JP2023136776A - Ceramic electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミック電子部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a ceramic electronic component and a method for manufacturing the same.
携帯電話を代表とするような携帯端末やその他の電子機器の多機能化・高性能化に加えて、バッテリーの大容量化に伴い、構成部品の一つである積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品に対して、小型化、大容量化の要求が高まり続けている。 In addition to the increasing functionality and performance of mobile terminals such as mobile phones and other electronic devices, as well as the increasing capacity of batteries, ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, which are one of their component parts, are increasing. However, demands for smaller size and larger capacity continue to increase.
セラミック電子部品の大容量化に関して、使用している誘電体材料の誘電率を高めるような材料組成検討や、誘電体層の薄層化などの対策が取られている。また、内部電極層を薄くすることで、積層数を増やしたりすることも有効な手段である。しかしながら、内部電極層を薄くすると、焼成過程で誘電体層と内部電極層とで緻密化温度域が異なることに起因して、内部電極層が過焼結となって連続率が低下するおそれがある。この場合、内部電極層と外部電極との接合性が悪くなり、所望の特性が得られなくなるおそれがある。 In order to increase the capacity of ceramic electronic components, measures are being taken such as studying the material composition to increase the dielectric constant of the dielectric material used and making the dielectric layer thinner. It is also an effective means to increase the number of laminated layers by making the internal electrode layers thinner. However, if the internal electrode layer is made thinner, there is a risk that the internal electrode layer will become oversintered and the continuity rate will decrease due to the difference in the densification temperature range between the dielectric layer and the internal electrode layer during the firing process. be. In this case, there is a possibility that the bonding between the internal electrode layer and the external electrode may deteriorate, making it impossible to obtain desired characteristics.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、内部電極層と外部電極との接合性を向上させることができるセラミック電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic electronic component that can improve the bonding properties between an internal electrode layer and an external electrode, and a method for manufacturing the same.
本発明に係るセラミック電子部品は、セラミックを主成分とする複数の誘電体層と、Niを主成分とする複数の内部電極層とが交互に積層され、略直方体形状を有し、前記略直方体形状の対向する2端面に前記複数の内部電極層が交互に露出するように形成された積層チップと、前記2端面に設けられ、Niを主成分とする外部電極と、を備え、前記複数の内部電極層は、Ni以外の添加金属元素、および共材を含み、前記添加金属元素の濃度は、前記外部電極よりも前記内部電極層の方が高いことを特徴とする。 A ceramic electronic component according to the present invention has a substantially rectangular parallelepiped shape in which a plurality of dielectric layers containing ceramic as a main component and a plurality of internal electrode layers containing Ni as a main component are alternately laminated, and the substantially rectangular parallelepiped A laminated chip formed such that the plurality of internal electrode layers are alternately exposed on two opposing end faces, and an external electrode mainly composed of Ni and provided on the two end faces, The internal electrode layer is characterized in that it contains an additive metal element other than Ni and a co-material, and the concentration of the additive metal element is higher in the internal electrode layer than in the external electrode.
上記セラミック電子部品において、前記添加金属元素は、Au、Sn、Cr、Fe、Y、In、As、Co、Cu、Ir、Mg、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Se、Te、Zn、Geから選択された1種または2種以上であってもよい。 In the ceramic electronic component, the additive metal elements include Au, Sn, Cr, Fe, Y, In, As, Co, Cu, Ir, Mg, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Se, Te, It may be one or more selected from Zn and Ge.
上記セラミック電子部品において、前記複数の内部電極層における前記添加金属元素の濃度は、Niに対して0.01at%以上、5.0at%以下であってもよい。 In the above ceramic electronic component, the concentration of the additive metal element in the plurality of internal electrode layers may be 0.01 at% or more and 5.0 at% or less based on Ni.
上記セラミック電子部品において、前記内部電極層における前記添加金属元素の濃度に対する、当該内部電極層が接続される前記外部電極における前記添加金属元素の濃度の比は、0.1以上、0.5以下であってもよい。 In the above ceramic electronic component, the ratio of the concentration of the added metal element in the external electrode to which the internal electrode layer is connected to the concentration of the added metal element in the internal electrode layer is 0.1 or more and 0.5 or less. It may be.
上記セラミック電子部品において、前記複数の内部電極層について、横軸に前記共材のそれぞれの径をとり、縦軸に前記共材のそれぞれの体積の合計が100%となるように体積分布(%)をとり、得られるグラフの20%値と80%値と結んで直線近似した場合の傾きmは、3.8以上、5.0以下であってもよい。 In the ceramic electronic component, for the plurality of internal electrode layers, the horizontal axis represents the diameter of each of the common materials, and the vertical axis represents the volume distribution (%) such that the total volume of each of the common materials is 100%. ) and connect the 20% value and 80% value of the obtained graph to perform a linear approximation, the slope m may be 3.8 or more and 5.0 or less.
上記セラミック電子部品において、前記積層チップの同じ端面に露出する内部電極層同士が、異なる端面に露出する内部電極層を介さずに対向するエンドマージン領域内において、前記添加金属元素の濃度は、前記外部電極よりも前記内部電極層の方が高くてもよい。 In the above ceramic electronic component, the concentration of the added metal element is within the end margin region where internal electrode layers exposed on the same end face of the multilayer chip face each other without intervening the internal electrode layers exposed on different end faces. The internal electrode layer may be higher than the external electrode.
上記セラミック電子部品において、前記誘電体層の厚みは、0.8μm以下であってもよい。 In the ceramic electronic component, the dielectric layer may have a thickness of 0.8 μm or less.
