに設定した。
次に、コンデンサ本体をバレル研磨した後、コンデンサ本体の両端部に外部電極ペーストを塗布し、８００℃の温度にて焼き付けを行って外部電極を形成した。
また、外部電極ペーストを用いて、外部電極から離間した位置に金属膜となる平面パターンを形成した試料も作製した。試料としては、平面パターンをコンデンサ本体の積層方向の対向する２つの表面に形成したもの。残りの２つの表面にも形成し、計４つの平面パターンを形成したものの２種類を用意した。外部電極ペーストは、Ｃｕ粉末およびガラスを添加したものを用いた。その後、電解バレル機を用いて、この外部電極の表面に順にＮｉメッキ及びＳｎメッキを形成してコンデンサを得た。
次に、作製したコンデンサについて以下の評価を行った。まず、コンデンサを鏡面研磨して、図２に示すような断面を露出させ、誘電体層中に存在する金属粒子の状態を観察し
た。添加剤の添加量を０．０５質量部以上とした試料は、金属粒子が存在していることを確認できるものであった。誘電体層中に存在する金属粒子の割合は、以下のようにして求めた。まず、コンデンサを研磨して図２に示すような断面を露出させた試料を作製した。次に、誘電体層の断面に、結晶粒子、粒界および金属粒子のそれぞれの輪郭が明確に見えるように熱エッチング処理を行った。次に、得られた試料を走査型電子顕微鏡により観察した。次に、図３に示すような断面を選択した。選択した領域は、コンデンサ本体の断面における積層方向の中央部かつコンデンサの長手方向（Ｌ寸断面）の中央部である。選択した領域は１箇所である。単位面積とする範囲は、誘電体層の１層の厚み方向の長さをＬ１、誘電体層の幅方向の長さをＬ２としたときに、Ｌ１とＬ２との積となる範囲である。Ｌ２はＬ１の長さの５倍の範囲とした。次に、その単位面積の範囲内に存在する個々の金属粒子の面積および合計した面積を求めた。金属粒子の面積は、走査型電子顕微鏡により得られた写真から求めた。金属粒子の面積は、金属粒子の輪郭の画像解析を行って求めた。金属粒子の粒径は、金属粒子の輪郭を画像解析して求めた面積を円の面積に換算することにより求めた。金属粒子の平均粒径は、個々に求めた金属粒子の粒径の平均値から求めた。測定した金属粒子の個数（ｎ数）は２０個から２５個とした。金属粒子の合計の面積をＡｍ、誘電体層の単位面積をＡｄとした。金属粒子の誘電体層の単位面積当たりに対する面積比はＡｍ／Ａｄ比から求めた。結晶粒子の平均粒径も金属粒子の場合と同様の方法を用いた。
た。添加剤の添加量を０．０５質量部以上とした試料は、金属粒子が存在していることを確認できるものであった。誘電体層中に存在する金属粒子の割合は、以下のようにして求めた。まず、コンデンサを研磨して図２に示すような断面を露出させた試料を作製した。次に、誘電体層の断面に、結晶粒子、粒界および金属粒子のそれぞれの輪郭が明確に見えるように熱エッチング処理を行った。次に、得られた試料を走査型電子顕微鏡により観察した。次に、図３に示すような断面を選択した。選択した領域は、コンデンサ本体の断面における積層方向の中央部かつコンデンサの長手方向（Ｌ寸断面）の中央部である。選択した領域は１箇所である。単位面積とする範囲は、誘電体層の１層の厚み方向の長さをＬ１、誘電体層の幅方向の長さをＬ２としたときに、Ｌ１とＬ２との積となる範囲である。Ｌ２はＬ１の長さの５倍の範囲とした。次に、その単位面積の範囲内に存在する個々の金属粒子の面積および合計した面積を求めた。金属粒子の面積は、走査型電子顕微鏡により得られた写真から求めた。金属粒子の面積は、金属粒子の輪郭の画像解析を行って求めた。金属粒子の粒径は、金属粒子の輪郭を画像解析して求めた面積を円の面積に換算することにより求めた。金属粒子の平均粒径は、個々に求めた金属粒子の粒径の平均値から求めた。測定した金属粒子の個数（ｎ数）は２０個から２５個とした。金属粒子の合計の面積をＡｍ、誘電体層の単位面積をＡｄとした。金属粒子の誘電体層の単位面積当たりに対する面積比はＡｍ／Ａｄ比から求めた。結晶粒子の平均粒径も金属粒子の場合と同様の方法を用いた。
二面間粒界の幅は、以下の方法により求めた。まず、上記した単位面積の範囲に見られる結晶粒子を任意に３個〜５個選択した。次に、選択した結晶粒子の輪郭の中で、二面間粒界の部分を１０カ所抽出し、測定した。二面間粒界の幅は、１０カ所のそれぞれの場所において最大値を選択した。最後に、二面間粒界の１０カ所から求めた幅（Ｗ１１Ｄ）の平均値を求めた。また、撮影した写真から、誘電体層中に、複数の金属粒子が誘電体層を厚み方向に重なって並んでいる部分が存在するか否かを評価した。結晶粒子の平均粒径はいずれの試料も０．２６μｍであった。二面間粒界の厚みはいずれも試料も０．０６μｍであった。金属粒子は粒界に存在していた。金属粒子が三重点粒界に存在する割合は９０％以上であった。
次に、誘電特性については、直流電圧を印加しない条件（交流電圧０．５Ｖ、周波数１ｋＨｚ）にて静電容量を測定した。試料数は３０個とし、平均値を求めた。静電容量を測定できた試料の静電容量はいずれも９．７μＦ以上であった。
高温負荷試験は、温度１７０℃、直流電圧３０Ｖの条件で不良が最初に発生した時間を評価した。コンデンサが不良となる状態は、コンデンサが短絡状態に入った状態とした。試料数は２０個とした。
表１から明らかなように、誘電体層中に金属粒子が存在しなかった試料（試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．２）を除いて、試料Ｎｏ．２〜１７は、高温負荷寿命がいずれも１６時間以上であった。試料Ｎｏ．２〜１７のコンデンサは放熱性が高いことが分かった。また、誘電体層の単位面積当たりにおける金属粒子の面積比が１．２％以上４％以下である試料Ｎｏ．４〜７、１０〜１７は高温負荷寿命が１８時間〜２７時間であった。これらの試料の中で、誘電体層よりも厚み厚い内部電極層を有する試料（試料Ｎｏ．１０〜１３）は、誘電体層よりも厚み厚い内部電極層を有しない試料（試料Ｎｏ．４〜７）に比べて高温負荷寿命が長くなっていた。さらに、外部電極が設けられた領域以外のコンデンサ本体の表面の外部電極から離間した位置に金属膜を設けた試料（試料Ｎｏ．１４〜１７）も試料Ｎｏ．４〜７のコンデンサよりも高温負荷寿命が長くなっていた。試料Ｎｏ．８は金属粒子の割合が多く、絶縁性が低下し、他の試料と同等の静電容量が得られなかった。
１・・・・・・・・・・コンデンサ本体
３・・・・・・・・・・外部電極
５・・・・・・・・・・誘電体層
７・・・・・・・・・・内部電極層
９・・・・・・・・・・結晶粒子
１１・・・・・・・・・粒界
１３・・・・・・・・・金属粒子
１７・・・・・・・・・金属膜
３・・・・・・・・・・外部電極
５・・・・・・・・・・誘電体層
７・・・・・・・・・・内部電極層
９・・・・・・・・・・結晶粒子
１１・・・・・・・・・粒界
１３・・・・・・・・・金属粒子
１７・・・・・・・・・金属膜
Claims (5)
- 誘電体層と内部電極層とが交互に複数層積層されたコンデンサ本体を備えており、
前記誘電体層は、結晶粒子と、粒界と、金属粒子とを有しており、
該金属粒子の平均粒径は、前記結晶粒子の平均粒径よりも小さく、前記粒界のうち二面間粒界の平均幅よりも大きく、
前記誘電体層の縦断面を観察したときに、前記金属粒子は、前記誘電体層の幅方向および厚み方向に分布している、コンデンサ。 - 前記誘電体層の断面において、前記金属粒子の占める面積が１．２％以上４％以下である、請求項１に記載のコンデンサ。
- 少なくとも一つの前記誘電体層中に、複数の前記金属粒子が前記誘電体層の厚み方向に重なって並んでいる部分が存在する、請求項１または２に記載のコンデンサ。
- 複数の前記内部電極層のうちの少なくとも１層は、平均厚みが前記誘電体層の平均厚みよりも厚い、請求項１乃至３のうちいずれかに記載のコンデンサ。
- 前記コンデンサ本体は、対向する２つの端面に前記内部電極層と電気的に接続された外部電極をそれぞれ有しており、
前記コンデンサ本体の表面の、前記外部電極から離間した位置に金属膜を有する、請求項１乃至４のうちいずれかに記載のコンデンサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019011361A JP7401971B2 (ja) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | コンデンサ |
