JP2021052149A - Capacitor - Google Patents

Capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP2021052149A
JP2021052149A JP2019175774A JP2019175774A JP2021052149A JP 2021052149 A JP2021052149 A JP 2021052149A JP 2019175774 A JP2019175774 A JP 2019175774A JP 2019175774 A JP2019175774 A JP 2019175774A JP 2021052149 A JP2021052149 A JP 2021052149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
dielectric layer
particles
crystal particles
main body
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
Application number
JP2019175774A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7237787B2 (en
Inventor
麻衣子 永吉
Maiko Nagayoshi
麻衣子 永吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2019175774A priority Critical patent/JP7237787B2/en
Publication of JP2021052149A publication Critical patent/JP2021052149A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7237787B2 publication Critical patent/JP7237787B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a multilayer capacitor with improved DC bias characteristics.SOLUTION: A multilayer capacitor comprises a capacitor main body in which a plurality of dielectric layers 5 and internal electrode layers 7 are alternately laminated, and the dielectric layers each has a plurality of first crystal grains that form a parent phase 5A and contain barium titanate as a main component, and a plurality of second crystal grains that form agglomerate parts 5B present in the parent phase and contain calcium titanate or strontium titanate as a main component.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、積層型のコンデンサに関する。 The present disclosure relates to multilayer capacitors.

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が進展している。一方で、コンデンサには、直流電圧を印加したときに、静電容量の低下が小さい特性(以下、DCバイアス特性という場合がある。)が求められている(例えば、特許文献1、2を参照)。 In recent years, multilayer capacitors (hereinafter referred to as capacitors) have been made smaller and have higher capacities. On the other hand, the capacitor is required to have a characteristic that the decrease in capacitance is small when a DC voltage is applied (hereinafter, may be referred to as a DC bias characteristic) (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

特開2011−132056号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-132056 特開2019−021927号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-021927

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、チタン酸バリウムを主成分とする複数の第1結晶粒子と、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする複数の第2結晶粒子とを有しており、複数の前記第1結晶粒子は前記誘電体層の母相を成しており、複数の前記第2結晶粒子は前記母相中に集塊部を成して存在している。 The capacitor of the present disclosure includes a dielectric body in which a plurality of layers of dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated, and the dielectric layer is composed of a plurality of first crystal particles containing barium titanate as a main component. , Calcium titanate and a plurality of second crystal particles containing at least one of strontium titanate as a main component, and the plurality of the first crystal particles form a matrix of the dielectric layer. The plurality of the second crystal particles are present in the matrix in the agglomerated portion.

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。It is external perspective view of the capacitor which shows as an example of embodiment. 図1のii−ii線断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line ii-ii of FIG. 図2におけるP1部の拡大図である。It is an enlarged view of P1 part in FIG. 図3におけるP2部の拡大図である。It is an enlarged view of the P2 part in FIG. 図4におけるP3部の拡大図である。It is an enlarged view of the P3 part in FIG. 図4におけるP4部の拡大図である。It is an enlarged view of the P4 part in FIG.

従来より、コンデンサを構成する誘電体層には、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料が用いられている。チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料は強誘電性を示す材料であることから高い比誘電率を得ることができる。近年、コンデンサは、直流電圧を印加した状態において、より高い静電容量を発現することが求められている。 Conventionally, a dielectric material containing barium titanate as a main component has been used for the dielectric layer constituting the capacitor. Since the dielectric material containing barium titanate as a main component is a material exhibiting ferroelectricity, a high relative permittivity can be obtained. In recent years, a capacitor is required to exhibit a higher capacitance when a DC voltage is applied.

以下、実施形態のコンデンサについて、図1〜図6を基に説明する。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。 Hereinafter, the capacitor of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The present invention is not limited to the specific embodiments described below. The present invention includes various aspects as long as it is in line with the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims.

実施形態の一例として示すコンデンサは、図1に示すように、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、図2に示すように、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。図2では、誘電体層5と内部電極層7との積層数を数層に簡略したかたちで描いているが、誘電体層5および内部電極層7の積層数は、実際には数百層にも及ぶものとなっている。外部電極3は内部電極層7と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, the capacitor shown as an example of the embodiment has a capacitor main body 1 and an external electrode 3 provided on an end surface thereof. As shown in FIG. 2, the capacitor body 1 has a dielectric layer 5 and an internal electrode layer 7. A plurality of layers of the dielectric layer 5 and the internal electrode layer 7 are alternately laminated. In FIG. 2, the number of layers of the dielectric layer 5 and the internal electrode layer 7 is simplified to several layers, but the number of layers of the dielectric layer 5 and the internal electrode layer 7 is actually several hundred layers. It also extends to. The external electrode 3 is electrically connected to the internal electrode layer 7.

誘電体層5は、図3に示すように、複数の第1結晶粒子5aおよび複数の第2結晶粒子5bを有している。第1結晶粒子5aは、チタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子である。第1結晶粒子5aは、誘電体層5の母相5Aを形成している。第2結晶粒子5bは、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする結晶粒子5bである。複数の第2結晶粒子5bは、母相5A中において集塊部5Bを形成している。 As shown in FIG. 3, the dielectric layer 5 has a plurality of first crystal particles 5a and a plurality of second crystal particles 5b. The first crystal particles 5a are crystal particles containing barium titanate as a main component. The first crystal particles 5a form the matrix 5A of the dielectric layer 5. The second crystal particle 5b is a crystal particle 5b containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component. The plurality of second crystal particles 5b form an agglomerate portion 5B in the matrix 5A.

実施形態のコンデンサでは、誘電体層5中にチタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bが複数個集まり形成された集塊部5Bに電界が集中しやすくなる。図3に示すような構成において、誘電体層5を挟んでいる2つの内部電極層7に直流電圧が印加された場合、誘電体層5においては、母相5Aに比べて集塊部5Bでの電界強度が高くなる。つまり、誘電体層5中において、集塊部5B側で電界強度が高くなった分だけ母相5A側の電界強度は低くなる。これによりコンデンサのDCバイアス特性を高めることができる。 In the capacitor of the embodiment, the electric field is concentrated on the agglomerated portion 5B formed by a plurality of second crystal particles 5b containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as main components in the dielectric layer 5. It will be easier. In the configuration shown in FIG. 3, when a DC voltage is applied to the two internal electrode layers 7 sandwiching the dielectric layer 5, in the dielectric layer 5, the agglomerated portion 5B is compared with the matrix 5A. The electric field strength of is increased. That is, in the dielectric layer 5, the electric field strength on the matrix 5A side is lowered by the amount that the electric field strength is increased on the agglomerated portion 5B side. As a result, the DC bias characteristic of the capacitor can be improved.