上記セラミック電子部品において、前記内部電極層の厚みは、0.8μm以下であってもよい。 In the ceramic electronic component, the internal electrode layer may have a thickness of 0.8 μm or less.
上記セラミック電子部品において、前記外部電極は、前記添加金属元素を含んでいてもよい。 In the above ceramic electronic component, the external electrode may contain the additive metal element.
上記セラミック電子部品において、前記外部電極は、共材を含んでいてもよい。 In the above ceramic electronic component, the external electrode may include a common material.
本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、セラミック粉末を含む誘電体グリーンシートと、Niを主成分金属として共材および添加金属元素を含む内部電極パターンと、を交互に積層して略直方体形状のセラミック積層体を形成し、前記セラミック積層体の対向する2端面に、積層された前記内部電極パターンを交互に露出させ、Niを主成分金属とする金属ペーストを前記2端面に配置し、前記金属ペーストから得られる前記外部電極よりも、前記内部電極パターンから得られる前記内部電極層の方が前記金属元素の濃度が高くなるように、前記セラミック積層体を焼成することを特徴とする。 A method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention is to alternately laminate dielectric green sheets containing ceramic powder and internal electrode patterns containing Ni as a main component metal and co-materials and additive metal elements to form a substantially rectangular parallelepiped. forming a ceramic laminate, exposing the laminated internal electrode patterns alternately on two opposing end faces of the ceramic laminate, disposing a metal paste containing Ni as a main component metal on the two end faces, The ceramic laminate is fired so that the internal electrode layer obtained from the internal electrode pattern has a higher concentration of the metal element than the external electrode obtained from the metal paste.
本発明によれば、内部電極層と外部電極との接合性を維持することができるセラミック電子部品およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a ceramic electronic component that can maintain bonding between an internal electrode layer and an external electrode, and a method for manufacturing the same.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100の部分断面斜視図である。図2は、図1のA-A線断面図である。図3は、図1のB-B線断面図である。図1~図3で例示するように、積層セラミックコンデンサ100は、略直方体形状を有する積層チップ10と、積層チップ10のいずれかの対向する2端面に設けられた外部電極20a,20bとを備える。なお、積層チップ10の当該2端面以外の4面のうち、積層方向の上面および下面以外の2面を側面と称する。外部電極20a,20bは、積層チップ10の積層方向の上面、下面および2側面に延在している。ただし、外部電極20a,20bは、互いに離間している。
FIG. 1 is a partially cross-sectional perspective view of a multilayer
積層チップ10は、誘電体として機能するセラミック材料を含む誘電体層11と、金属を主成分とする内部電極層12とが、交互に積層された構成を有する。言い換えると、積層チップ10は、互いに対向する複数の内部電極層12と、複数の内部電極層12の間に各々挟まれた誘電体層11と、を備えている。各内部電極層12の端縁は、積層チップ10の外部電極20aが設けられた端面と、外部電極20bが設けられた端面において、交互に露出している。それにより、各内部電極層12は、外部電極20aと外部電極20bとに、交互に導通している。その結果、積層セラミックコンデンサ100は、複数の誘電体層11が内部電極層12を介して積層された構成を有する。また、誘電体層11と内部電極層12との積層体において、積層方向の最外層には内部電極層12が配置され、当該積層体の上面および下面は、カバー層13によって覆われている。カバー層13は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層13は、誘電体層11と組成が同じであっても、異なっていても構わない。
The
積層セラミックコンデンサ100のサイズは、例えば、長さ0.25mm、幅0.125mm、高さ0.125mmであり、または長さ0.4mm、幅0.2mm、高さ0.2mm、または長さ0.6mm、幅0.3mm、高さ0.3mmであり、または長さ0.6mm、幅0.3mm、高さ0.110mmであり、または長さ1.0mm、幅0.5mm、高さ0.5mmであり、または長さ1.0mm、幅0.5mm、高さ0.1mmであり、または長さ3.2mm、幅1.6mm、高さ1.6mmであり、または長さ4.5mm、幅3.2mm、高さ2.5mmであるが、これらのサイズに限定されるものではない。
The size of the multilayer
誘電体層11は、例えば、一般式ABO3で表されるペロブスカイト構造を有するセラミック材料を主相とする。なお、当該ペロブスカイト構造は、化学量論組成から外れたABO3-αを含む。例えば、当該セラミック材料として、BaTiO3(チタン酸バリウム),CaZrO3(ジルコン酸カルシウム),CaTiO3(チタン酸カルシウム),SrTiO3(チタン酸ストロンチウム),MgTiO3(チタン酸マグネシウム),ペロブスカイト構造を形成するBa1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)等のうち少なくとも1つから選択して用いることができる。Ba1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3は、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウムおよびチタン酸ジルコン酸バリウムカルシウムなどである。
The
誘電体層11には、添加物が添加されていてもよい。誘電体層11への添加物として、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、希土類元素(イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホロミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム(Yb))の酸化物、または、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、リチウム(Li)、ホウ素(B)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)もしくはケイ素(Si)を含む酸化物、または、Co、Ni、Li、B、Na、KもしくはSiを含むガラスが挙げられる。
An additive may be added to the
内部電極層12は、Niを主成分とする。内部電極層12は、主成分であるNi以外に、主成分よりも小さいモル比率で添加金属元素を含んでいる。添加金属元素は、Ni以外であれば特に限定されるものではないが、例えば、金(Au)、スズ(Sn)、Cr、鉄(Fe)、イットリウム(Y)、インジウム(In)、砒素(As)、Co、銅(Cu)、イリジウム(Ir)、Mg、オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、レニウム(Re)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、セレン(Se)、テルル(Te)、亜鉛(Zn)、ゲルマニウム(Ge)から選択された1種または2種以上であってもよい。添加金属元素が2種以上である場合には、合計のモル比率がNiのモル比率よりも小さくなっている。また、内部電極層12は、セラミック粒子の共材を含んでいる。共材は、特に限定されるものではないが、誘電体層11の主成分セラミックと同じものなどを用いることができる。例えば、共材として、BaTiO3(チタン酸バリウム),CaZrO3(ジルコン酸カルシウム),CaTiO3(チタン酸カルシウム),SrTiO3(チタン酸ストロンチウム),MgTiO3(チタン酸マグネシウム),ペロブスカイト構造を形成するBa1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)等のうち少なくとも1つから選択して用いることができる。Ba1-x-yCaxSryTi1-zZrzO3は、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウムおよびチタン酸ジルコン酸バリウムカルシウムなどを用いることができる。
The
外部電極20a,20bは、Niを主成分とする。外部電極20a,20bは、主成分であるNi以外に、主成分よりも小さいモル比率で、内部電極層12と同じ添加金属元素を含んでいてもよい。また、外部電極20a,20bは、セラミック粒子の共材を含んでいてもよい。また、外部電極20a,20bの積層チップ10とは反対側の表面に、1層以上のめっき層が形成されていてもよい。
The
図2で例示するように、外部電極20aに接続された内部電極層12と外部電極20bに接続された内部電極層12とが対向する領域は、積層セラミックコンデンサ100において電気容量を生じる領域である。そこで、当該電気容量を生じる領域を、容量領域14と称する。すなわち、容量領域14は、異なる外部電極に接続された隣接する内部電極層12同士が対向する領域である。
As illustrated in FIG. 2, the region where the
外部電極20aに接続された内部電極層12同士が、外部電極20bに接続された内部電極層12を介さずに対向する領域を、エンドマージン15と称する。また、外部電極20bに接続された内部電極層12同士が、外部電極20aに接続された内部電極層12を介さずに対向する領域も、エンドマージン15である。すなわち、エンドマージン15は、同じ外部電極に接続された内部電極層12が異なる外部電極に接続された内部電極層12を介さずに対向する領域である。エンドマージン15は、電気容量を生じない領域である。
The region where the internal electrode layers 12 connected to the
図3で例示するように、積層チップ10において、積層チップ10の2側面から内部電極層12に至るまでの領域をサイドマージン16と称する。すなわち、サイドマージン16は、上記積層構造において積層された複数の内部電極層12が2側面側に延びた端部を覆うように設けられた領域である。サイドマージン16も、電気容量を生じない領域である。
As illustrated in FIG. 3, in the stacked
1層あたりの内部電極層12の厚みは、例えば、0.2μm以上0.8μm以下、0.3μm以上0.8μm以下、0.6μm以上0.8μm以下、0.8μm以上1.5μm以下、1.5μm以上4.0μm以下である。1層あたりの内部電極層12の厚みは、積層セラミックコンデンサ100の例えば図2の断面を機械研磨で露出した後、走査透過電子顕微鏡等の顕微鏡で撮影した画像から10か所の厚さの平均値を求めるようにして測定することができる。
The thickness of the
1層あたりの誘電体層11の厚みは、例えば、0.2μm以上0.4μm以下であり、または0.4μm以上0.5μm以下であり、または0.4μm以上1.0μm以下であり、または1.0μm以上10μm以下である。1層あたりの誘電体層11の厚みは、積層セラミックコンデンサの例えば図2の断面を機械研磨で露出した後、走査透過電子顕微鏡等の顕微鏡で撮影した画像から10か所の厚さの平均値を求めるようにして測定することができる。
The thickness of the
積層セラミックコンデンサ100の小型化・大容量化を達成するためには、誘電体層11および内部電極層12を薄層化することで、単位体積あたりの容量を大きくすることが考えられる。しかしながら、誘電体層11の焼結温度が内部電極層12の焼結温度よりも高いため、内部電極層12を薄層化すると、誘電体層11が緻密化する温度域で焼成する際に内部電極層12の連続率が低下するおそれがある。特に、外部電極20a,20bの近傍で内部電極層12の連続率が低下するおそれがある。例えば、エンドマージン15において内部電極層12の連続率が低下するおそれがある。内部電極層12の連続率が低下すると、内部電極層12と外部電極20a,20bとの接合性が低下して導通が悪くなり、所望の特性が得られないおそれがある。
In order to reduce the size and increase the capacity of the multilayer
図4は、内部電極層12の連続率を表す図である。図4で例示するように、ある内部電極層12における長さL0の観察領域において、その金属部分の長さL1,L2,・・・,Lnを測定して合計し、金属部分の割合であるΣLn/L0をその層の連続率と定義することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the continuity rate of the
本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100は、内部電極層12と外部電極20a,20bとの接合性を向上させる構成を有している。
The multilayer
まず、内部電極層12が共材を含むことで、内部電極層12の焼結が遅延する。また、内部電極層12が主成分であるNiに加えて異種の添加金属元素を含むことで、内部電極層12に残存する共材量を多くすることができる。これは、共材粒子の周りに添加金属元素が偏析するからであると考えられる。微細で高分散な共材を用いることで、内部電極層12に残存する共材量を特に多くすることができる。焼結遅延目的で添加している共材が焼結過程で誘電体層11に拡散せずに内部電極層12に多く残存することにより、焼結遅延効果が十分に得られ、内部電極層12の連続率が向上する。さらに、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100では、添加金属元素の濃度が外部電極20a,20bよりも内部電極層12の方が高くなっている。この構成により、内部電極層12から外部電極20a,20bに向かって添加金属元素が拡散し、添加金属元素の流れが生じるため、内部電極層12と外部電極20a,20bとの接合性が向上する。その結果、接続不良による容量低下抑制し、所望の容量や特性を実現することができる。
First, since the
外部電極に近い箇所で添加金属元素濃度に差が生じていることが好ましいため、各エンドマージン15において、添加金属元素の濃度が外部電極よりも、当該外部電極に接続されている内部電極層12の方が高くなっていることが好ましい。
It is preferable that there is a difference in the concentration of the added metal element near the external electrode, so in each
添加金属元素としてAu、Sn、Cr、Fe、Y、In、As、Co、Cu、Ir、Mg、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Se、Te、Zn、Geを用いると、共材粒子の周りにこれらの添加金属元素が偏析しやすくなり、内部電極層12に残存する共材量を多くすることができる。
When Au, Sn, Cr, Fe, Y, In, As, Co, Cu, Ir, Mg, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Se, Te, Zn, Ge are used as additive metal elements, These additional metal elements are likely to segregate around the material particles, and the amount of co-material remaining in the
内部電極層12において、添加金属元素の量が少ないと、十分な量の共材を内部電極層12内に残存させることができないおそれがある。そこで、内部電極層12において、添加金属元素濃度に下限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層12において、添加金属元素濃度は、Niに対して、0.01at%以上であることが好ましく、0.1at%以上であることがより好ましく、1.0at%以上であることがさらに好ましい。なお、添加金属元素濃度は、Niを100at%と仮定した場合の、添加金属元素の原子数比率である。
In the
一方、内部電極層12において、添加金属元素の量が多いと、添加金属元素が誘電体層11に拡散し、誘電体層11の添加剤設計を悪化させ、容量や特性値が設計値から外れるおそれがある。そこで、内部電極層12において、添加金属元素濃度に上限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層12において、添加金属元素濃度は、Niに対して、5.0at%以下であることが好ましく、3.0at%以下であることがより好ましく、1.5at%以下であることがさらに好ましい。
On the other hand, if the amount of the added metal element is large in the
内部電極層12における添加金属元素濃度に上限および下限を設ける観点から、内部電極層12における添加金属元素濃度に対する、当該内部電極層が接続される外部電極における添加金属元素濃度の比に上限および下限を設けることが好ましい。例えば、当該比は、0.3以上、0.5以下であることが好ましく、0.2以上、0.4以下であることがより好ましく、0.1以上、0.2以下であることがさらに好ましい。
From the viewpoint of setting upper and lower limits on the concentration of the added metal element in the
内部電極層12に残存する共材の量が少ないと、焼結遅延効果を十分に得ることができないおそれがある。そこで、内部電極層12において、共材の量に下限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層12において、共材の量は、5.0wt%以上であることが好ましく、10wt%以上であることがより好ましく、15wt%以上であることがさらに好ましい。なお、共材の添加量は、Niを100wt%と仮定した場合の、添加共材の重量比率である。
If the amount of the co-material remaining in the
一方、内部電極層12に残存する共材の量が多いと、内部電極層12の連続率の低下および、焼結過程での誘電体層11への拡散により電気特性が劣化するおそれがある。そこで、内部電極層12において、共材の量に上限を設けることが好ましい。例えば、内部電極層12において、共材の量は、20wt%以下であることが好ましく、15wt%以下であることがより好ましく、10wt%以下であることがさらに好ましい。
On the other hand, if the amount of co-material remaining in the
なお、内部電極層12に残存する共材の量として、共材の体積分布を指標とすることもできる。例えば、図5で例示するように、内部電極層12に分散して残存する複数の共材のそれぞれの径と、各径から算出される各共材の体積の合計が100%となるように体積分布を算出する。横軸は、各共材の径を示す。縦軸は、体積分布(%)を示す。この分布のグラフにおいて、直線近似して得られる直線の傾きmが小さいほど、径の大きい共材が多く残存していることになる。例えば、傾きmは、3.8以上5.0以下であることが好ましく、3.9以上4.9以下であることがより好ましく、4.5以上4.8以下であることがさらに好ましい。なお、各共材の径は、例えば、中央の断面のSEM(走査型電子顕微鏡)写真で、各粒子の最大長さを計測することで取得することができる。計測された径を立方体の1辺とした場合の立方体体積を当該粒子の体積として算出することができる。直線近似については、体積分布の20%値と80%値とを使用して、そのデータ2点間を結んで算出することで直線を得ることができる。
Note that the volume distribution of the common material can also be used as an index for the amount of the common material remaining in the
続いて、積層セラミックコンデンサ100の製造方法について説明する。図6は、積層セラミックコンデンサ100の製造方法のフローを例示する図である。
Next, a method for manufacturing the multilayer
(原料粉末作製工程)
まず、誘電体層11を形成するための誘電体材料を用意する。誘電体層11に含まれるAサイト元素およびBサイト元素は、通常はABO3の粒子の焼結体の形で誘電体層11に含まれる。例えば、BaTiO3は、ペロブスカイト構造を有する正方晶化合物であって、高い誘電率を示す。このBaTiO3は、一般的に、二酸化チタンなどのチタン原料と炭酸バリウムなどのバリウム原料とを反応させてチタン酸バリウムを合成することで得ることができる。誘電体層11の主成分セラミックの合成方法としては、従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾル-ゲル法、水熱法等が知られている。本実施形態においては、これらのいずれも採用することができる。
(Raw material powder production process)
First, a dielectric material for forming the
得られたセラミック粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、希土類元素(イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホロミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)およびイッテルビウム(Yb))の酸化物、または、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、リチウム(Li)、ホウ素(B)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)もしくはケイ素(Si)を含む酸化物、または、Co、Ni、Li、B、Na、KもしくはSiを含むガラスが挙げられる。これらのうち、主としてSiO2が焼結助剤として機能する。 A predetermined additive compound is added to the obtained ceramic powder depending on the purpose. Additive compounds include molybdenum (Mo), niobium (Nb), tantalum (Ta), tungsten (W), magnesium (Mg), manganese (Mn), vanadium (V), chromium (Cr), rare earth elements (yttrium ( Oxidation of samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm) and ytterbium (Yb)) or oxides containing cobalt (Co), nickel (Ni), lithium (Li), boron (B), sodium (Na), potassium (K) or silicon (Si), or Co, Ni, Li , B, Na, K or Si. Among these, SiO 2 mainly functions as a sintering aid.