| CN202080008561.XA CN113286769A (zh) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | 电容器 |
| EP20745891.0A EP3915961A4 (en) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | CAPACITOR |
| PCT/JP2020/001562 WO2020153265A1 (ja) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | コンデンサ |
| US17/421,408 US11887783B2 (en) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | Capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019011361A JP7401971B2 (ja) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020120038A true JP2020120038A (ja) | 2020-08-06 |
| JP7401971B2 JP7401971B2 (ja) | 2023-12-20 |
Family
ID=71736116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019011361A Active JP7401971B2 (ja) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | コンデンサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11887783B2 (ja) |
| EP (1) | EP3915961A4 (ja) |
| JP (1) | JP7401971B2 (ja) |
| CN (1) | CN113286769A (ja) |
| WO (1) | WO2020153265A1 (ja) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205408A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Nippon Chemicon Corp | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JPH08289228A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Sanyo Electric Co Ltd | テレビジョン受像機の前キャビネット |
| JPH08298227A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層コンデンサ |
| JP2000021679A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Kyocera Corp | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2013514672A (ja) * | 2009-12-16 | 2013-04-25 | アプリコット マテリアルズ テクノロジーズ，エル．エル．シー． | 表面積の大きな３次元電極を備えるキャパシタ及び製造方法 |
| JP2015162648A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | Tdk株式会社 | 積層セラミックコンデンサ及び実装構造 |
| KR20160007219A (ko) * | 2014-07-11 | 2016-01-20 | 삼성전기주식회사 | 유전체 조성물 및 이의 제조방법 |
| JP2016160111A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 住友電気工業株式会社 | セラミックスの製造方法、コンデンサ、固体酸化物型燃料電池、水電解装置及び水素ポンプ |
| JP2018098433A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
| JP2018107413A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Tdk株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08298228A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層コンデンサ |
| JP4427966B2 (ja) * | 2003-05-14 | 2010-03-10 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック電子部品およびその製造方法 |
| JP2011132056A (ja) | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kyocera Corp | 積層セラミックコンデンサ |
| CN102549687A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-07-04 | 京瓷株式会社 | 电容器 |
| JP2012129508A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-07-05 | Tdk Corp | 積層型セラミック電子部品 |
| KR20130013437A (ko) * | 2011-07-28 | 2013-02-06 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 |
| JP5838927B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2016-01-06 | Tdk株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
| KR101670137B1 (ko) * | 2014-11-05 | 2016-10-27 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품의 제조방법 |
-
2019
- 2019-01-25 JP JP2019011361A patent/JP7401971B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-17 US US17/421,408 patent/US11887783B2/en active Active
- 2020-01-17 EP EP20745891.0A patent/EP3915961A4/en active Pending
- 2020-01-17 WO PCT/JP2020/001562 patent/WO2020153265A1/ja unknown
- 2020-01-17 CN CN202080008561.XA patent/CN113286769A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205408A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Nippon Chemicon Corp | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JPH08289228A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Sanyo Electric Co Ltd | テレビジョン受像機の前キャビネット |