また、誘電体材料の面からも誘電体層5が集塊部5Bを有する場合に、コンデンサのDCバイアス特性が高くなることについて説明することができる。一般に、誘電体材料のCR積は一定である。ここで、Cは誘電体材料の静電容量である。Rは誘電体材料の抵抗である。チタン酸カルシウムはチタン酸バリウムよりも比誘電率が低い。また、チタン酸ストロンチウムもチタン酸バリウムよりも比誘電率が低い。このためチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子(第2結晶粒子5b)はチタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子(第1結晶粒子5a)に比べて比抵抗が高くなる。チタン酸ストロンチウムを主成分とする結晶粒子(第2結晶粒子5b)もチタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子(第1結晶粒子5a)に比べて比抵抗が高くなる。このため、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bが凝集した集塊部5Bには、母相5A中に第2結晶粒子5bが第1結晶粒子5aの間に個々に存在している場合に比べて電界が集中しやすくなる。つまり、誘電体層5中において、母相5Aに比べて集塊部5Bにおける電界強度が高くなる分だけ、母相5Aにおける電界強度が低くなる。その結果、集塊部5Bを有する誘電体層5を備えたコンデンサはDCバイアス特性が高まることになる。 Further, from the aspect of the dielectric material, it can be explained that the DC bias characteristic of the capacitor becomes high when the dielectric layer 5 has the agglomerated portion 5B. Generally, the CR product of the dielectric material is constant. Here, C is the capacitance of the dielectric material. R is the resistance of the dielectric material. Calcium titanate has a lower relative permittivity than barium titanate. Also, strontium titanate has a lower relative permittivity than barium titanate. Therefore, the crystal particles containing calcium titanate as a main component (second crystal particles 5b) have a higher resistivity than the crystal particles containing barium titanate as a main component (first crystal particles 5a). Crystal particles containing strontium titanate as a main component (second crystal particles 5b) also have higher resistivity than crystal particles containing barium titanate as a main component (first crystal particles 5a). Therefore, in the agglomerated portion 5B in which the second crystal particles 5b containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as main components are aggregated, the second crystal particles 5b are the first crystal particles in the matrix 5A. The electric field is more likely to be concentrated than when it exists individually between 5a. That is, in the dielectric layer 5, the electric field strength in the matrix 5A is lowered by the amount that the electric field strength in the agglomerated portion 5B is higher than that in the matrix 5A. As a result, the DC bias characteristic of the capacitor provided with the dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5B is enhanced.

ここで、主成分とは、結晶粒子中に最も多く含まれている成分のことである。チタン酸バリウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびバリウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。チタン酸カルシウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびカルシウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。チタン酸ストロンチウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびストロンチウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。母相5Aとは、誘電体層5中において体積割合の最も多い結晶粒子によって形成されている相のことである。割合とは、体積割合または誘電体層5の断面における面積割合のことである。 Here, the main component is a component contained most in the crystal particles. The term "barium titanate as a main component" means that the crystal particles contain a larger amount of titanium and barium than other components. The term "calcium titanate as a main component" means that the crystal particles contain a larger amount of titanium and calcium than other components. The term "strontium titanate as a main component" means that the crystal particles contain a larger amount of titanium and strontium than other components. The matrix 5A is a phase formed by crystal particles having the largest volume ratio in the dielectric layer 5. The ratio is a volume ratio or an area ratio in the cross section of the dielectric layer 5.

実施形態のコンデンサによれば、たわみ試験に対してもクラックの発生が少なく、また、電気特性の低下の少ないコンデンサを得ることができる。これは、チタン酸バリウムを主成分とする第1結晶粒子5aを母相5Aとする誘電体層5中に、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bを主体とする集塊部5Bが含まれるようになることで、誘電体層5の機械的強度が高まることに起因する。 According to the capacitor of the embodiment, it is possible to obtain a capacitor in which cracks are less likely to occur even in a deflection test and the electrical characteristics are less deteriorated. This is a second crystal particle containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component in the dielectric layer 5 having the first crystal particle 5a containing barium titanate as the main component and the parent phase 5A. This is because the mechanical strength of the dielectric layer 5 is increased by including the agglomerated portion 5B mainly composed of 5b.

なお、誘電体層5中に含まれる第2結晶粒子5bの割合については、便宜的に、誘電体層5もしくはコンデンサ本体1を粉砕して得られた粉末のX線回折の結果を用いる。具体
的には、母相5Aを構成するチタン酸バリウムの回折強度IBTに対する集塊部5Bを構成するチタン酸カルシウムの回折強度ICTまたはチタン酸ストロンチウムの回折強度ISTとの比を求める。この場合、比ICT/IBTは、0.01以上0.12以下であるのがよい。
As for the ratio of the second crystal particles 5b contained in the dielectric layer 5, the result of X-ray diffraction of the powder obtained by pulverizing the dielectric layer 5 or the capacitor body 1 is used for convenience. Specifically, determining the ratio between the diffraction intensity I ST of the diffraction intensity I CT or strontium titanate calcium titanate constituting the agglomerate portion 5B for diffraction intensity I BT barium titanate constituting the matrix phase 5A. In this case, the ratio I CT / I BT is preferably 0.01 or more and 0.12 or less.

実施形態のコンデンサでは、図4に示すように、集塊部5Bが、本体部5Baと副粒子5Bbとを有する構成であってもよい。この場合、本体部5Baは、集塊部5Bの中央領域を占める部分に相当する。本体部5Bbは、少なくとも3個の第2結晶粒子5bが互いに2面間粒界boで結合した部分である。少なくとも3個の第2結晶粒子5bが互いに2面間粒界boで結合した部分を粒子群5bmとする。この場合、本体部5Bbは、粒子群5bmを複数個有する構造であるのがよい。また、粒子群5bm同士は、2面間粒界boを介して結合(焼結)した状態となっているのがよい。粒子群5bm同士が2面間粒界boを介して結合した状態になると、複数の粒子群5bmが空隙poや2面間粒界boを介して結合した構造となるため、集塊部5Bの領域がさらに大きくなる。一方、副粒子5Bbは、本体部5Baの周縁に位置している部分に相当する。 In the capacitor of the embodiment, as shown in FIG. 4, the agglomerate portion 5B may have a main body portion 5Ba and auxiliary particles 5Bb. In this case, the main body portion 5Ba corresponds to a portion occupying the central region of the agglomeration portion 5B. The main body portion 5Bb is a portion in which at least three second crystal particles 5b are bonded to each other at a two-sided grain boundary bo. A portion in which at least three second crystal particles 5b are bonded to each other at a two-sided grain boundary bo is defined as a particle group 5bm. In this case, the main body portion 5Bb preferably has a structure having a plurality of particle groups 5bm. Further, it is preferable that the particle groups 5 bm are in a state of being bonded (sintered) via the interplaneal grain boundary bo. When the particle groups 5bm are bonded to each other via the two-sided grain boundary bo, the structure is such that the plurality of particle groups 5bm are bonded to each other via the void po and the two-sided grain boundary bo. The area becomes even larger. On the other hand, the sub-particle 5Bb corresponds to a portion located on the peripheral edge of the main body portion 5Ba.

ここで、集塊部5Bについて、図4を用いて詳細に説明する。この場合、集塊部5Bは、枠線F(実線)で囲った領域である。つまり、集塊部5Bは、本体部5Baの周囲に配置している複数の副粒子5Bb同士を枠線Fで結んだ領域である。枠線Fは、本体部5Baの中心の位置から見て、副粒子5Bbの外側の表面を接点として配置される。この場合、枠線Fは副粒子5Bb間を結ぶ範囲では直線状であってもよい。 Here, the agglomerate portion 5B will be described in detail with reference to FIG. In this case, the agglomerate portion 5B is an area surrounded by a frame line F (solid line). That is, the agglomerate portion 5B is a region in which a plurality of sub-particles 5Bb arranged around the main body portion 5Ba are connected by a frame line F. The frame line F is arranged with the outer surface of the sub-particle 5Bb as a contact point when viewed from the position of the center of the main body portion 5Ba. In this case, the frame line F may be linear as long as it connects the sub-particles 5Bb.

以下に示すように、副粒子5Bbはこぶ状粒子5Bbtを有する。誘電体層5中に含まれる集塊部5Bがその周縁にさらにこぶ状粒子5Bbtを有するようになると、図4に示すように、枠線F(実線)で囲った範囲がさらに大きくなる。集塊部5Bがこぶ状粒子5Bbtを有する範囲にまで広がると、こぶ状粒子5Bbtに隣接する空隙poとともに第1結晶粒子5aまで含むようになる。集塊部5Bは、その領域がさらに大きくなる。こうして、誘電体層5中において、電界強度の高い領域がさらに広がり、コンデンサのDCバイアス特性をさらに高めることができる。 As shown below, the sub-particles 5Bb have hump-like particles 5Bbt. When the agglomerated portion 5B contained in the dielectric layer 5 further has hump-shaped particles 5Bbt on its peripheral edge, the range surrounded by the frame line F (solid line) becomes larger as shown in FIG. When the agglomerated portion 5B expands to the range having the hump-shaped particles 5Bbt, it includes the first crystal particles 5a together with the void po adjacent to the hump-shaped particles 5Bbt. The agglomerated portion 5B has a larger area. In this way, in the dielectric layer 5, the region where the electric field strength is high is further expanded, and the DC bias characteristic of the capacitor can be further enhanced.

図4および図6に示すように、副粒子5Bbは、さらに、本体部5Baから離れた位置に存在する孤立粒子5Bbsを含んでいてもよい。孤立粒子5Bbsは、本体部5Baとの間において、空隙poおよび第1結晶粒子5aのうちの少なくとも一方が存在するような間隔を隔てて配置されているのがよい。ここで、孤立粒子5Bbsと本体部5Baとの間に第1結晶粒子5aが存在するとは、図6に示すように、符号wで示した孤立粒子5Bbsの粒子径の範囲に第1結晶粒子5aの一部がかかっている状態でもよいという意味である。言い換えると、孤立粒子5Bbsと本体部5Bbとが対面しているときに、本体部5Bbの表面にほぼ平行な方向の孤立粒子5Bbの幅wの範囲内に第1結晶粒子5aの一部が存在しているという意味である。集塊部5Bが、こぶ状粒子5Bbtに加えて孤立粒子5Bbsまで含む構造になると、集塊部5Bの見かけ上の領域がさらに大きくなる。その結果、母相5Aを主体とする誘電体層5を有するコンデンサのDCバイアス特性をさらに高めることが可能になる。 As shown in FIGS. 4 and 6, the sub-particles 5Bb may further include isolated particles 5Bbs existing at positions away from the main body 5Ba. The isolated particles 5Bbs are preferably arranged at a distance from the main body portion 5Ba so that at least one of the void po and the first crystal particles 5a is present. Here, the existence of the first crystal particles 5a between the isolated particles 5Bbs and the main body 5Ba means that the first crystal particles 5a are within the particle size range of the isolated particles 5Bbs indicated by the reference numeral w, as shown in FIG. It means that it may be in a state where a part of is applied. In other words, when the isolated particles 5Bbs and the main body 5Bb face each other, a part of the first crystal particles 5a exists within the width w of the isolated particles 5Bb in the direction substantially parallel to the surface of the main body 5Bb. It means that you are doing it. When the agglomerated portion 5B has a structure including not only the hump-shaped particles 5Bbt but also the isolated particles 5Bbs, the apparent region of the agglomerating portion 5B becomes larger. As a result, it becomes possible to further enhance the DC bias characteristic of the capacitor having the dielectric layer 5 mainly composed of the matrix 5A.

実施形態のコンデンサでは、上記した集塊部5を有する誘電体層5がコンデンサ本体1中に2層以上含まれているのがよい。この場合、集塊部5を有する誘電体層5は、コンデンサのDCバイアス特性を高められるという点で全層に配置されているのが良い。一方、コンデンサの静電容量を高く維持するという理由からは、集塊部5を有する誘電体層5は局所的に配置してもよい。この場合、集塊部5を有する誘電体層5を配置する場所としては、コンデンサ本体1における積層方向の端の方がよい。コンデンサ本体1の積層方向の端というのは、図2に示しているように、静電容量に寄与する誘電体層5が積層されてい
る領域の中で積層方向の上端部1upおよび下端部1udのことである。コンデンサ本体1における積層方向の上端部1upおよび下端部1udは、コンデンサに直流電圧を印加したときに、積層方向の中段部よりも電界強度が高くなる傾向にあるからである。集塊部5を有する誘電体層5は、コンデンサ本体1における積層方向の上端部1upおよび下端部1udに同数もしくは同程度の層数で配置されているのがよい。
In the capacitor of the embodiment, it is preferable that the capacitor body 1 contains two or more dielectric layers 5 having the above-mentioned agglomerated portion 5. In this case, the dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5 is preferably arranged on all layers in that the DC bias characteristic of the capacitor can be enhanced. On the other hand, the dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5 may be locally arranged for the reason of maintaining a high capacitance of the capacitor. In this case, the end of the capacitor body 1 in the stacking direction is preferable as the place where the dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5 is arranged. As shown in FIG. 2, the ends of the capacitor body 1 in the stacking direction are the upper end 1up and the lower end 1ud in the stacking direction in the region where the dielectric layer 5 contributing to the capacitance is laminated. That is. This is because the upper end portion 1up and the lower end portion 1ud in the stacking direction of the capacitor main body 1 tend to have higher electric field strength than the middle portion in the stacking direction when a DC voltage is applied to the capacitor. The dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5 is preferably arranged in the same number or the same number of layers at the upper end portion 1up and the lower end portion 1ud in the stacking direction in the capacitor main body 1.

実施形態のコンデンサでは、1層の誘電体層5における集塊部5Bの面積割合は3%以上10%以下であるのがよい。この場合、コンデンサ本体1は、特に、集塊部5Bの面積割合が3%以上10%以下である誘電体層5を2層以上有しているのがよい。コンデンサ本体1が、集塊部5Bの面積割合が3%以上10%以下である誘電体層5を2層以上有している場合には、集塊部5Bを有する誘電体層5が増えても1層あたりの静電容量を高い状態に維持することができる。また、コンデンサに印加する直流電圧を高くしても静電容量の低下を小さくすることができる。 In the capacitor of the embodiment, the area ratio of the agglomerated portion 5B in the dielectric layer 5 of one layer is preferably 3% or more and 10% or less. In this case, the capacitor main body 1 preferably has two or more dielectric layers 5 in which the area ratio of the agglomerated portion 5B is 3% or more and 10% or less. When the capacitor body 1 has two or more dielectric layers 5 in which the area ratio of the agglomerated portion 5B is 3% or more and 10% or less, the dielectric layer 5 having the agglomerated portion 5B increases. Also, the capacitance per layer can be maintained in a high state. Further, even if the DC voltage applied to the capacitor is increased, the decrease in capacitance can be reduced.

ここで、集塊部5Bの面積割合は、以下のように説明できる。まず、図2に符号Acsとして示したように、コンデンサ本体1の断面から1層の誘電体層5を選択する。次に、選択した誘電体層5の断面の全面積A0を1とする。次に、選択した誘電体層5の断面内に見られる集塊部5Bの面積を合わせた合計の面積A1を求める。集塊部5Bの面積割合は、特定の誘電体層5の断面内に見られる集塊部5Bの合計の面積A1を誘電体層5の断面の全面積A0で除して求められる比率(A1/A0)である。なお、集塊部5Bの面積割合を求めるコンデンサ本体1の断面として、図2には、コンデンサ本体1を2つの外部電極3が対向する方向に対して垂直な断面(L断面)を示しているが、集塊部5Bの面積割合を求めるコンデンサ本体1の断面としては、L断面に限らず、コンデンサの2つの外部電極3が対向する方向の断面(W断面)でもよい。 Here, the area ratio of the agglomerated portion 5B can be explained as follows. First, as shown by the reference numeral Acs in FIG. 2, one dielectric layer 5 is selected from the cross section of the capacitor body 1. Next, the total area A0 of the cross section of the selected dielectric layer 5 is set to 1. Next, the total area A1 including the areas of the agglomerated portion 5B found in the cross section of the selected dielectric layer 5 is obtained. The area ratio of the agglomerated portion 5B is a ratio (A1) obtained by dividing the total area A1 of the agglomerated portion 5B found in the cross section of the specific dielectric layer 5 by the total area A0 of the cross section of the dielectric layer 5. / A0). As a cross section of the capacitor main body 1 for obtaining the area ratio of the agglomerated portion 5B, FIG. 2 shows a cross section (L cross section) of the capacitor main body 1 perpendicular to the direction in which the two external electrodes 3 face each other. However, the cross section of the capacitor body 1 for obtaining the area ratio of the agglomerated portion 5B is not limited to the L cross section, but may be a cross section (W cross section) in the direction in which the two external electrodes 3 of the capacitor face each other.

実施形態のコンデンサでは、副粒子5Bbの平均粒径をD1、集塊部5Bの平均径をD0としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下であるのがよい。比D1/D0が0.019以上0.093以下であると、DCバイアス特性を−23.9%よりも小さくすることができる。この場合、DCバイアス特性が−23.9%というのは、ゼロバイアス(直流電圧を印加しない状態)での静電容量をC0、特定の直流電圧を印加したときに得られる静電容量をC1としたときに、(C1−C0)/C0の比を%表示した値のことである。このように、実施形態のコンデンサによれば、コンデンサに直流電圧が印加された際にも、静電容量の減衰量を小さくすることができる。この場合、副粒子5Bbの平均粒径D1は、0.13μm以上0.68μm以下であるのがよい。また、集塊部5Bの平均径D0は、5μm以上10μm以下、特には、7μm以上7.8μm以下であるのがよい。さらには、第1結晶粒子5aの平均粒径D2は、0.047μm以上0.22μm以下であるのがよい。 In the capacitor of the embodiment, when the average particle size of the sub-particles 5Bb is D1 and the average diameter of the agglomerated portion 5B is D0, the ratio D1 / D0 is preferably 0.019 or more and 0.093 or less. When the ratio D1 / D0 is 0.019 or more and 0.093 or less, the DC bias characteristic can be made smaller than −23.9%. In this case, the DC bias characteristic of -23.9% means that the capacitance at zero bias (when no DC voltage is applied) is C0, and the capacitance obtained when a specific DC voltage is applied is C1. Is the value obtained by displaying the ratio of (C1-C0) / C0 in%. As described above, according to the capacitor of the embodiment, the amount of attenuation of the capacitance can be reduced even when a DC voltage is applied to the capacitor. In this case, the average particle size D1 of the sub-particles 5Bb is preferably 0.13 μm or more and 0.68 μm or less. Further, the average diameter D0 of the agglomerated portion 5B is preferably 5 μm or more and 10 μm or less, and particularly preferably 7 μm or more and 7.8 μm or less. Furthermore, the average particle size D2 of the first crystal particles 5a is preferably 0.047 μm or more and 0.22 μm or less.

ここで、副粒子5Bbの平均粒径D1は、こぶ状粒子5Bbtの最大径および孤立粒子5Bbsの最大径を合わせた平均値である。こぶ状粒子5Bbtの最大径は、図5に示したD3の範囲である。孤立粒子5Bbsの最大径は、図6に示したD4の範囲である。集塊部の平均径D0は、図4に示した枠線Fの範囲である。枠線Fの範囲から、以下のようにして、集塊部5Bの面積および直径を求める。この場合、最初に、画像解析により枠線Fの領域の面積を求める。次に、枠線Fの領域の面積を、一旦、円としての面積を求める。必要に応じて、その円の面積から直径を求める。1層の誘電体層5内に複数の集塊部5Bが存在する場合には、個々に求めて集塊部5Bの直径を合わせた平均値を求める。この平均値を集塊部5Bの平均径D0とする。 Here, the average particle size D1 of the sub-particles 5Bb is an average value obtained by combining the maximum diameters of the hump-shaped particles 5Bbt and the maximum diameters of the isolated particles 5Bbs. The maximum diameter of the hump-shaped particles 5Bbt is in the range of D3 shown in FIG. The maximum diameter of the isolated particles 5Bbs is in the range of D4 shown in FIG. The average diameter D0 of the agglomerated portion is within the range of the frame line F shown in FIG. From the range of the frame line F, the area and diameter of the agglomerated portion 5B are obtained as follows. In this case, first, the area of the area of the frame line F is obtained by image analysis. Next, the area of the area of the frame line F is once determined as an area as a circle. If necessary, find the diameter from the area of the circle. When a plurality of agglomerated portions 5B are present in the dielectric layer 5 of one layer, the average value including the diameters of the agglomerated portions 5B is calculated individually. This average value is defined as the average diameter D0 of the agglomerate portion 5B.

また、第1結晶粒子5aの平均粒径D2は、以下のようにして求める。第1結晶粒子5aの平均粒径D2を求めるための試料としては、例えば、集塊部5Bの平均径D0を求め
るために用意した試料と同じものを用いてもよい。集塊部5Bの平均径D0を求めるために用意した試料の断面において、まず、集塊部5Bを除く領域を選択する。選択する領域は、第1結晶粒子5aが20〜30個入る領域である。第1結晶粒子5aが20〜30個入る領域内に見られる第1結晶粒子5aの全てについてその輪郭を取る。次に、第1結晶粒子5aの輪郭から個々に円としての面積を求める。次に、それぞれの円の面積から直径を求める。最後に、第1結晶粒子5aのそれぞれに対応する直径の平均値を求める。この平均値を第1結晶粒子5aの平均粒径D2とする。
The average particle size D2 of the first crystal particles 5a is obtained as follows. As the sample for obtaining the average particle size D2 of the first crystal particles 5a, for example, the same sample prepared for obtaining the average diameter D0 of the agglomerated portion 5B may be used. In the cross section of the sample prepared for obtaining the average diameter D0 of the agglomerate portion 5B, first, a region excluding the agglomerate portion 5B is selected. The region to be selected is a region in which 20 to 30 first crystal particles 5a are contained. All of the first crystal particles 5a found in the region containing 20 to 30 first crystal particles 5a are contoured. Next, the area as a circle is individually obtained from the contour of the first crystal particle 5a. Next, the diameter is calculated from the area of each circle. Finally, the average value of the diameters corresponding to each of the first crystal particles 5a is obtained. This average value is defined as the average particle size D2 of the first crystal particles 5a.

実施形態のコンデンサでは、図3に示すように、誘電体層5の1層の厚みをtとし、誘電体層5の厚みの方向と同じ方向における集塊部5Bの平均径をD0としたときに、比D0/tは0.47以上0.52以下であるのがよい。ここで、誘電体層5の厚みtというのは、誘電体層5の平均の厚みのことである。誘電体層5の平均の厚みtは、以下の手順で求める。まず、厚みの測定に用いる誘電体層5を選択する。選択する誘電体層5として、例えば、集塊部5Bについて解析するために選択した誘電体層5を選定してもよい。選定した誘電体層5において、幅方向に均等に複数の箇所を指定する。厚みを測定する箇所の数は3〜10ヵ所がよい。次に、指定したそれぞれの箇所の厚みを求める。次に、それぞれ求めた厚みの平均値を求める。こうして求めた誘電体層5の厚みの平均値を誘電体層5の厚みtとする。集塊部5Bの面積割合、集塊部5Bの平均径D0、副粒子5Bbの平均粒径d1、副粒子5Bbを構成するこぶ状粒子5Bbtの最大径D3、孤立粒子5Bbsの最大径D4、誘電体層5の厚みtは、いずれもコンデンサ本体1の断面を撮影した写真から求める。コンデンサ本体1の断面を撮影には、走査型電子顕微鏡を用いるのがよい。この場合も走査型電子顕微鏡としては分析器を備えているものがよい。走査型電子顕微鏡に分析器が備えられていると、撮影する結晶粒子を組成によって特定することができる。なお、誘電体層5に含まれる場合であっても、その結晶粒子の最大径が0.03μmよりも小さい結晶粒子については対象外としてもよい。 In the capacitor of the embodiment, as shown in FIG. 3, when the thickness of one layer of the dielectric layer 5 is t and the average diameter of the agglomerated portion 5B in the same direction as the thickness of the dielectric layer 5 is D0. In addition, the ratio D0 / t is preferably 0.47 or more and 0.52 or less. Here, the thickness t of the dielectric layer 5 is the average thickness of the dielectric layer 5. The average thickness t of the dielectric layer 5 is determined by the following procedure. First, the dielectric layer 5 used for measuring the thickness is selected. As the dielectric layer 5 to be selected, for example, the dielectric layer 5 selected for analyzing the agglomerated portion 5B may be selected. In the selected dielectric layer 5, a plurality of locations are evenly designated in the width direction. The number of points for measuring the thickness is preferably 3 to 10. Next, the thickness of each designated portion is obtained. Next, the average value of the obtained thickness is obtained. The average value of the thicknesses of the dielectric layer 5 thus obtained is defined as the thickness t of the dielectric layer 5. Area ratio of agglomerated portion 5B, average diameter D0 of agglomerated portion 5B, average particle size d1 of subparticles 5Bb, maximum diameter D3 of hump-shaped particles 5Bbt constituting subparticles 5Bb, maximum diameter D4 of isolated particles 5Bbs, dielectric The thickness t of the body layer 5 is obtained from a photograph of a cross section of the capacitor body 1 taken. A scanning electron microscope is preferably used to photograph the cross section of the capacitor body 1. In this case as well, the scanning electron microscope preferably has an analyzer. When the scanning electron microscope is equipped with an analyzer, the crystal particles to be photographed can be specified by the composition. Even when it is contained in the dielectric layer 5, crystal particles having a maximum diameter smaller than 0.03 μm may be excluded from the target.

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、誘電体層5を形成するためのセラミックグリーンシートに、チタン酸バリウムを主成分とする原料粉末に対して、予め、アミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸カルシウム粉末およびアミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸ストロンチウム粉末のうちの少なくとも一方を所定の割合で添加すること以外は、コンデンサの慣用的な製造方法によって作製できる。チタン酸バリウムを主成分とする原料粉末を主体として含むセラミックグリーンシートに、予めアミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸カルシウム粉末を添加すると、チタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子を母相5Aとする誘電体層5中に、チタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子が凝集した集塊部5Bが形成されやすくなる。予め、アミン系の分散剤を用いてスラリー化したチタン酸ストロンチウム粉末を添加した場合も同様に、誘電体層5中に、チタン酸ストロンチウムを主成分とする結晶粒子が凝集した集塊部5Bが形成されやすくなる。誘電体層5中に存在する集塊部5Bの割合は、炭酸カルシウム粉末、炭酸ストロンチウム粉末、アミン系分散剤の添加量および焼成温度によって調整する。 Next, a method of manufacturing the capacitor of the embodiment will be described. The capacitor of the embodiment is a calcium carbonate powder obtained by preliminarily slurping a raw material powder containing barium titanate as a main component on a ceramic green sheet for forming the dielectric layer 5 with an amine-based dispersant. It can be produced by a conventional method for producing a capacitor, except that at least one of the strontium carbonate powder slurried with an amine-based dispersant is added at a predetermined ratio. When calcium carbonate powder slurried in advance with an amine-based dispersant is added to a ceramic green sheet mainly containing a raw material powder containing barium titanate as a main component, crystal particles containing barium titanate as a main component become a mother. In the dielectric layer 5 as the phase 5A, an agglomerated portion 5B in which crystal particles containing calcium titanate as a main component are aggregated is likely to be formed. Similarly, when strontium titanate powder slurried with an amine-based dispersant is added in advance, the agglomerated portion 5B in which crystal particles containing strontium titanate as a main component are aggregated is similarly formed in the dielectric layer 5. It becomes easy to be formed. The proportion of the agglomerated portion 5B present in the dielectric layer 5 is adjusted by the amount of calcium carbonate powder, strontium carbonate powder, amine-based dispersant added, and the firing temperature.

以下、コンデンサを具体的に作製して特性評価を行った。ここでは、まず、誘電体粉末に炭酸カルシウム粉末を添加してコンデンサを作製した例について説明する。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(BaTiO)、炭酸カルシウム粉末(CaCO)炭酸マグネシウム粉末(MgCO)、酸化ディスプロシウム粉末(Dy)、炭酸マンガン粉末(MnCO)およびガラス粉末(SiO=55、BaO=20、CaO=15、Li=10(モル%))およびを準備した。この場合、チタン酸バリウム粉末には、平均粒径が0.05μmのチタン酸バリウム粉末を用いた。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(Dy)を0.8モル、MnCO粉末をMnO換算で0.3モル添加し、さらにガラス成分(SiO−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。炭酸カルシウムの添加量は表1に示した。表1に示した炭酸カルシウム粉末の添加量は、チタン酸バリウム粉末100質量部に対する割合である。なお、炭酸カルシウム粉末は、予め、アミン系の分散剤またはカルボン酸系の分散剤に分散させてスラリー化したものを用いた。表1に示したアミン系の分散剤およびカルボン酸系の分散剤の添加量は、炭酸カルシウム粉末の添加量に対する割合である。
Hereinafter, a capacitor was specifically manufactured and its characteristics were evaluated. Here, first, an example in which a capacitor is manufactured by adding calcium carbonate powder to a dielectric powder will be described. First, as raw material powders for preparing dielectric powder, barium titanate powder (BaTIO 3 ), calcium carbonate powder (CaCO 3 ), magnesium carbonate powder (Mg 2 CO 3 ), and disprosium oxide powder (Dy 2 O 3) ), Manganese carbonate powder (MnCO 3 ) and glass powder (SiO 2 = 55, BaO = 20, CaO = 15, Li 2 O 3 = 10 (mol%)) and prepared. In this case, barium titanate powder having an average particle size of 0.05 μm was used as the barium titanate powder. As for the dielectric powder, for 100 mol of barium titanate powder, 0.8 mol of magnesium oxide powder (MgO) in terms of MgO, 0.8 mol of disprosium oxide powder (Dy 2 O 3 ), and MnCO 3 powder. Was added in an amount of 0.3 mol in terms of MnO, and 1 part by mass of a glass component (SiO 2- BaO-CaO-based glass powder) was added to 100 parts by mass of barium titanate powder. The amount of calcium carbonate added is shown in Table 1. The amount of calcium carbonate powder added shown in Table 1 is a ratio to 100 parts by mass of barium titanate powder. The calcium carbonate powder used was previously dispersed in an amine-based dispersant or a carboxylic acid-based dispersant to form a slurry. The amount of the amine-based dispersant and the carboxylic acid-based dispersant shown in Table 1 is the ratio to the amount of the calcium carbonate powder added.

次に、調製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20μm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。 Next, a ceramic green sheet having an average thickness of 20 μm was prepared by a doctor blade method using a slurry prepared by mixing an organic vehicle with the prepared dielectric powder. A butyral resin was used as the resin to be contained in the organic vehicle when preparing the ceramic green sheet. The amount of the butyral resin added was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dielectric powder. As the solvent, a solvent in which ethyl alcohol and toluene were mixed at a ratio of 1: 1 was used. Nickel powder was used as the metal for the conductor paste to form the internal electrode pattern. Ethyl cellulose was used as the resin for preparing the conductor paste. The amount of ethyl cellulose added was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nickel powder. As the solvent, a dihydroterpineol solvent and a butyl cellosolve were mixed and used.

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。次に、作製したパターンシートを100層積層してコア積層体を作製した。次に、コア積層体の上面側および下面側にカバー層として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。コンデンサ本体の成形体は、その全層が誘電体粉末中に炭酸カルシウム粉末または炭酸ストロンチウム粉末を含むセラミックグリーンシートにより形成されたものである。 Next, a conductor paste was printed on the prepared ceramic green sheet to prepare a pattern sheet. Next, 100 layers of the produced pattern sheets were laminated to prepare a core laminate. Next, a ceramic green sheet was laminated as a cover layer on the upper surface side and the lower surface side of the core laminate to prepare a base laminate. After that, the base laminate was cut to prepare a molded body of the capacitor body. The molded body of the capacitor body is formed of a ceramic green sheet in which all layers thereof contain calcium carbonate powder or strontium carbonate powder in the dielectric powder.

次に、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1190℃に設定した条件で焼成した。この焼成には抵抗加熱方式の焼成炉を用いた。続いて、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。コンデンサ本体のサイズは、3.2mm×1.6mm×1.6mmであった。誘電体層の平均厚みは15μmであった。内部電極層の平均厚みは0.8μmであった。作製したコンデンサの静電容量の設計値は1μFに設定した。 Next, the molded body of the capacitor body was fired to prepare the capacitor body. This firing was carried out in hydrogen-nitrogen under the conditions that the temperature rising rate was 900 ° C./h and the maximum temperature was set to 1190 ° C. A resistance heating type firing furnace was used for this firing. Subsequently, the capacitor body was subjected to a reoxidation treatment. The conditions for the reoxidation treatment were that the maximum temperature was set to 1000 ° C. and the holding time was 5 hours in a nitrogen atmosphere. The size of the capacitor body was 3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm. The average thickness of the dielectric layer was 15 μm. The average thickness of the internal electrode layer was 0.8 μm. The design value of the capacitance of the produced capacitor was set to 1 μF.

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。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。 Next, after barrel polishing the capacitor body, external electrode paste was applied to both ends of the capacitor body and baked at a temperature of 800 ° C. to form an external electrode. As the external electrode paste, one to which Cu powder and glass were added was used. Then, using an electrolytic barrel machine, Ni plating and Sn plating were sequentially formed on the surface of the external electrode to obtain a capacitor.

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、得られたコンデンサのうちの数個を選択し、乳鉢を用いて粉砕し、X線回折用の試料を作製した。作製したコンデンサのうち、誘電体粉末中に炭酸カルシウム粉末を添加して作製したコンデンサでは、誘電体層のX線回折パターンにチタン酸バリウムとともにチタン酸カルシウムの回折ピークが見られた。続いて、X線回折パターンより、チタン酸バリウムの主ピークの回折強度IBTに対するチタン酸カルシウムの主ピークの回折強度ICTの比を求めた。チタン酸バリウムの主ピークとしては、指数(111)の回折ピークを選択した。チタン酸カルシウムの主ピークとしては、指数(121)の回折ピークを選択した。この回折強度の比を誘電体層中に含まれるチタン酸カルシウムの割合として表1に示した。 Next, the following evaluation was performed on the produced capacitor. First, several of the obtained capacitors were selected and pulverized using a mortar to prepare a sample for X-ray diffraction. Among the manufactured capacitors, in the capacitor manufactured by adding calcium carbonate powder to the dielectric powder, a diffraction peak of calcium titanate was observed together with barium titanate in the X-ray diffraction pattern of the dielectric layer. Subsequently, the X-ray diffraction pattern was determined main peak ratio of the diffraction intensity I CT of calcium titanate for diffraction intensity I BT of the main peak of barium titanate. A diffraction peak with an index (111) was selected as the main peak of barium titanate. A diffraction peak with an index (121) was selected as the main peak of calcium titanate. The ratio of this diffraction intensity is shown in Table 1 as the ratio of calcium titanate contained in the dielectric layer.

次に、誘電体層を構成している母相および集塊部についての分析を行った。この分析にはコンデンサの試料を以下のように加工したものを用いた。まず、コンデンサの断面を研磨して、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、断面を露出させた試料に対して熱エッチングを行った。断面を露出させた試料に熱エッチングを行うことで、誘電体層の断面において、結晶粒子および粒界のそれぞれの輪郭が明確に分かるようにした。次に、得られた試料に対して、分析器を備えた走査型電子顕微鏡を用いることにより以下の解析および評価を行った。まず、走査型電子顕微鏡による観察によって得られた写真から、図3に示したような誘電体層が1層入るほどの断面を選択した。単位面積とした領域は、誘電体層の1層のW断面である。選択した誘電体層は、コンデンサ本体の断面における積層方向の一方側の端部の1層である。また、分析する部位としては、その選択した誘電体層の幅方向の中央の部分とした。次に、選択した1層の誘電体層内に存在する、母相の成分(化合物)および集塊部の成分(化合物)の同定を行った。分析の結果、母相はチタン酸バリウムを主成分とするのであった。作製したコンデンサのうちアミン系の分散剤を用いた試料は、いずれも誘電体層中に集塊部が形成されていた。また、集塊部はチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子によって形成されていた。また、集塊部は、いずれも中央領域に位置する本体部とその本体部の周縁に位置する副粒子を有するものであった。さらに、集塊部の中心部を占める本体部は、少なくとも3個のチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子が2面間粒界で接触した構造を有するものであった。また、集塊部には、本体部との間でネック部を介して結合したこぶ状粒子が見られた。さらに、集塊部は、本体部から離れた位置に存在する孤立粒子を含んでいた。この場合、孤立粒子としては、近接するこぶ状粒子の最大径以下の範囲に存在しているものを選択した。 Next, the matrix and the agglomerated portion constituting the dielectric layer were analyzed. For this analysis, a capacitor sample processed as follows was used. First, the cross section of the capacitor was polished to prepare a sample in which the cross section as shown in FIG. 2 was exposed. Next, thermal etching was performed on the sample whose cross section was exposed. By performing thermal etching on the sample with the exposed cross section, the contours of the crystal particles and the grain boundaries can be clearly seen in the cross section of the dielectric layer. Next, the following analysis and evaluation were performed on the obtained sample by using a scanning electron microscope equipped with an analyzer. First, from the photographs obtained by observation with a scanning electron microscope, a cross section was selected so as to contain one dielectric layer as shown in FIG. The region defined as the unit area is the W cross section of one layer of the dielectric layer. The selected dielectric layer is one layer at one end in the stacking direction in the cross section of the capacitor body. The site to be analyzed was the central portion in the width direction of the selected dielectric layer. Next, the components (compounds) of the parent phase and the components (compounds) of the agglomerate portion existing in the selected one-layer dielectric layer were identified. As a result of the analysis, the matrix was mainly composed of barium titanate. Among the prepared capacitors, in all the samples using the amine-based dispersant, agglomerates were formed in the dielectric layer. In addition, the agglomerated portion was formed by crystal particles containing calcium titanate as a main component. In addition, each of the agglomerated portions had a main body portion located in the central region and auxiliary particles located on the peripheral edge of the main body portion. Further, the main body portion occupying the central portion of the agglomerated portion has a structure in which at least three crystal particles containing calcium titanate as a main component are in contact with each other at the two-sided grain boundary. Further, in the agglomerated portion, hump-like particles bonded to the main body portion via the neck portion were observed. In addition, the agglomerates contained isolated particles that were located distant from the body. In this case, as the isolated particles, those existing in the range equal to or less than the maximum diameter of the adjacent hump-like particles were selected.

次に、撮影した写真を解析することにより、集塊部の平均径D0、集塊部の面積割合(A1/A0)、選択した誘電体層の平均厚みt、誘電体層の平均厚みtに対する集塊部の平均径D0の比(D0/t)、副粒子の平均粒径D1、集塊部の平均径D0に対する副粒子の平均粒径D1の比(D1/D0)、第1結晶粒子の平均粒径D2、副粒子の平均粒径D1に対する第1結晶粒子の平均粒径D2の比(D2/D1)を求めた。このとき、こぶ状粒子の平均粒径は、複数のこぶ状粒子について求めた最大径の平均値から求めた。集塊部を構成する本体部の周縁に存在している全てのこぶ状粒子を対象とした。孤立粒子の平均粒径は、複数の孤立粒子について求めた最大径の平均値から求めた。この場合も集塊部を構成する本体部の周縁に存在している全ての孤立粒子を対象とした。作製した試料のうち、セラミックグリーンシート中にアミン系の分散剤を含ませた炭酸カルシウム粉末を添加して作製したコンデンサには、いずれの試料においてもコンデンサ本体を構成する誘電体層中に集塊部が形成されていた。この場合、集塊部は本体部とともにこぶ状粒子および孤立粒子を有するものであった。 Next, by analyzing the photograph taken, the average diameter D0 of the agglomerated portion, the area ratio of the agglomerated portion (A1 / A0), the average thickness t of the selected dielectric layer, and the average thickness t of the dielectric layer are obtained. The ratio of the average diameter D0 of the agglomerated portion (D0 / t), the average particle size D1 of the auxiliary particles, the ratio of the average particle size D1 of the auxiliary particles to the average diameter D0 of the agglomerated portion (D1 / D0), the first crystal particles The ratio (D2 / D1) of the average particle size D2 of the first crystal particles to the average particle size D1 of the sub-particles and the average particle size D2 of the first crystal particles was determined. At this time, the average particle size of the hump-shaped particles was determined from the average value of the maximum diameters obtained for the plurality of hump-like particles. All the hump-like particles existing on the periphery of the main body constituting the agglomerate were targeted. The average particle size of the isolated particles was determined from the average value of the maximum diameters obtained for a plurality of isolated particles. In this case as well, all the isolated particles existing on the periphery of the main body constituting the agglomerate were targeted. Among the prepared samples, the capacitors prepared by adding calcium carbonate powder containing an amine-based dispersant to the ceramic green sheet were agglomerated in the dielectric layer constituting the capacitor body in all the samples. The part was formed. In this case, the agglomerated portion had hump-like particles and isolated particles together with the main body portion.

次に、誘電特性については、直流電圧を印加しない条件および直流電圧を印加した条件において静電容量を測定した。直流電圧を印加しない条件は、交流電圧1.0V、周波数1kHzである。直流電圧を印加した条件は、(1)交流電圧1.0V、直流電圧5V、周波数1kHz、(2)交流電圧1.0V、直流電圧10V、周波数1kHzである。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ゼロバイスでの静電容量はいずれも0.89μF以上であった。 Next, regarding the dielectric characteristics, the capacitance was measured under the condition that no DC voltage was applied and the condition that the DC voltage was applied. The conditions under which no DC voltage is applied are an AC voltage of 1.0 V and a frequency of 1 kHz. The conditions under which the DC voltage is applied are (1) AC voltage 1.0 V, DC voltage 5 V, frequency 1 kHz, and (2) AC voltage 1.0 V, DC voltage 10 V, frequency 1 kHz. The number of samples was 30, and the average value was calculated. The capacitance of the sample whose capacitance could be measured at zero vise was 0.89 μF or more.

また、作製したコンデンサについて、機械的強度を評価するためにたわみ試験を行った。たわみ試験は、以下のような方法で行った。基板にはガラスエポキシ基板(厚み:1.6mm)を用いた。ガラスエポキシ基板は一方側の表面に2つの導体層(銅箔)が所定の間隔をおいて形成されていた。2つの導体層にコンデンサの外部電極をそれぞれ接合した。接合材には共晶はんだを用いた。たわみ試験の加圧はオートグラフを用いた。基板のたわみ限界は12mmに設定した。試料数は33個とした。評価したコンデンサにおいて、たわみ試験後の静電容量の低下率が5%より大きいか、または、たわみ試験後に、外観上
、クラックが見られた試料を不良としてカウントした。
In addition, a deflection test was conducted on the produced capacitor to evaluate the mechanical strength. The deflection test was performed by the following method. A glass epoxy substrate (thickness: 1.6 mm) was used as the substrate. In the glass epoxy substrate, two conductor layers (copper foil) were formed on one surface at a predetermined interval. The external electrodes of the capacitor were bonded to each of the two conductor layers. Eutectic solder was used as the bonding material. An autograph was used to pressurize the deflection test. The deflection limit of the substrate was set to 12 mm. The number of samples was 33. In the evaluated capacitors, samples in which the rate of decrease in capacitance after the deflection test was greater than 5% or cracks were observed in appearance after the deflection test were counted as defective.

誘電体粉末に炭酸ストロンチウム粉末を添加して作製したコンデンサについても上記した炭酸カルシウム粉末を用いた場合と同様の方法により作製し、また、同様の評価を行った。作製したコンデンサには、コンデンサ本体の積層方向の端部の少なくとも2層の誘電体層中に集塊部が形成されていた。また、この場合も集塊部は本体部とともにこぶ状粒子および孤立粒子を有するものであった。 A capacitor prepared by adding strontium carbonate powder to a dielectric powder was also produced by the same method as in the case of using the calcium carbonate powder described above, and the same evaluation was performed. In the produced capacitor, an agglomerated portion was formed in at least two dielectric layers at the end of the capacitor body in the stacking direction. Further, in this case as well, the agglomerated portion had hump-like particles and isolated particles together with the main body portion.

Figure 2021052149
Figure 2021052149

Figure 2021052149
Figure 2021052149

表1および表2の結果から明らかなように、誘電体層中に集塊部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.3〜13、15〜25は、5Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が−13.3%以下であった。ここで、−13.3%以下とは、0%に近くなるという意味である。また、これらの試料(No.3〜13、15〜25)は、静電容量がいずれも0.89μF以上であった。さらには、たわみ試験での不良が無かった。
As is clear from the results in Tables 1 and 2, the sample No. 1 and the sample No. 2 were excluded, except for the samples (Sample No. 1 and Sample No. 2) in which no agglomerate was present in the dielectric layer. In 3 to 13, 15 to 25, the DC bias characteristic when a DC voltage of 5 V was applied was -13.3% or less. Here, -13.3% or less means that it is close to 0%. Further, all of these samples (Nos. 3 to 13, 15 to 25) had a capacitance of 0.89 μF or more. Furthermore, there were no defects in the deflection test.