例えば、セラミック原料粉末に添加化合物を含む化合物を湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料を調製する。例えば、セラミック原料粉末の平均粒径は、誘電体層の薄層化の観点から、好ましくは50~200nmである。例えば、上記のようにして得られたセラミック材料について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。以上の工程により、誘電体材料が得られる。 For example, a ceramic material is prepared by wet-mixing a compound containing an additive compound with a ceramic raw material powder, drying and pulverizing the mixture. For example, the average particle size of the ceramic raw material powder is preferably 50 to 200 nm from the viewpoint of making the dielectric layer thinner. For example, the ceramic material obtained as described above may be pulverized to adjust the particle size, if necessary, or may be combined with a classification process to adjust the particle size. Through the above steps, a dielectric material is obtained.
(積層工程)
次に、得られた誘電体材料に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材51上に、例えば厚み0.8μm以下の誘電体グリーンシート52を塗工して乾燥させる。基材51は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムである。
(Lamination process)
Next, a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin, an organic solvent such as ethanol or toluene, and a plasticizer are added to the obtained dielectric material and wet-mixed. Using the obtained slurry, a dielectric
次に、図7(a)で例示するように、誘電体グリーンシート52上に、内部電極パターン53を成膜する。図7(a)では、一例として、誘電体グリーンシート52上に4層の内部電極パターン53が所定の間隔を空けて成膜されている。内部電極パターン53が成膜された誘電体グリーンシート52を、積層単位とする。内部電極パターン53は、主成分金属であるNi粉末、共材の粉末、添加金属元素の粉末などを含むペースト材料である。
Next, as illustrated in FIG. 7A, an
次に、誘電体グリーンシート52を基材51から剥がしつつ、図7(b)で例示するように、積層単位を所定数(例えば100層から500層)だけ積層する。
Next, while peeling the dielectric
次に、積層単位が積層されることで得られた積層体の上下にカバーシート54を所定数(例えば2~10層)だけ積層して熱圧着させ、所定チップ寸法(例えば1.0mm×0.5mm)にカットする。図7(b)の例では、点線に沿ってカットする。カバーシート54は、誘電体グリーンシート52と同じ成分であってもよく、添加化合物が異なっていてもよい。得られたセラミック積層体のそれぞれの両端面に、外部電極となる金属ペーストをディップ法等で塗布して乾燥させる。金属ペーストは、主成分金属であるNi粉末を含み、共材の粉末や添加金属元素の粉末などを含んでいてもよい。金属ペーストに添加金属元素を含ませる場合には、Niに対する添加金属元素濃度を、内部電極パターンにおける添加金属元素濃度(Niに対する濃度)よりも小さくする。
Next, a predetermined number (for example, 2 to 10 layers) of
(焼成工程)
次に、得られたセラミック積層体を、250~500℃のN2雰囲気中で脱バインダ処理した後に、酸素分圧10-5~10-8atmの還元雰囲気中で1100~1300℃で10分~2時間焼成する。このようにして、積層セラミックコンデンサ100が得られる。なお、焼成工程において昇温速度を大きくすることで、共材が金属材料から吐き出される前に金属材料が焼結するため、共材が内部電極層12に残存しやすくなる。そこで、焼成工程において室温から最高温度までの平均昇温速度は、30℃/分以上とすることが好ましく、45℃/分以上とすることがより好ましい。なお、平均昇温速度が大きすぎると、セラミック積層体に残留する有機成分(脱バインダ処理だけで取り切れなかったもの)の排出が十分に行われず、焼成工程中にクラックが発生するなどの不具合が生じるおそれがある。そこで、平均昇温速度を、80℃/分以下とすることが好ましく、65℃/分以下とすることがより好ましい。
(Firing process)
Next, the obtained ceramic laminate was subjected to binder removal treatment in an N 2 atmosphere at 250 to 500°C, and then treated at 1100 to 1300°C for 10 minutes in a reducing atmosphere with an oxygen partial pressure of 10 -5 to 10 -8 atm. Bake for ~2 hours. In this way, a multilayer
(再酸化処理工程)
その後、N2ガス雰囲気中において600℃~1000℃で再酸化処理を行ってもよい。
(Re-oxidation treatment process)
Thereafter, reoxidation treatment may be performed at 600° C. to 1000° C. in an N 2 gas atmosphere.