| JPH08298227A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層コンデンサ |
| JP2000021679A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Kyocera Corp | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2013514672A (ja) * | 2009-12-16 | 2013-04-25 | アプリコット マテリアルズ テクノロジーズ，エル．エル．シー． | 表面積の大きな３次元電極を備えるキャパシタ及び製造方法 |
| JP2015162648A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | Tdk株式会社 | 積層セラミックコンデンサ及び実装構造 |
| KR20160007219A (ko) * | 2014-07-11 | 2016-01-20 | 삼성전기주식회사 | 유전체 조성물 및 이의 제조방법 |
| JP2016160111A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 住友電気工業株式会社 | セラミックスの製造方法、コンデンサ、固体酸化物型燃料電池、水電解装置及び水素ポンプ |
| JP2018098433A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
| JP2018107413A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | Tdk株式会社 | 積層セラミック電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3915961A1 (en) | 2021-12-01 |
| JP7401971B2 (ja) | 2023-12-20 |
| US11887783B2 (en) | 2024-01-30 |
| US20220084749A1 (en) | 2022-03-17 |
| WO2020153265A1 (ja) | 2020-07-30 |
| EP3915961A4 (en) | 2022-11-16 |
| CN113286769A (zh) | 2021-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4925958B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP4805938B2 (ja) | 誘電体磁器およびその製法、並びに積層セラミックコンデンサ | |
| US7342767B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same | |
| JP2008239407A (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| US10242801B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of multilayer ceramic capacitor | |
| US20210012968A1 (en) | Ceramic electronic device and manufacturing method of the same | |
| US10304626B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of the same | |
| JP2008297179A (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP2018022750A (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2013098312A (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| JP2008078516A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製法 | |
| JP2012182355A (ja) | 積層セラミックコンデンサ及び積層セラミックコンデンサの製造方法 | |
| JP4771818B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
| KR20190116118A (ko) | 유전체 조성물 및 이를 포함하는 적층형 전자 부품 | |
| JP5229685B2 (ja) | 誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP2002265260A (ja) | 誘電体磁器および積層型電子部品 | |
| JP6781065B2 (ja) | コンデンサ | |
| WO2020153265A1 (ja) | コンデンサ | |
| WO2021131819A1 (ja) | コンデンサ | |
| US11557432B2 (en) | Ceramic electronic device, circuit substrate and manufacturing method of ceramic electronic device | |
| JP2002020165A (ja) | 誘電体磁器および積層型電子部品 | |
| CN114613597A (zh) | 介电组合物和包括该介电组合物的多层电子组件 | |
| JP2022154959A (ja) | セラミック電子部品およびその製造方法 | |
| WO2021059993A1 (ja) | コンデンサ | |
| JP2018182336A (ja) | 積層セラミックコンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210510 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20210825 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20211028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220708 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220802 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221005 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20221005 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20221011 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20221018 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20221223 |
|
| C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20221227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231208 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7401971 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |