JP2021192460A - Conductive paste for internal electrode and method for manufacturing multilayer ceramic electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部電極用導電性ペースト及び積層セラミック電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a conductive paste for an internal electrode and a laminated ceramic electronic component.
一般的に、キャパシター、インダクター、圧電素子、バリスター又はサーミスターなどのセラミック材料を使用する電子部品は、セラミック材料からなるセラミック本体と、セラミック本体の内部に形成された内部電極と、上記内部電極と接続するようにセラミック本体の表面に設置された外部電極と、を備える。 Generally, electronic components using a ceramic material such as a capacitor, an inductor, a piezoelectric element, a varistor or a thermister include a ceramic body made of the ceramic material, an internal electrode formed inside the ceramic body, and the above internal electrode. It is provided with an external electrode installed on the surface of the ceramic body so as to be connected to the ceramic body.
積層セラミック電子部品のうち、積層セラミックキャパシターは、積層された複数の誘電体層と、一誘電体層を挟んで対向配置される内部電極と、上記内部電極に電気的に接続した外部電極と、を含む。 Among the laminated ceramic electronic components, the laminated ceramic capacitor includes a plurality of laminated dielectric layers, an internal electrode arranged to face each other with a single dielectric layer interposed therebetween, and an external electrode electrically connected to the internal electrode. including.
積層セラミックキャパシターは、小型でありながら高容量が保証され、実装が容易であるという利点から、コンピューター、ＰＤＡ、携帯電話などの移動通信装置の部品として広く使用されている。 Multilayer ceramic capacitors are widely used as parts of mobile communication devices such as computers, PDAs, and mobile phones because of their small size, high capacity guaranteed, and easy mounting.
近年、電気、電子機器産業の高性能化及び軽薄短小化に伴い、電子部品においても小型化、高性能化及び低コスト化が求められている。 In recent years, along with the high performance and lightness, thinness, shortness and miniaturization of the electric and electronic equipment industries, it is required to reduce the size, performance and cost of electronic parts.
特に、ＣＰＵの高速化、機器の小型軽量化、デジタル化及び高機能化が進むにつれて、積層セラミックキャパシターに対しても小型化、薄層化、高容量化、高周波領域での低インピーダンス化などの特性を実現するための研究開発が活発に行われている。 In particular, as CPU speeds, equipment miniaturization and weight reduction, digitization, and high functionality progress, monolithic ceramic capacitors are also becoming smaller, thinner, higher capacity, and lower impedance in the high frequency range. Research and development to realize the characteristics are being actively carried out.
一方、積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化のために単位体積当たり積層数を増加させ続ける必要があるため、誘電体と内部電極の厚さは、薄くなり続ける必要がある。電極厚さを薄層化するためには、薄く印刷した塗膜内の導電性金属が焼結の際に凝集して電極連結性が低下しないように焼結を抑制する必要があり、導電性金属の焼結収縮率に最適化した導電性金属の含有量を設計する必要がある。 On the other hand, since it is necessary to continuously increase the number of laminated layers per unit volume in order to reduce the size and increase the capacity of the laminated ceramic capacitor, the thickness of the dielectric and the internal electrode needs to be continuously reduced. In order to reduce the thickness of the electrode, it is necessary to suppress sintering so that the conductive metal in the thinly printed coating film does not aggregate during sintering and the electrode connectivity is deteriorated. It is necessary to design the content of the conductive metal optimized for the sintering shrinkage of the metal.
したがって、１０５０℃以下の温度で焼成が可能であり、１分当たり１０００℃以上の急昇温が可能な条件で、チップの収縮率を考慮して、電極厚さを最大限に薄く、また電極連結性は最大に実現できる内部電極ペーストの組成が必要である。 Therefore, under the condition that firing is possible at a temperature of 1050 ° C. or lower and a rapid temperature rise of 1000 ° C. or higher per minute is possible, the electrode thickness should be made as thin as possible in consideration of the shrinkage rate of the chip, and the electrode should be made. The composition of the internal electrode paste that can achieve maximum connectivity is required.
本発明は、内部電極用導電性ペースト及び積層セラミック電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a conductive paste for an internal electrode and a laminated ceramic electronic component.
本発明の一実施形態は、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストであって、塗布塗膜の単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である内部電極用導電性ペーストを提供する。 One embodiment of the present invention is a conductive paste for an internal electrode containing a conductive metal powder and a ceramic powder, and the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the coated coating film is 52% by volume or more. A conductive paste for an internal electrode is provided.
本発明の他の実施形態は、セラミックグリーンシートを設ける段階と、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストで内部電極パターンを形成する段階と、上記内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して、セラミック積層体を形成する段階と、上記セラミック積層体を焼成して、誘電体層と内部電極とを含むセラミック本体を形成する段階と、を含み、上記内部電極パターンの単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。 In another embodiment of the present invention, a step of providing a ceramic green sheet, a step of forming an internal electrode pattern with a conductive paste for an internal electrode containing a conductive metal powder and a ceramic powder, and a step of forming the internal electrode pattern are formed. The internal electrode includes a step of laminating the ceramic green sheets to form a ceramic laminate and a step of firing the ceramic laminate to form a ceramic body including a dielectric layer and an internal electrode. Provided is a method for manufacturing a laminated ceramic electronic component in which the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the pattern is 52% by volume or more.
本発明の一実施形態に係る内部電極用導電性ペーストを適用した積層セラミックキャパシターの内部電極は、連結性に優れるとともに薄い厚さに実現することができる。 The internal electrode of the laminated ceramic capacitor to which the conductive paste for the internal electrode according to the embodiment of the present invention is applied can be realized to have excellent connectivity and a thin thickness.
すなわち、積層セラミックキャパシターが小型化及び高積層化するほど内部電極は薄層化し、内部電極が薄層化するほど焼結過程で内部電極が破断しやすくて内部電極の連結性の確保が困難であるが、本発明の一実施形態によると、内部電極用導電性ペーストを適用した塗布塗膜の単位面積当たり導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上になるように調節することにより、内部電極の連結性を確保することができ、薄層の内部電極を実現することができる。 That is, the smaller the size and the higher the number of laminated ceramic capacitors, the thinner the internal electrodes, and the thinner the internal electrodes, the more easily the internal electrodes break during the sintering process, making it difficult to ensure the connectivity of the internal electrodes. However, according to one embodiment of the present invention, the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the coated coating film to which the conductive paste for the internal electrode is applied is adjusted to be 52% by volume or more. The connectivity of the electrodes can be ensured, and a thin-layer internal electrode can be realized.
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the invention can be transformed into various other embodiments, and the scope of the invention is not limited to the embodiments described below. Also, embodiments of the invention are provided to more fully explain the invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for a clearer explanation.
本発明の一実施形態は、セラミック電子部品に関し、セラミック材料を使用する電子部品は、キャパシター、インダクター、圧電素子、バリスター、又はサーミスターなどがある。以下では、セラミック電子部品の一例として、積層セラミックキャパシターについて説明する。 One embodiment of the present invention relates to a ceramic electronic component, and the electronic component using the ceramic material includes a capacitor, an inductor, a piezoelectric element, a varistor, a thermistor, and the like. In the following, a monolithic ceramic capacitor will be described as an example of ceramic electronic components.
図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックキャパシターを示す概略的な斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
図２は図１のＩ−Ｉ'線に沿って取った積層セラミックキャパシターを示す概略的な断面図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a monolithic ceramic capacitor taken along line I-I'in FIG.
図３は図２のＳ領域の拡大図である。 FIG. 3 is an enlarged view of the S region of FIG.
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る積層セラミックキャパシターは、セラミック本体１１０と、上記セラミック本体の内部に形成された内部電極１２１、１２２と、上記セラミック本体１１０の外側に形成される外部電極１３１、１３２と、を含むことができる。
Referring to FIGS. 1 to 3, the laminated ceramic capacitor according to the embodiment of the present invention has a
本発明の一実施形態によると、積層セラミックキャパシターの「長さ方向」は図１の「Ｌ」方向、「幅方向」は「Ｗ」方向、「厚さ方向」は「Ｔ」方向と定義されることができる。上記「厚さ方向」は、誘電体層を積み上げる方向、すなわち「積層方向」と同じ概念として使用することができる。 According to one embodiment of the present invention, the "length direction" of the monolithic ceramic capacitor is defined as the "L" direction in FIG. 1, the "width direction" is defined as the "W" direction, and the "thickness direction" is defined as the "T" direction. Can be done. The above-mentioned "thickness direction" can be used as the same concept as the direction in which the dielectric layers are stacked, that is, the "stacking direction".
上記セラミック本体１１０の形状は、特に制限されないが、本発明の一実施形態によると、六面体の形状を有してもよい。
The shape of the
上記セラミック本体１１０は、複数個の誘電体層１１１が積層されて形成されることができる。
The
上記セラミック本体１１０を構成する複数の誘電体層１１１は、焼結された状態であり、隣接する誘電体層同士の境界は確認できないほどに一体化していてもよい。
The plurality of
上記誘電体層１１１は、セラミック粉末を含むセラミックグリーンシートの焼結により形成されることができる。
The
上記セラミック粉末は、当業界において一般的に使用されるものであれば特に制限されない。 The ceramic powder is not particularly limited as long as it is generally used in the art.
これに制限されるものではないが、例えば、ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末を含んでもよい。 Although not limited to this, for example, BaTiO 3 ceramic powder may be contained.
上記ＢａＴｉＯ３系セラミック粉末は、これに制限されるものではなく、例えば、ＢａＴｉＯ３にＣａ、Ｚｒなどが一部固溶された（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｔｉ１−ｙＣａｙ）Ｏ３、（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３又はＢａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３などがある。 The BaTiO 3 ceramic powder is not limited to this, and for example, Ca, Zr and the like are partially dissolved in BaTiO 3 (Ba 1-x Ca x ) TiO 3 and Ba (Ti 1-y). Ca y) O 3, and the like (Ba 1-x Ca x) (Ti 1-y Zr y) O 3 or Ba (Ti 1-y Zr y ) O 3.
また、上記セラミックグリーンシートは、上記セラミック粉末とともに遷移金属、稀土類元素、Ｍｇ、Ａｌなどを含むことができる。 Further, the ceramic green sheet can contain transition metals, rare earth elements, Mg, Al and the like together with the ceramic powder.
上記一誘電体層１１１の厚さは、積層セラミックキャパシターの容量設計に応じて適切に変更されることができる。
The thickness of the
これに制限されるものではないが、例えば、焼結後、隣接する二つの内部電極の間に形成された誘電体層１１１の厚さは、０．６μｍ以下であってもよい。
Although not limited to this, for example, the thickness of the
上記セラミック本体１１０の内部には、内部電極１２１、１２２が配置されることができる。
上記内部電極１２１、１２２は、セラミックグリーンシート上に形成されて積層され、焼結により一誘電体層を挟んで、上記セラミック本体１１０の内部に形成されることができる。
The
上記内部電極は、互いに異なる極性を有する第１内部電極１２１及び第２内部電極１２２を一対とすることができ、誘電体層の積層方向に沿って対向配置されることができる。
The internal electrodes can be a pair of a first
図２に図示されているように、上記第１及び第２内部電極１２１、１２２の末端は、セラミック本体１１０の長さ方向の一面に交互に露出することができる。
As shown in FIG. 2, the ends of the first and second
また、図示されてはいないが、本発明の一実施形態によると、第１及び第２内部電極は、リード部を有し、リード部を介してセラミック本体の同一面に露出してもよい。又は、第１及び第２内部電極は、リード部を有し、リード部を介してセラミック本体の一つ以上の面に露出してもよい。 Further, although not shown, according to one embodiment of the present invention, the first and second internal electrodes may have a lead portion and may be exposed to the same surface of the ceramic body via the lead portion. Alternatively, the first and second internal electrodes may have a lead portion and may be exposed to one or more surfaces of the ceramic body via the lead portion.
上記一内部電極１２１、１２２の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば、０．５μｍ以下であってもよい。
The thickness of the one
又は、一内部電極１２１、１２２の厚さは、０．１〜０．５μｍであってもよい。又は、一内部電極１２１、１２２の厚さは、０．３〜０．５μｍであってもよい。
Alternatively, the thickness of one
本発明の一実施形態によると、内部電極が形成された誘電体層は、２００層以上積層されることができる。 According to one embodiment of the present invention, the dielectric layer on which the internal electrodes are formed can be laminated with 200 or more layers.
本発明の一実施形態によると、セラミック本体１１０の外側には、外部電極１３１、１３２が配置されることができ、上記外部電極１３１、１３２は、内部電極１２１、１２２と電気的に連結されることができる。
According to one embodiment of the present invention, the
より具体的に、上記セラミック本体１１０の一面に露出した第１内部電極１２１と電気的に連結された第１外部電極１３１と、上記セラミック本体１１０の他面に露出した第２内部電極１２２と電気的に連結された第２外部電極と、で構成されることができる。
More specifically, the first
また、図示されてはいないが、セラミック本体に露出する第１及び第２内部電極と連結されるために、複数個の外部電極が形成されてもよい。 Further, although not shown, a plurality of external electrodes may be formed in order to be connected to the first and second internal electrodes exposed on the ceramic body.
上記外部電極１３１、１３２は、金属粉末を含む導電性ペーストで形成されることができる。
The
上記導電性ペーストに含まれる金属粉末は、特に制限されず、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、又はこれら合金を使用してもよい。 The metal powder contained in the conductive paste is not particularly limited, and for example, Ni, Cu, or an alloy thereof may be used.
上記外部電極１３１、１３２の厚さは、用途などに応じて適宜決定することができるが、例えば、１０〜５０μｍ程度であってもよい。
The thicknesses of the
本発明の一実施形態に係る内部電極１２１、１２２は、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストを塗布して形成することができる。
The
内部電極用導電性ペーストを塗布する場合、塗布塗膜の単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上であることを特徴とする。 When the conductive paste for an internal electrode is applied, the filling rate of the conductive metal powder per unit area of the coated coating film is 52% by volume or more.
すなわち、本発明の一実施形態は、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストであって、塗布塗膜の単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である内部電極用導電性ペーストを提供する。 That is, one embodiment of the present invention is a conductive paste for an internal electrode containing a conductive metal powder and a ceramic powder, and the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the coated coating film is 52% by volume or more. Provided is a conductive paste for an internal electrode.
上記導電性金属粉末は、特に制限されず、例えば、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）などがあり、これらを単独又は２種以上混合して使用してもよい。 The conductive metal powder is not particularly limited, and includes, for example, silver (Ag), lead (Pb), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), etc., and these may be used alone or in combination of two or more. May be used.