(めっき処理工程)
その後、めっき処理により、外部電極20a,20bの表面に、Cu,Ni,Sn等の金属コーティングを行ってもよい。
(Plating process)
Thereafter, the surfaces of the
本実施形態に係る製造方法によれば、内部電極パターン53が共材を含むことで、内部電極パターン53が含む金属成分の焼結が遅延する。また、内部電極パターン53が主成分であるNiに加えて添加金属元素を含むことで、焼成後の内部電極層12に残存する共材量を多くすることができる。焼結遅延目的で添加している共材が焼結過程で誘電体層11に拡散せずに内部電極層12に多く残存することにより、焼結遅延効果が十分に得られ、内部電極層12の連続率が向上する。また、Niに対する添加金属元素濃度が、外部電極形成用の金属ペーストよりも内部電極パターン53の方が高くなっていることから、内部電極層12から外部電極20a,20bに向かって添加金属元素が拡散し、添加金属元素の流れが生じるため、内部電極層12と外部電極20a,20bとの接合性が向上する。その結果、接続不良による容量低下を抑制し、所望の容量や特性を実現することができる。
According to the manufacturing method according to the present embodiment, since the
なお、上記各実施形態においては、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、それに限られない。例えば、バリスタやサーミスタなどの、他の電子部品を用いてもよい。 Note that in each of the above embodiments, a multilayer ceramic capacitor has been described as an example of a ceramic electronic component, but the present invention is not limited thereto. For example, other electronic components such as varistors and thermistors may be used.
以下、実施形態に係る積層セラミックコンデンサを作製し、特性について調べた。 Hereinafter, a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment was manufactured and its characteristics were investigated.
(実施例1)
チタン酸バリウムを誘電体材料として含む誘電体グリーンシートを塗工し、Ni粉末、共材、および添加金属元素を含む内部電極パターンを印刷することで積層単位を得た。200層の積層単位を積層し、圧着し、カットした。脱バインダし、Ni粉末および共材を含む外部電極用の金属ペーストを2端面に塗布し、還元雰囲気下で焼成した。内部電極パターンおよび金属ペーストの共材として、BaTiO3を用いた。内部電極パターンの添加金属元素として、Auを用いた。内部電極パターンにおけるAu添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。
(Example 1)
A laminated unit was obtained by coating a dielectric green sheet containing barium titanate as a dielectric material and printing an internal electrode pattern containing Ni powder, a co-material, and an additive metal element. 200 layer laminate units were laminated, crimped and cut. The binder was removed, and a metal paste for external electrodes containing Ni powder and a co-material was applied to the two end faces and fired in a reducing atmosphere. BaTiO 3 was used as a co-material for the internal electrode pattern and the metal paste. Au was used as an additional metal element for the internal electrode pattern. The amount of Au added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.52であった。エンドマージンは、図2で例示したエンドマージン15の部分である。なお、添加金属元素はEDS(エネルギー分散型X線分析)で検出し、当該比として、(外部電極の添加金属元素の検出量)/(内部電極層の添加金属元素の検出量)を用いた。この場合のEDS分析は点分析であって、検出量は所定の照射点における検出量のことである。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、4.64であった。
The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.52. The end margin is a portion of the
(実施例2)
実施例2では、添加金属元素としてSnを用いた。内部電極パターンにおけるSn添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 2)
In Example 2, Sn was used as the additive metal element. The amount of Sn added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.28であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、3.90であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.28. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 3.90.
(実施例3)
実施例3では、添加金属元素としてCrを用いた。内部電極パターンにおけるCr添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 3)
In Example 3, Cr was used as the additive metal element. The amount of Cr added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.51であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、4.56であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.51. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 4.56.
(実施例4)
実施例4では、添加金属元素としてFeを用いた。内部電極パターンにおけるFe添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 4)
In Example 4, Fe was used as the additive metal element. The amount of Fe added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.43であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、3.80であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.43. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 3.80.
(実施例5)
実施例5では、添加金属元素としてYを用いた。内部電極パターンにおけるY添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 5)
In Example 5, Y was used as the additive metal element. The amount of Y added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.44であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、3.95であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.44. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 3.95.
(実施例6)
実施例6では、添加金属元素としてInを用いた。内部電極パターンにおけるIn添加量は、Niを100at%と仮定した場合に、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 6)
In Example 6, In was used as the additive metal element. The amount of In added in the internal electrode pattern was 1.0 at%, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.43であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、3.85であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.43. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 3.85.
(実施例7)
実施例7では、添加金属元素としてAuおよびSnを用いた。内部電極パターンにおけるAuおよびSn添加量のそれぞれは、Niを100at%と仮定した場合に、0.5at%と1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 7)
In Example 7, Au and Sn were used as additive metal elements. The amounts of Au and Sn added in the internal electrode pattern were 0.5 at% and 1.0 at%, respectively, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.53であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、4.77であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.53. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 4.77.
(実施例8)
実施例8では、添加金属元素としてAuおよびCrを用いた。内部電極パターンにおけるAuおよびCr添加量のそれぞれは、Niを100at%と仮定した場合に、0.5at%と1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 8)
In Example 8, Au and Cr were used as additive metal elements. The amounts of Au and Cr added in the internal electrode pattern were 0.5 at% and 1.0 at%, respectively, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.52であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、4.66であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.52. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 4.66.