また、コンデンサ本体の誘電体層を断面視したときに求められる集塊部の面積割合が3%以上10%以下である誘電体層を全層に有するコンデンサの試料(試料No.5〜8および10〜13、17〜20、22〜25)は、静電容量が9.1μF以上であり、5Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が−12.1%以下であった。 Further, a sample of a capacitor having a dielectric layer in which the area ratio of the agglomerated portion obtained when the dielectric layer of the capacitor body is viewed in cross section is 3% or more and 10% or less (Sample Nos. 5 to 8 and 10 to 13, 17 to 20, 22 to 25) had a capacitance of 9.1 μF or more and a DC bias characteristic of -12.1% or less when a DC voltage of 5 V was applied.

さらに、これらの試料の中で、集塊部の平均径をD0、副粒子の平均粒径をD1としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下である試料(No.5〜8、10〜12)は、10Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が−23.9%以下であった。 Further, among these samples, when the average diameter of the agglomerated portion is D0 and the average particle size of the auxiliary particles is D1, the ratio D1 / D0 is 0.019 or more and 0.093 or less (No. In 5-8 and 10-12), the DC bias characteristic when a DC voltage of 10 V was applied was −23.9% or less.

なお、別途、誘電体粉末に炭酸カルシウム粉末と炭酸ストロンチウム粉末とを同量添加して作製したコンデンサを作製し、同様の評価を行った。炭酸カルシウム粉末と炭酸ストロンチウム粉末とを合わせた添加量は、試料No.7と同じく7質量部とした。また、焼成温度は1160℃に設定した。こうして作製したコンデンサの特性はいずれの特性も試料No.19の特性と同等の値を示した。 Separately, a capacitor prepared by adding the same amount of calcium carbonate powder and strontium carbonate powder to the dielectric powder was prepared, and the same evaluation was performed. The total amount of calcium carbonate powder and strontium carbonate powder added is the sample No. It was 7 parts by mass as in 7. The firing temperature was set to 1160 ° C. The characteristics of the capacitors produced in this way are all the characteristics of the sample No. The value equivalent to the characteristic of 19 was shown.

1・・・・・・・・・・コンデンサ本体
3・・・・・・・・・・外部電極
5・・・・・・・・・・誘電体層
5a・・・・・・・・・第1結晶粒子
5b・・・・・・・・・第2結晶粒子
5A・・・・・・・・・母相
5B・・・・・・・・・集塊部
5Ba・・・・・・・・本体部
5Bb・・・・・・・・副粒子
5Bbt・・・・・・・こぶ状粒子
5bbs・・・・・・・孤立粒子
7・・・・・・・・・・内部電極層
1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・First crystal particles 5b ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Second crystal particles 5A ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mother phase 5B ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・·····························································································································

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、チタン酸バリウムを主成分とする複数の第1結晶粒子と、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする複数の第2結晶粒子とを有しており、
複数の前記第1結晶粒子は前記誘電体層の母相を成しており、
複数の前記第2結晶粒子は前記母相中に集塊部を成して存在している、
コンデンサ。
It is equipped with a capacitor body in which multiple layers of dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated.
The dielectric layer has a plurality of first crystal particles containing barium titanate as a main component and a plurality of second crystal particles containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component. Ori,
The plurality of the first crystal particles form a matrix of the dielectric layer.
The plurality of the second crystal particles are present in the matrix phase in an agglomerated portion.
Capacitor.
前記集塊部は、中央領域に位置する本体部と、該本体部の周縁に位置する副粒子とを有しており、前記本体部は少なくとも3個の前記第2結晶粒子が互いに2面間粒界を介して配置された構造を有しており、前記副粒子は前記本体部との間でネック部を介して結合したこぶ状粒子を含んでいる、請求項1に記載のコンデンサ。 The agglomerated portion has a main body portion located in the central region and auxiliary particles located on the peripheral edge of the main body portion, and the main body portion has at least three second crystal particles between two surfaces of each other. The capacitor according to claim 1, which has a structure arranged via grain boundaries, and the auxiliary particles include hump-like particles bonded to the main body portion via a neck portion. 前記副粒子は、さらに、前記本体部から離れた位置に存在する孤立粒子を含んでおり、該孤立粒子は、近接する前記こぶ状粒子の最大径以下の範囲に存在している、請求項2に記載のコンデンサ。 The sub-particle further contains an isolated particle existing at a position away from the main body portion, and the isolated particle exists in a range equal to or less than the maximum diameter of the adjacent hump-like particles. The capacitors listed in. 前記コンデンサ本体は、前記誘電体層を断面視したときに求められる前記集塊部の面積割合が3%以上10%以下である前記誘電体層を少なくとも2層有する、請求項1乃至3のうちいずれかに記載のコンデンサ。 Of claims 1 to 3, the capacitor body has at least two dielectric layers in which the area ratio of the agglomerated portion, which is obtained when the dielectric layer is viewed in cross section, is 3% or more and 10% or less. The capacitor described in either. 前記集塊部の平均径をD0、前記副粒子の平均粒径をD1としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下である、請求項1乃至4のうちいずれかに記載のコンデンサ。 Any one of claims 1 to 4, wherein the ratio D1 / D0 is 0.019 or more and 0.093 or less when the average diameter of the agglomerated portion is D0 and the average particle size of the subparticles is D1. Described capacitor.
JP2019175774A 2019-09-26 2019-09-26 capacitor Active JP7237787B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175774A JP7237787B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175774A JP7237787B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021052149A true JP2021052149A (en) 2021-04-01
JP7237787B2 JP7237787B2 (en) 2023-03-13

Family

ID=75158152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019175774A Active JP7237787B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7237787B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001139370A (en) * 1999-11-11 2001-05-22 Murata Mfg Co Ltd Dielectric ceramics, ceramic capacitor and ceramic oscillator
JP2007084418A (en) * 2005-08-26 2007-04-05 Tdk Corp Electronic component, dielectric porcelain composition and its producing method
US20160104576A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multilayer ceramic electronic component and method of manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001139370A (en) * 1999-11-11 2001-05-22 Murata Mfg Co Ltd Dielectric ceramics, ceramic capacitor and ceramic oscillator
JP2007084418A (en) * 2005-08-26 2007-04-05 Tdk Corp Electronic component, dielectric porcelain composition and its producing method
US20160104576A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multilayer ceramic electronic component and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP7237787B2 (en) 2023-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101570459B1 (en) Method for manufacturing ceramic electronic component, and ceramic electronic component
JP6415337B2 (en) Multilayer ceramic capacitor
KR101771728B1 (en) Laminated ceramic electronic parts and fabricating method thereof
US20100188797A1 (en) Laminated ceramic capacitor
US7342767B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same
US8064190B2 (en) Multi-layer ceramic capacitor and manufacturing method of multi-layer ceramic capacitor
JP7131955B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof
JP4859593B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof
WO2009131221A1 (en) Laminated ceramic capacitor
JP2000182835A (en) Laminated ferrite chip inductor array
KR20230057174A (en) Ceramic electronic component
JP2012094696A (en) Laminated ceramic capacitor
JPH11340083A (en) Multilayer ceramic capacitor
JP4771818B2 (en) Multilayer ceramic capacitor
JP6913614B2 (en) Capacitor
JP6781065B2 (en) Capacitor
WO2021131819A1 (en) Capacitor
WO2009157232A1 (en) Dielectric ceramic and multilayer ceramic capacitor using the same
JP2021052149A (en) Capacitor
JP5159682B2 (en) Multilayer ceramic capacitor
JP2014232850A (en) Lamination type electronic part
KR100951317B1 (en) Manufacturing method of dielectric material and Multi Layered ceramic condenser comprising dielectric material manufactured thereby
JP2021068734A (en) Ceramic electronic component and manufacturing method thereof
JP7401971B2 (en) capacitor
WO2021059993A1 (en) Capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210825

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7237787

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150