また、上記導電性金属粉末は、本発明の実施形態に応じて様々な粒径を有することができ、例えば、５０〜３００ｎｍの粒径を有してもよい。 Further, the conductive metal powder can have various particle sizes depending on the embodiment of the present invention, and may have a particle size of, for example, 50 to 300 nm.
一般的に、積層セラミックキャパシターの小型化及び高容量化のために単位体積当たり積層数を増加させ続ける必要があるため、誘電体と内部電極の厚さは、薄くなり続ける必要がある。 In general, the thickness of the dielectric and the internal electrode needs to continue to decrease because the number of layers per unit volume needs to be continuously increased in order to reduce the size and increase the capacity of the laminated ceramic capacitor.
電極厚さを薄層化するためには、薄く印刷した塗膜内の導電性金属が焼結の際に凝集して電極連結性が低下しないように焼結を抑制する必要があり、導電性金属の焼結収縮率に最適化した導電性金属の含有量を設計する必要がある。 In order to reduce the thickness of the electrode, it is necessary to suppress sintering so that the conductive metal in the thinly printed coating film does not aggregate during sintering and the electrode connectivity is deteriorated. It is necessary to design the content of the conductive metal optimized for the sintering shrinkage of the metal.
また、高容量積層セラミックキャパシターでは、内部電極の厚さも薄くなる必要があるが、電極連結性も優れなければ目標とする容量実現は不可能である。 Further, in a high-capacity laminated ceramic capacitor, the thickness of the internal electrode needs to be thin, but the target capacity cannot be realized unless the electrode connectability is excellent.
また、電極連結性が低下するほど内部電極の厚さが増加するため、高い電極連結性の実現は、容量実現だけでなく厚さ減少のためにも必須であると言える。 Further, since the thickness of the internal electrode increases as the electrode connectability decreases, it can be said that the realization of high electrode connectability is indispensable not only for realizing the capacity but also for reducing the thickness.
本発明の一実施形態によると、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストであって、塗布塗膜の単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である内部電極用導電性ペーストを使用して内部電極を形成することから、積層セラミックキャパシターの内部電極を、連結性に優れるとともに薄い厚さに実現することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is a conductive paste for an internal electrode containing a conductive metal powder and a ceramic powder, and the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the coated coating film is 52% by volume or more. Since the internal electrode is formed by using a certain conductive paste for the internal electrode, the internal electrode of the laminated ceramic capacitor can be realized to have excellent connectivity and a thin thickness.
本発明の一実施形態に係る内部電極用導電性ペーストを使用して内部電極を形成する場合、１０５０℃以下の温度で焼成が可能であり、１分当たり１０００℃以上の急昇温が可能な条件で、チップの収縮率を考慮して、電極厚さを最大限に薄く、また電極連結性は最大に実現することができる。 When the internal electrode is formed using the conductive paste for the internal electrode according to the embodiment of the present invention, it can be fired at a temperature of 1050 ° C. or lower and can be rapidly heated to 1000 ° C. or higher per minute. Under the conditions, the electrode thickness can be made as thin as possible and the electrode connectivity can be maximized in consideration of the shrinkage rate of the chip.
積層セラミックキャパシターを製造する工程では、段階別にセラミック本体が収縮する。 In the process of manufacturing a multilayer ceramic capacitor, the ceramic body shrinks step by step.
有機物が除去される工程であるか焼工程後には、有機物は燃焼して除去され、この過程でセラミック本体は収縮し、焼成段階では誘電体が緻密化して収縮が発生する。 In the step of removing the organic matter or after the firing step, the organic matter is burned and removed, and in this process, the ceramic body shrinks, and in the firing step, the dielectric becomes densified and shrinkage occurs.
そのため、内部電極もか焼工程で有機物が除去され、小幅の収縮及び再配列が発生し、焼成段階では導電性金属が焼結され、一部のセラミック添加剤はトラップされ、残りのセラミック添加剤は誘電体へ抜け出す。 Therefore, organic substances are removed from the internal electrodes in the calcination process, small shrinkage and rearrangement occur, the conductive metal is sintered in the firing stage, some ceramic additives are trapped, and the remaining ceramic additives are left. Escapes to the dielectric.
図３を参照すると、内部電極１２１の内部にセラミック添加剤１１がトラップされたことが分かる。
With reference to FIG. 3, it can be seen that the
しかし、より高い焼成温度や長期間の焼成工程が行われると、誘電体より相対的に焼結温度が低い導電性金属、例えば、ニッケルの場合、過焼成となり、凝集することになるため、電極連結性は低下し、内部電極は厚さ方向に厚くなる。 However, when a higher firing temperature or a long-term firing step is performed, a conductive metal having a relatively lower sintering temperature than a dielectric, for example, nickel, is overfired and aggregates, so that the electrode The connectivity is reduced and the internal electrodes become thicker in the thickness direction.
