JP3241054B2 - 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミックコンデ
ンサ及びその製造方法に係り、特に内部電極に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から、積層セラミックコンデンサ
は、小型大容量、半永久的な寿命、高周波低インピーダ
ンス等のすぐれた特性から、交換機や電源等に広く使用
されている。この積層セラミックコンデンサの断面図を
図2に、図3に図2の内部電極層1の周辺の拡大断面図
を示す。
【0003】図2、図3に示すように、積層セラミック
コンデンサは、強誘電体セラミック層2上に内部電極層
1を一定の形状で成膜したものを交互に積層した生チッ
プを脱バインダ、焼成した後、両端に外部電極4を焼付
することで得られ、強誘電体セラミック層2と内部電極
層1とが直接するように構成されている。
【0004】尚、強誘電体セラミック層2は、強誘電体
セラミック粉末を有機バインダと溶剤を用いて混合分散
したスラリーをドクターブレード法等で形成される。ま
た内部電極層1は、Au、Pd、Ag、Cu、Niなど
の低抵抗金属粉末を有機ビヒクルに分散したペーストを
スクリーン印刷等により一定の形状で成膜する。
【0005】しかし、焼成の際、低抵抗金属粉末を使用
した内部電極層1と強誘電体セラミック層2との収縮率
の違いから、クラックや積層部剥離が発生し易く、ショ
ート不良を生じたり、信頼性が不十分な製品となること
が多いという問題があった。そこで、強誘電体セラミッ
ク層2を構成する強誘電体セラミック粉末と同組成のセ
ラミック粉末を共材として添加したペーストを内部電極
1として用いる試みがなされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、内部電極層1
全体に強誘電体セラミック粉末が混入することと、強誘
電体セラミック層2への内部電極層1の金属の拡散によ
り、内部電極層1に切れが生じ、等価直列抵抗が増大
し、リップル電流を助長することから積層セラミックコ
ンデンサそのものが発熱し、実働時に障害を起こしやす
いという欠点があった。
【0007】従って、本発明の課題は、強誘電体セラミ
ック層と内部電極層の収縮差から生じる層間剥離や、ク
ラックの発生を減少させ、かつ、等価直列抵抗の小さい
積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、強誘電体セラ
ミック層と内部電極層との間に強誘電体セラミックと同
材質の強誘電体セラミック粉末、または強誘電体セラミ
ックより融点の高いセラミック粉末を添加したセラミッ
ク材入り内部電極層を設けることを特徴とする積層セラ
ミックコンデンサ及びその製造方法である。
【0009】即ち、本発明は、強誘電体セラミック粉末
からなる強誘電体セラミック層と低抵抗金属粉末からな
る内部電極層を交互に積層して構成する積層セラミック
コンデンサにおいて、前記強誘電体セラミック層と内部
電極層との間に、前記内部電極層に前記強誘電体セラミ
ック粉末と同組成の粉末及び強誘電体セラミック粉末よ
り高融点のセラミック粉末を少なくとも1種類以上添加
したセラミック材入り内部電極層を設け、一体焼成して
なることを特徴とする積層セラミックコンデンサであ
る。
【0010】また、本発明は、上記セラミック材入り内
部電極層として、前記低抵抗金属粉末重量に対し5wt
%〜60wt%の範囲で、前記強誘電体セラミック粉末
と同組成の粉末及び強誘電体セラミック粉末より高融点
のセラミック粉末を少なくとも1種類以上を添加してい
ることを特徴とする積層セラミックコンデンサである。
【0011】また、本発明は、強誘電体セラミック層と
内部電極層を交互に積層し、一体焼成して構成する積層
セラミックコンデンサの製造方法において、強誘電体セ
ラミック粉末からなる強誘電体セラミック層上に、低抵
抗金属粉末を有機ビヒクルに分散した内部電極層用ペー
ストに前記低抵抗金属粉末重量に対し5wt%〜60w
t%の範囲で前記強誘電体セラミック粉末及び強誘電体
セラミック粉末よりも高融点のセラミック粉末を少なく
とも1種類以上を添加するセラミック材入り内部電極層
を積層し、その上に低抵抗金属粉末からなる内部電極層
を積層し、その上に前記セラミック材入り内部電極層を
積層する工程を繰り返した後、更に、前記強誘電体セラ
ミック層を積層する工程からなることを特徴とする積層
セラミックコンデンサの製造方法である。
【0012】本発明によれば、強誘電体セラミック層と
内部電極層との間に強誘電体セラミック粉末を含むセラ
ミック材入り内部電極層を中間層として設けることによ
り、焼成時に発生する強誘電体セラミック層と内部電極
層の収縮差が緩和され、層間剥離やクラックの発生がな
くなり、かつ、セラミック材としての強誘電体セラミッ
ク粉末を含まない内部電極層も存在するため、等価直列
抵抗を上昇させることがない積層セラミックコンデンサ
が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図1,図2
を参照しながら詳細に説明する。
【0014】(実施例1) 強誘電体セラミック層には強誘電体セラミック粉末とし
てPb系の複合ペロブスカイト構造をもつ粉末を使用
し、内部電極層1には低抵抗金属粉末としてAgとPd
粉末を70:30の割合で添加したペーストを用いた。
又、中間層としてのセラミック材入り内部電極層3には
前記Ag、Pdの混合粉末に対して5wt%〜75wt
%の範囲で同組成の強誘電体セラミック粉末を添加した
ペーストを用いた。
【0015】積層セラミックコンデンサの作製は、図1
に示すように通常のドクターブレード法により成膜され
た強誘電体セラミック層2のグリーンシート上に、内部
電極パターンを用いてセラミック材入り内部電極層用ペ
ーストを約1μm程度の厚みで印刷し、乾燥して、セラ
ミック材入り内部電極層3を成膜後、セラミック材を含
まない内部電極層用ペーストを約2μm程度の厚みに前
記パターンに重ねて印刷し、乾燥して、内部電極層1を
形成した。
【0016】さらにその上に、セラミック材入り内部電
極層用ペーストを1回目と同じように印刷し、乾燥し
た。また、内部電極層のパターンの位置合わせは、ピン
ガイドにて行った。また、乾燥は、ドライヤーにて仮乾
燥を繰り返しながら行った。このようにして得られる内
部電極層を有するグリーンシートを50枚打ち抜き積層
し、加熱プレスにてグリーンの積層体を形成し、生チッ
プで5×5mmの大きさに切り出し、脱バインダ、焼成
を行い、最終的に外部電極4を焼付けることで積層セラ
ミックコンデンサを得た。
【0017】このように、5wt%〜75wt%の範囲
で強誘電体セラミック粉末を添加したセラミック材入り
内部電極層3を形成して得られた積層セラミックコンデ
ンサを、セラミック粉末の添加量に対する層間剥離の発
生率及び等価直列抵抗の変化率について測定した結果を
図4、図5に示す。尚、セラミック材入り内部電極層を
設けていない従来品1及びセラミック材入り内部電極層
のみを設けた従来品2も図4及び図5中に示した。
【0018】図4及び図5から明らかなように、中間層
として5wt%〜60wt%の範囲で同組成の強誘電体
セラミック粉末を添加したセラミック材入り内部電極層
を設けた本実施例による発明品は、従来品1,2と比較
して、層間剥離及び等価直列抵抗の双方で改善されてい
ることがわかる。
【0019】(実施例2) 本実施例2においても、実施例1で述べたプロセスに従
い、積層セラミックコンデンサを得る。尚、図1に示す
内部電極層1として実施例1と同様に低抵抗金属粉末と
してAgとPd粉末を70:30の割合で添加したペー
ストを用いた。また、セラミック材入り内部電極層3と
して、実施例1で用いた強誘電体セラミック粉末よりも
高融点の酸化ジルコニウム(ZrO)セラミック粉末
をセラミック材として用い、前記Ag/Pd混合の低抵
抗金属粉末重量に対し5wt%〜70wt%の範囲の割
合でZrO粉末を添加したセラミック材入り内部電極
層用ペーストを調整した。
【0020】次に、実施例1と同様に、セラミック材を
含まない内部電極層1を約2μm、セラミック材入り内
部電極層3を1μmの厚みで印刷して成膜した。
【0021】このようにして得られた積層セラミックコ
ンデンサをセラミック材の添加量に対する層間剥離の発
生率及び等価直列抵抗の変化率について測定した結果を
図6、図7に示す。尚、セラミック材入り内部電極層を
設けていない従来品1及び本実施例で用いた酸化ジルコ