(実施例9)
実施例9では、添加金属元素としてAu、Sn、およびCrを用いた。内部電極パターンにおけるAu、Sn、およびCr添加量のそれぞれは、Niを100at%と仮定した場合に、0.5at%、0.5at%、1.0at%とした。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Example 9)
In Example 9, Au, Sn, and Cr were used as additive metal elements. The amounts of Au, Sn, and Cr added in the internal electrode pattern were 0.5 at%, 0.5 at%, and 1.0 at%, respectively, assuming that Ni was 100 at%. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。焼成後において、エンドマージンにおける(めっき層形成前の外部電極における添加金属元素濃度)/(内部電極層における添加金属元素濃度)は、0.54であった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、4.79であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. After firing, the ratio (concentration of added metal element in the external electrode before forming the plating layer)/(concentration of added metal element in the internal electrode layer) at the end margin was 0.54. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 4.79.
(比較例)
比較例では、内部電極パターンに添加金属元素を添加しなかった。その他の条件は、実施例1と同様とした。
(Comparative example)
In the comparative example, no additional metal element was added to the internal electrode pattern. Other conditions were the same as in Example 1.
焼成後の誘電体層の厚みは0.6μmであり、内部電極層の厚みは0.7μmであった。共材の直径と体積分布とから算出されるグラフの傾きmは、6.39であった。 The thickness of the dielectric layer after firing was 0.6 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 0.7 μm. The slope m of the graph calculated from the diameter and volume distribution of the common material was 6.39.
図8(a)は、実施例1の積層方向の断面のSEM写真をトレースした図である。図8(b)は、比較例の積層方向の断面のSEM写真をトレースした図である。図8(b)と比較すると、図8(a)では、多くの共材17が内部電極層12中に残存していることがわかる。
FIG. 8A is a traced SEM photograph of a cross section in the stacking direction of Example 1. FIG. 8(b) is a traced SEM photograph of a cross section in the stacking direction of the comparative example. When compared with FIG. 8(b), it can be seen that a large amount of the
図9は、実施例1および比較例について、内部電競争における共材の直径と体積分布とから算出されるグラフである。図9に示すように、比較例に比べて、実施例1では傾きmが小さくなっていることがわかる。したがって、比較例と比べて実施例1では多くの共材が残存していることがわかる。これは、内部電極パターンに添加金属元素を添加したからであると考えられる。なお、比較例で500個の共材をカウントし、実施例1では500個の共材をカウントした。 FIG. 9 is a graph calculated from the diameter and volume distribution of common materials in internal electric competition for Example 1 and Comparative Example. As shown in FIG. 9, it can be seen that the slope m is smaller in Example 1 than in the comparative example. Therefore, it can be seen that more common materials remain in Example 1 than in Comparative Example. This is considered to be because the additional metal element was added to the internal electrode pattern. In addition, 500 common materials were counted in the comparative example, and 500 common materials were counted in Example 1.
(連続率)
実施例1~9および比較例について、内部電極層の連続率を測定した。連続率は、焼成した積層セラミックコンデンサを樹脂埋めし、中央部まで研磨することで、断面を露出させた。その断面をSEMで観察し、画像を10枚程度撮影し、撮影した画像から、連続率を測定した。比較例に比べて、実施例1~9の連続率は高くなった。これは、内部電極層に共材が多く残存したことで、内部電極層の収縮が十分に遅延したからであると考えられる。
(Continuous rate)
The continuity rate of the internal electrode layer was measured for Examples 1 to 9 and Comparative Example. The continuity rate was determined by burying a fired multilayer ceramic capacitor in resin and polishing it to the center to expose the cross section. The cross section was observed with a SEM, about 10 images were taken, and the continuity rate was measured from the taken images. The continuity rate of Examples 1 to 9 was higher than that of the comparative example. This is considered to be because a large amount of the common material remained in the internal electrode layer, which sufficiently delayed the shrinkage of the internal electrode layer.
(接合性)
実施例1~9および比較例について、内部電極層と外部電極との接合性を調べた。添加元素を添加していないNi単体の積層セラミックコンデンサと比較して、内部電極層と外部電極との接続状態を研磨断面像から確認を行った。例えば、200層の積層セラミックコンデンサであった場合、Ni単体の積層セラミックコンデンサと比較して、15%以上の接合状態の良化が確認できれば接合性が非常に良好「◎」と判定し、10%以上の接合状態の良化が確認できれば接合性が良好「〇」と判定し、10%未満から、Ni単体と同等程度であれば接合性が不良「-」と判定した。比較例では接合性が不良と判定された。これは、添加金属元素を添加しなかったからであると考えられる。なお、ここで表現する接合状態とは、内部電極と外部電極が研磨断面画像上で接続している状態を示す。これに対して、実施例1~9では、接合性が非常に良好、または良好と判定された。これは、内部電極層における添加金属元素濃度を外部電極における添加金属元素濃度よりも高くしたことで添加金属元素が拡散したからであると考えられる。
(zygosity)
For Examples 1 to 9 and Comparative Examples, the bondability between the internal electrode layer and the external electrode was examined. The state of connection between the internal electrode layer and the external electrode was confirmed from a polished cross-sectional image in comparison with a multilayer ceramic capacitor made of Ni alone to which no additive elements were added. For example, in the case of a 200-layer multilayer ceramic capacitor, if it is confirmed that the bonding condition has improved by 15% or more compared to a monolithic Ni monolithic ceramic capacitor, the bonding performance is judged to be very good, ``◎'', and 10%. If the bonding state improved by % or more, the bondability was determined to be good. If it was less than 10%, and if it was equivalent to Ni alone, the bondability was determined to be poor. In the comparative example, bondability was determined to be poor. This is considered to be because no additional metal element was added. Note that the bonded state expressed here indicates a state in which the internal electrode and the external electrode are connected on the polished cross-sectional image. In contrast, in Examples 1 to 9, the bondability was judged to be very good or good. This is considered to be because the added metal element was diffused by making the added metal element concentration in the internal electrode layer higher than the added metal element concentration in the external electrode.