そのため、焼成温度が１１００℃以上と高い場合には、内部電極用導電性ペースト状態での導電性金属粉末の充填率よりは、セラミック添加剤による焼結抑制の影響がより大きくなる。 Therefore, when the firing temperature is as high as 1100 ° C. or higher, the effect of suppressing sintering by the ceramic additive is greater than the filling rate of the conductive metal powder in the conductive paste state for internal electrodes.
しかし、低温及び高速焼成が可能な場合、内部電極用導電性ペーストの組成において、導電性金属の充填率が電極連結性に大きい影響を及ぼし、内部電極の厚さの薄層化に大きい影響を及ぼすことになる。 However, when low temperature and high speed firing are possible, the filling factor of the conductive metal has a great influence on the electrode connectivity in the composition of the conductive paste for the internal electrode, and has a great influence on the thinning of the thickness of the internal electrode. Will exert.
内部電極用導電性ペーストが塗布されたセラミックグリーンシートを積層したグリンチップで焼結が完了した微粒のチタン酸バリウム添加剤を適用したセラミック本体の長さ方向と幅方向の収縮率は約２１％であり、厚さ方向の収縮率は約１７％程度である。 Shrinkage in the length and width directions of the ceramic body to which the fine-grained barium titanate additive, which has been sintered with a green chip laminated with a ceramic green sheet coated with a conductive paste for internal electrodes, is applied, is approximately 21%. The shrinkage rate in the thickness direction is about 17%.
したがって、焼結が完了したセラミック本体は、約４２％程度の収縮が発生する。 Therefore, the ceramic body that has been sintered undergoes shrinkage of about 42%.
本発明の一実施形態によると、上記焼結が完了したセラミック本体の収縮率を考慮して、内部電極用導電性ペーストの組成を決定し、塗布塗膜の単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である内部電極用導電性ペーストを提供する。 According to one embodiment of the present invention, the composition of the conductive paste for the internal electrode is determined in consideration of the shrinkage rate of the ceramic body in which the sintering is completed, and the conductive metal powder is used per unit area of the coated coating film. Provided is a conductive paste for an internal electrode having a filling ratio of 52% by volume or more.
上記内部電極用導電性ペーストを使用して内部電極を形成することから、積層セラミックキャパシターの内部電極を連結性に優れるとともに薄い厚さに実現することができる。 Since the internal electrode is formed by using the conductive paste for the internal electrode, the internal electrode of the laminated ceramic capacitor can be realized to have excellent connectivity and a thin thickness.
具体的に、本発明の一実施形態に係る内部電極用導電性ペーストを用いて積層セラミックキャパシターの内部電極を形成する場合、焼成後、最大限に薄く、電極連結性が１００％に近い内部電極を実現することができる。 Specifically, when the internal electrode of the laminated ceramic capacitor is formed by using the conductive paste for the internal electrode according to the embodiment of the present invention, the internal electrode is as thin as possible after firing and the electrode connectivity is close to 100%. Can be realized.
また、本発明の一実施形態に係る内部電極用導電性ペーストを使用して内部電極を形成する場合、１０５０℃以下の温度で焼成が可能であり、１分当たり１０００℃以上の急昇温が可能な条件で、チップの収縮率を考慮して、電極厚さを最大限に薄く、また、電極連結性は最大に実現することができる。 Further, when the internal electrode is formed by using the conductive paste for the internal electrode according to the embodiment of the present invention, it can be fired at a temperature of 1050 ° C. or lower, and a rapid temperature rise of 1000 ° C. or higher per minute can be achieved. Under possible conditions, the electrode thickness can be made as thin as possible and the electrode connectivity can be maximized in consideration of the shrinkage rate of the chip.
図４は本発明の一実施形態に係る積層セラミックキャパシターの内部電極用導電性ペースト内の導電性金属充填率５２体積％以上を実現できるペースト内のセラミック粉末と有機物の添加含有量を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the added content of ceramic powder and organic substances in the paste capable of achieving a conductive metal filling ratio of 52% by volume or more in the conductive paste for the internal electrode of the laminated ceramic capacitor according to the embodiment of the present invention. be.
図４を参照すると、内部電極用導電性ペースト内の導電性金属充填率５２体積％以上を実現できるペースト内のセラミック粉末と有機物の添加含有量は、有機物の含有量（ｙ）＝−０．１９×セラミック粉末の含有量（ｘ）＋１１．１１の式を満たす。 Referring to FIG. 4, the additive content of the ceramic powder and the organic substance in the paste capable of realizing the conductive metal filling rate of 52% by volume or more in the conductive paste for the internal electrode is the content of the organic substance (y) = −0. 19 × Ceramic powder content (x) + 11.11 is satisfied.
より具体的に、内部電極用導電性ペースト内の導電性金属充填率５２体積％以上を実現できるペースト内のセラミック粉末と有機物の添加含有量は、上記セラミック粉末が５〜１５重量％の含有量を有し、有機物が８重量％以上の含有量を有する。 More specifically, the additive content of the ceramic powder and the organic substance in the paste that can realize the conductive metal filling rate of 52% by volume or more in the conductive paste for the internal electrode is 5 to 15% by volume of the above ceramic powder. The organic substance has a content of 8% by weight or more.