ニウム(ZrO)セラミック粉末をセラミック材とし
て混入した内部電極のみとした比較品1も図6及び図7
中に示した。
【0022】図6及び図7から明らかなように、中間層
として5wt%〜70wt%の範囲で酸化ジルコニウム
セラミック粉末をセラミック材として添加したセラミッ
ク材入り内部電極層を設けた本実施例による発明品は、
従来品1,比較品1と比較して、層間剥離及び等価直列
抵抗の双方が改善されていることがわかる。
【0023】尚、本実施例では、高融点の酸化ジルコニ
ウム(ZrO)セラミック粉末をセラミック材として
用いたが、他にMgO、Al等のセラミック粉末
も同様の効果がある。
【0024】
【発明の効果】以上、述べたごとく、本発明によれば層
間剥離やクラック発生が少なく、歩留まりがよく、か
つ、等価直列抵抗の小さな信頼性の高い積層セラミック
コンデンサ及びその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層セラミックコンデンサの内部電極
層の周辺の拡大断面図。
【図2】積層セラミックコンデンサの断面図。
【図3】従来の積層セラミックコンデンサの内部電極層
の周辺の拡大断面図。
【図4】実施例1による本発明品の内部電極層へのセラ
ミック材の添加量に対する層間剥離の発生率の関係及び
従来品の層間剥離の発生率を示す図。
【図5】実施例1による本発明品の内部電極層へのセラ
ミック材の添加量に対する等価直列抵抗の変化率の関係
及び従来品の等価直列抵抗の変化率を示す図。
【図6】実施例2による本発明品の内部電極層への酸化
ジルコニウムセラミック粉末の添加量に対する層間剥離
の発生率の関係及び比較品と従来品の層間剥離の発生率
を示す図。
【図7】実施例2による本発明品の内部電極層への酸化
ジルコニウムセラミック粉末の添加量に対する等価直列
抵抗の変化率の関係及び比較品と従来品の等価直列抵抗
の変化率を示す図。
【符号の説明】
1 内部電極層 2 強誘電体セラミック層 3 セラミック材入り内部電極層 4 外部電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強誘電体セラミック粉末からなる強誘電
    体セラミック層と低抵抗金属粉末からなる内部電極層を
    交互に積層して構成する積層セラミックコンデンサにお
    いて、前記強誘電体セラミック層と内部電極層との間
    に、前記内部電極層に前記強誘電体セラミック粉末と同
    組成の粉末及び強誘電体セラミック粉末より高融点のセ
    ラミック粉末を少なくとも1種類以上添加したセラミッ
    ク材入り内部電極層を設け、一体焼成してなることを特
    徴とする積層セラミックコンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記セラミック材入り内部電極層は、前
    記低抵抗金属粉末重量に対し5wt%〜60wt%の範
    囲で、前記強誘電体セラミック粉末と同組成の粉末及び
    強誘電体セラミック粉末より高融点のセラミック粉末を
    少なくとも1種類以上を添加していることを特徴とする
    請求項1記載の積層セラミックコンデンサ。
  3. 【請求項3】 強誘電体セラミック層と内部電極層を交
    互に積層し、一体焼成して構成する積層セラミックコン
    デンサの製造方法において、強誘電体セラミック粉末か
    らなる強誘電体セラミック層上に、低抵抗金属粉末を有
    機ビヒクルに分散した内部電極層用ペーストに前記低抵
    抗金属粉末重量に対し5wt%〜60wt%の範囲で前
    記強誘電体セラミック粉末及び強誘電体セラミック粉末
    よりも高融点のセラミック粉末を少なくとも1種類以上
    を添加するセラミック材入り内部電極層を積層し、その
    上に低抵抗金属粉末からなる内部電極層を積層し、その
    上に前記セラミック材入り内部電極層を積層する工程を
    繰り返した後、更に、前記強誘電体セラミック層を積層
    する工程からなることを特徴とする積層セラミックコン
    デンサの製造方法。
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