(容量)
実施例1~9および比較例のそれぞれについて、容量を測定した。容量は、LCRメーターを使用し、0.5V、1kHzの条件で測定し、100個のサンプルの平均値を算出した。添加元素を添加していないNi単体の積層セラミックコンデンサと比較して、容量平均値が10%以上向上していれば容量が非常に良好「◎」と判定し、容量平均値が5%以上10%未満向上していれば容量が良好「〇」と判定し、容量平均値が5%未満向上していれば容量が不良「-」と判定した。比較例では容量が不良と判定された。これに対して、実施例1~9では、容量が非常に良好、または良好と判定された。これは、比較例よりも内部電極層の連続率が高く、内部電極層と外部電極との接合性も良好であったからであると考えられる。
(capacity)
Capacity was measured for each of Examples 1 to 9 and Comparative Example. The capacitance was measured using an LCR meter under the conditions of 0.5 V and 1 kHz, and the average value of 100 samples was calculated. If the average capacitance value is improved by 10% or more compared to a monolithic ceramic capacitor made of Ni alone without any additive elements, the capacitance is judged to be very good. If the average capacity improved by less than 5%, the capacity was determined to be good. If the average capacity improved by less than 5%, the capacity was determined to be poor. In the comparative example, the capacity was determined to be poor. In contrast, in Examples 1 to 9, the capacity was determined to be very good or good. This is considered to be because the continuity rate of the internal electrode layer was higher than that of the comparative example, and the bondability between the internal electrode layer and the external electrode was also good.
(信頼性)
実施例1~9および比較例のそれぞれについて、信頼性を調べた。信頼性については、6V-125℃のHALT試験を行なうことで判定した。HALT寿命については、100個のサンプルの平均値を算出した。添加元素を添加していないNi単体の積層セラミックコンデンサと比較して、寿命の平均値が2倍以上となっていれば信頼性が非常に良好「◎」と判定し、寿命の平均値が1.5倍以上となっていれば信頼性が良好「〇」と判定し、同等ないし1.5倍未満となっていれば信頼性が不良「-」と判定した。比較例では信頼性が不良と判定された。これに対して、実施例1~9では、信頼性が非常に良好、または良好と判定された。これは、比較例よりも内部電極層と外部電極との接合性も良好であったからであると考えられる。
Reliability was investigated for each of Examples 1 to 9 and Comparative Example. Reliability was determined by conducting a HALT test at 6V-125°C. Regarding the HALT lifespan, the average value of 100 samples was calculated. If the average lifespan is more than double that of a single-layer ceramic capacitor made of Ni without any additive elements, the reliability is judged to be very good (◎), and the average lifespan is 1. If it was .5 times or more, the reliability was determined to be good (〇), and if it was equal to or less than 1.5 times, the reliability was determined to be poor (-). In the comparative example, reliability was determined to be poor. In contrast, in Examples 1 to 9, the reliability was determined to be very good or good. This is considered to be because the bonding between the internal electrode layer and the external electrode was also better than in the comparative example.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention as described in the claims. Changes are possible.
10 積層チップ
11 誘電体層
12 内部電極層
13 カバー層
14 容量領域
15 エンドマージン
16 サイドマージン
17 共材
20a,20b 外部電極
51 基材
52 誘電体グリーンシート
53 内部電極パターン
100 積層セラミックコンデンサ
10
Claims (11)
前記2端面に設けられ、Niを主成分とする外部電極と、を備え、
前記複数の内部電極層は、Ni以外の添加金属元素、および共材を含み、
前記添加金属元素の濃度は、前記外部電極よりも前記内部電極層の方が高いことを特徴とするセラミック電子部品。 A plurality of dielectric layers containing ceramic as a main component and a plurality of internal electrode layers containing Ni as a main component are alternately laminated and have a substantially rectangular parallelepiped shape, and the plurality of internal electrode layers are formed on two opposing end surfaces of the substantially rectangular parallelepiped shape. a laminated chip formed such that internal electrode layers of are alternately exposed;
external electrodes provided on the two end faces and containing Ni as a main component,
The plurality of internal electrode layers include an additive metal element other than Ni and a common material,
A ceramic electronic component, wherein the concentration of the additive metal element is higher in the internal electrode layer than in the external electrode.
Niを主成分金属とする金属ペーストを前記2端面に配置し、
前記金属ペーストから得られる前記外部電極よりも、前記内部電極パターンから得られる前記内部電極層の方が前記添加金属元素の濃度が高くなるように、前記セラミック積層体を焼成することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
A substantially rectangular parallelepiped-shaped ceramic laminate is formed by alternately laminating dielectric green sheets containing ceramic powder and internal electrode patterns containing Ni as a main component metal and co-materials and additive metal elements, and the ceramic laminate is Alternately exposing the stacked internal electrode patterns on two opposing end surfaces of the
A metal paste containing Ni as a main component metal is placed on the two end faces,
The ceramic laminate is fired so that the internal electrode layer obtained from the internal electrode pattern has a higher concentration of the added metal element than the external electrode obtained from the metal paste. Method of manufacturing ceramic electronic components.
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