上記セラミック粉末の含有量が５重量％未満である場合には、急昇温の工程条件で焼結収縮抑制力の低下によって電極連結性が減少するという問題がある。 When the content of the ceramic powder is less than 5% by weight, there is a problem that the electrode connectivity is reduced due to the decrease in the sintering shrinkage suppressing force under the process conditions of rapid temperature rise.
一方、上記セラミック粉末の含有量が１５重量％以上である場合には、導電性金属充填率の確保のための有機物の含有量が相対的に小さすぎるようになるため、分散性及び印刷性の低下によって、焼結後、電極連結性が減少するという問題がある。 On the other hand, when the content of the ceramic powder is 15% by weight or more, the content of the organic substance for ensuring the conductive metal filling ratio becomes relatively too small, so that the dispersibility and printability are improved. There is a problem that the electrode connectivity is reduced after sintering due to the decrease.
したがって、セラミック添加剤粉末の含有量は、導電性金属粉末に対して５〜１５重量％の含有量を有することにより、内部電極用導電性ペースト内の導電性金属充填率５２体積％以上を実現することができる。 Therefore, the content of the ceramic additive powder is 5 to 15% by volume with respect to the conductive metal powder, thereby realizing a conductive metal filling rate of 52% by volume or more in the conductive paste for internal electrodes. can do.
上記セラミック粉末は、導電性金属粉末の焼結収縮を制御するために添加されるものであり、一般的に使用されるものであれば制限されず、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などがある。 The ceramic powder is added to control the sintering shrinkage of the conductive metal powder, and is not limited as long as it is generally used, for example, barium titanate (BaTIO 3 ) or the like. be.
一方、有機物の含有量が８重量％未満である場合には、分散性及び印刷性の減少によって、焼結後、電極連結性が減少するという問題がある。 On the other hand, when the content of the organic substance is less than 8% by weight, there is a problem that the electrode connectivity is reduced after sintering due to the decrease in dispersibility and printability.
本発明の他の実施形態は、セラミックグリーンシートを設ける段階と、導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストで内部電極パターンを形成する段階と、上記内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して、セラミック積層体を形成する段階と、上記セラミック積層体を焼成して、誘電体層と内部電極とを含むセラミック本体を形成する段階と、を含み、上記内部電極パターンの単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。 In another embodiment of the present invention, a step of providing a ceramic green sheet, a step of forming an internal electrode pattern with a conductive paste for an internal electrode containing a conductive metal powder and a ceramic powder, and a step of forming the internal electrode pattern are formed. The internal electrode includes a step of laminating the ceramic green sheets to form a ceramic laminate and a step of firing the ceramic laminate to form a ceramic body including a dielectric layer and an internal electrode. Provided is a method for manufacturing a laminated ceramic electronic component in which the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the pattern is 52% by volume or more.
以下、本発明の他の実施形態に係る積層セラミックキャパシターの製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to another embodiment of the present invention will be described.
本発明の一実施例により、複数のセラミックグリーンシートが設けられることができる。上記セラミックグリーンシートは、セラミック粉末、バインダー、溶剤などを混合してスラリーを製造し、上記スラリーを、ドクターブレード法により、数μｍの厚さを有するシート状に作製することができる。 According to one embodiment of the present invention, a plurality of ceramic green sheets can be provided. The ceramic green sheet can be produced by mixing ceramic powder, a binder, a solvent and the like to produce a slurry, and the slurry can be produced into a sheet having a thickness of several μm by a doctor blade method.
上記セラミックグリーンシートは、以降、焼結されて、図２に図示されているように、一誘電体層１１１を形成することができる。
The ceramic green sheet can be subsequently sintered to form the
次に、上記セラミックグリーンシート上に内部電極用導電性ペーストを塗布して、内部電極パターンを形成することができる。 Next, the conductive paste for internal electrodes can be applied onto the ceramic green sheet to form an internal electrode pattern.
上記内部電極パターンは、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法により形成されることができる。 The internal electrode pattern can be formed by a screen printing method or a gravure printing method.
上記内部電極用導電性ペーストは、本発明の一実施形態に係るペーストであり、内部電極パターンの単位面積当たり上記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上になるように組成が決定されることができる。 The conductive paste for an internal electrode is a paste according to an embodiment of the present invention, and the composition is determined so that the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the internal electrode pattern is 52% by volume or more. be able to.
次に、上記内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層し、積層方向から加圧し、圧着させることができる。 Next, the ceramic green sheet on which the internal electrode pattern is formed can be laminated, pressed from the stacking direction, and crimped.
これにより、内部電極パターンが形成されたセラミック積層体を製造することができる。 This makes it possible to manufacture a ceramic laminate on which an internal electrode pattern is formed.
次に、セラミック積層体を、一つのキャパシターに対応する領域ごとに切断して、チップ化することができる。 Next, the ceramic laminate can be cut into chips by cutting each region corresponding to one capacitor.
この際、内部電極パターンの一端が側面に交互に露出するように切断することができる。 At this time, it is possible to cut so that one end of the internal electrode pattern is alternately exposed to the side surface.
次に、チップ化した積層体を焼成して、セラミック本体を製造することができる。 Next, the chipped laminate can be fired to produce a ceramic body.
上述のように、上記焼成工程は、還元雰囲気で行われることができる。 As described above, the firing step can be performed in a reducing atmosphere.
また、焼成工程は、昇温速度を調節して行われることができ、これに制限されるものではないが、上記セラミック積層体の焼成は、１０５０℃以下の温度で、１０００℃／ｍｉｎ以上の速度で行われてもよい。 Further, the firing step can be performed by adjusting the heating rate, and the firing is not limited to this, but the firing of the ceramic laminate is performed at a temperature of 1050 ° C. or lower and 1000 ° C./min or higher. It may be done at speed.
次に、セラミック本体の側面を覆い、セラミック本体の側面に露出した内部電極と電気的に連結されるように外部電極を形成することができる。その後、外部電極の表面に、ニッケル、スズなどのめっき層を形成することができる。 Next, the outer electrode can be formed so as to cover the side surface of the ceramic body and to be electrically connected to the internal electrode exposed on the side surface of the ceramic body. After that, a plating layer such as nickel or tin can be formed on the surface of the external electrode.
本発明の一実施形態によると、内部電極の連結性は、９３％以上であってもよい。 According to one embodiment of the present invention, the connectability of the internal electrodes may be 93% or more.
本発明の一実施形態によると、内部電極の連結性は、内部電極の全長に対する実際に内部電極が形成された部分の長さの割合（内部電極の全長／実際に内部電極が形成された部分の長さ）で定義されることができる。 According to one embodiment of the present invention, the connectivity of the internal electrode is the ratio of the length of the portion where the internal electrode is actually formed to the total length of the internal electrode (total length of the internal electrode / the portion where the internal electrode is actually formed). Can be defined by (length of).
内部電極の全長及び実際に内部電極が形成された部分の長さは、上記のように積層セラミックキャパシターを切断した断面をスキャンした光学イメージを用いて測定されることができる。 The total length of the internal electrode and the length of the portion where the internal electrode is actually formed can be measured by using an optical image obtained by scanning a cross section of the laminated ceramic capacitor as described above.
より具体的に、セラミック本体の幅方向の中央部で切断した長さ方向の断面をスキャンしたイメージにおいて、内部電極の全長に対する実際に内部電極が形成された部分の長さの割合を測定することができる。 More specifically, in an image obtained by scanning a cross section in the length direction cut at the central portion in the width direction of the ceramic body, the ratio of the length of the portion where the internal electrode is actually formed to the total length of the internal electrode is measured. Can be done.
本発明の一実施形態において、内部電極の全長とは、一内部電極において内部電極の間に形成されたギャップを含む長さを意味することができ、実際に内部電極が形成された部分の長さとは、一内部電極において内部電極の間に形成されたギャップ以外の長さを意味することができる。 In one embodiment of the present invention, the total length of the internal electrode can mean the length including the gap formed between the internal electrodes in one internal electrode, and the length of the portion where the internal electrode is actually formed. And can mean a length other than the gap formed between the internal electrodes in one internal electrode.
上述のように、上記ギャップは、内部電極を貫通した気孔を意味し、内部電極の表面の一部にのみ形成されたり、内部電極の内部に形成された気孔は含まれない。 As described above, the gap means pores penetrating the internal electrode, and does not include pores formed only on a part of the surface of the internal electrode or inside the internal electrode.
本発明の一実施形態によると、実際の内部電極の長さは、内部電極の全長（Ｔ）からギャップの長さを減算した値で測定されることができる。 According to one embodiment of the present invention, the actual length of the internal electrode can be measured by subtracting the length of the gap from the total length (T) of the internal electrode.
本発明の一実施形態によると、一内部電極１２１、１２２の厚さは、０．５μｍ以下であってもよい。
According to one embodiment of the present invention, the thickness of one
又は、一内部電極１２１、１２２の厚さは、０．１〜０．５μｍであってもよい。又は、一内部電極１２１、１２２の厚さは、０．３〜０．５μｍであってもよい。
Alternatively, the thickness of one
本発明の一実施例により、下記の表１に記載のように、セラミック粉末と有機物の含有量、導電性金属の充填率、塗布厚さ、電極連結性及び電極厚さを比較した。 According to one embodiment of the present invention, as shown in Table 1 below, the contents of the ceramic powder and the organic substance, the filling rate of the conductive metal, the coating thickness, the electrode connectivity and the electrode thickness were compared.
上記表１を参照すると、試料１、２、４、９、及び１０は、本発明の数値範囲を満たしていない場合であり、内部電極の連結性に問題があって、不良又は一部不良と示された。
Referring to Table 1 above,
一方、試料３及び５〜８は、本発明の数値範囲を満たす場合であり、内部電極の連結性が９３％以上を示し、良好と判断された。
On the other hand,
したがって、本発明の一実施形態によると、内部電極の連結性が向上し、高容量積層セラミックキャパシターを実現することができる。 Therefore, according to one embodiment of the present invention, the connectability of the internal electrodes is improved, and a high-capacity laminated ceramic capacitor can be realized.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications and modifications are made within the scope of the technical idea of the present invention described in the claims. It is clear to those with ordinary knowledge in the art that this is possible.
［項目１］
導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストであって、
塗布塗膜の単位面積当たり導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である、内部電極用導電性ペースト。
［項目２］
セラミック粉末は、５〜１５重量％の含有量を有する、項目１に記載の内部電極用導電性ペースト。
［項目３］
内部電極用導電性ペーストは、８重量％以上の含有量を有する有機物をさらに含む、項目１又は２に記載の内部電極用導電性ペースト。
［項目４］
塗布塗膜の厚さは、０．５μｍ以下である、項目１から３のいずれか一項に記載の内部電極用導電性ペースト。
［項目５］
セラミックグリーンシートを設ける段階と、
導電性金属粉末とセラミック粉末とを含む内部電極用導電性ペーストで内部電極パターンを形成する段階と、
内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層して、セラミック積層体を形成する段階と、
セラミック積層体を焼成して、誘電体層と内部電極とを含むセラミック本体を形成する段階と、を含み、内部電極パターンの単位面積当たり導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である、積層セラミック電子部品の製造方法。
［項目６］
セラミック粉末は、５〜１５重量％の含有量を有する、項目５に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
［項目７］
内部電極用導電性ペーストは、８重量％以上の含有量を有する有機物をさらに含む、項目５又は６に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
［項目８］
内部電極の厚さは、０．５μｍ以下である、項目５から７のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
［項目９］
セラミック積層体の焼成は、１０５０℃以下の温度で、１０００℃／ｍｉｎ以上の速度で行われる、項目５から８のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
［項目１０］
内部電極の全長に対する実際の内部電極の長さの割合で定義される内部電極の連結性が９３％以上である、項目５から９のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
[Item 1]
A conductive paste for internal electrodes containing conductive metal powder and ceramic powder.
A conductive paste for an internal electrode having a filling rate of 52% by volume or more of the conductive metal powder per unit area of the coated film.
[Item 2]
The conductive paste for an internal electrode according to item 1, wherein the ceramic powder has a content of 5 to 15% by weight.
[Item 3]
The conductive paste for an internal electrode according to Item 1 or 2, wherein the conductive paste for an internal electrode further contains an organic substance having a content of 8% by weight or more.
[Item 4]
The conductive paste for an internal electrode according to any one of items 1 to 3, wherein the thickness of the coated coating film is 0.5 μm or less.
[Item 5]
At the stage of installing the ceramic green sheet,
At the stage of forming an internal electrode pattern with a conductive paste for internal electrodes containing conductive metal powder and ceramic powder,
At the stage of laminating ceramic green sheets on which the internal electrode pattern is formed to form a ceramic laminate,
A step of firing a ceramic laminate to form a ceramic body including a dielectric layer and an internal electrode, and the filling ratio of the conductive metal powder per unit area of the internal electrode pattern is 52% by volume or more. A method for manufacturing laminated ceramic electronic components.
[Item 6]
The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to
[Item 7]
The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to
[Item 8]
The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to any one of
[Item 9]
The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to any one of
[Item 10]
The method for manufacturing a laminated ceramic electronic component according to any one of
１１０ セラミック本体
１１１ 誘電体層
１２１、１２２ 内部電極
１３１、１３２ 外部電極
１１ セラミック添加剤
110
Claims (16)
前記セラミック粉末は、前記導電性金属粉末の重量に対して５〜１５重量％であり、前記有機物は、前記導電性金属粉末の重量に対して８重量％であり、
前記導電性金属粉末の充填率が５２体積％以上である、内部電極用導電性ペースト。 Contains conductive metal powders, ceramic powders, and organics
The ceramic powder is 5 to 15% by weight based on the weight of the conductive metal powder, and the organic substance is 8% by weight based on the weight of the conductive metal powder.
A conductive paste for an internal electrode having a filling rate of 52% by volume or more of the conductive metal powder.
前記セラミック粉末は、前記導電性金属粉末の重量に対して５〜１５重量％であり、前記有機物は、前記導電性金属粉末の重量に対して８重量％以上１０．１６重量％以下である、内部電極用導電性ペースト。 Contains conductive metal powders, ceramic powders, and organics
The ceramic powder is 5 to 15% by weight based on the weight of the conductive metal powder, and the organic substance is 8% by weight or more and 10.16% by weight or less based on the weight of the conductive metal powder. Conductive paste for internal electrodes.
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