JP3399389B2 - Multilayer ceramic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Multilayer ceramic capacitor and method of manufacturing the same

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JP3399389B2
JP3399389B2 JP02382099A JP2382099A JP3399389B2 JP 3399389 B2 JP3399389 B2 JP 3399389B2 JP 02382099 A JP02382099 A JP 02382099A JP 2382099 A JP2382099 A JP 2382099A JP 3399389 B2 JP3399389 B2 JP 3399389B2
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ceramic
ceramic capacitor
dielectric
grain boundary
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサに関し、特に、複数の誘電体相を有する混晶系
のセラミック焼結体を用いて構成されている積層セラミ
ックコンデンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monolithic ceramic capacitor, and more particularly to a monolithic ceramic capacitor formed by using a mixed crystal type ceramic sintered body having a plurality of dielectric phases.

【0002】[0002]

【従来の技術】積層セラミックコンデンサの製造に際し
ては、誘電体相を構成するセラミック成分を混合し、
セラミックスラリーやセラミックペーストを得、内部電
極とセラミック層とを積層して未焼成の積層体を得、該
積層体を焼成する方法、あるいはセラミック成分の一
部を予め仮焼し、仮焼物にSiO2 やガラスなどの焼結
助剤を添加した後、セラミックスラリーやセラミックス
ペーストを得、しかる後内部電極と共にセラミック層を
積層した後積層体を得、該積層体を焼成する方法が一般
的に用いられている。
2. Description of the Related Art In manufacturing a monolithic ceramic capacitor, ceramic components constituting a dielectric phase are mixed,
A ceramic slurry or a ceramic paste is obtained, an internal electrode and a ceramic layer are laminated to obtain an unfired laminated body, and the laminated body is fired, or a part of the ceramic components is preliminarily calcined to obtain a calcined product by SiO.sub.2. After adding a sintering aid such as 2 or glass, a ceramic slurry or ceramic paste is obtained, and then a ceramic layer is laminated with internal electrodes to obtain a laminated body, and the laminated body is fired. Has been.

【0003】上記,の方法により得られたセラミッ
ク焼結体では、粒界層は特に制御されることなく形成さ
れており、該粒界層は低融点化合物であるSiO2 やガ
ラスで構成されているのが一般的である。
In the ceramic sintered body obtained by the above method, the grain boundary layer is formed without any particular control, and the grain boundary layer is composed of SiO 2 which is a low melting point compound or glass. It is common to have

【0004】他方、混晶系のセラミック焼結体を用いた
積層セラミックコンデンサが知られている。混晶系のセ
ラミック焼結体では、複数の誘電体相が形成されてお
り、該誘電体相を構成する材料や誘電体相の比率を制御
することにより、様々な温度特性が得られる。
On the other hand, a monolithic ceramic capacitor using a mixed crystal type ceramic sintered body is known. In the mixed crystal type ceramic sintered body, a plurality of dielectric phases are formed, and various temperature characteristics can be obtained by controlling the materials constituting the dielectric phases and the ratio of the dielectric phases.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、積層セラミック
コンデンサにおいては、より一層の小型化及び大容量化
が強く求められている。前述したやの方法により得
られた積層セラミックコンデンサでは、粒界層がSiO
2 やガラスで形成されている。この場合、セラミック焼
結体が一種の誘電体相で構成されている均一な組織の場
合には、小型化・大容量化を図るために内部電極間のセ
ラミック層の厚みを薄くした場合であっても、信頼性は
さほど低下しない。
In recent years, further reduction in size and increase in capacity have been strongly demanded for laminated ceramic capacitors. In the multilayer ceramic capacitor obtained by the method described above, the grain boundary layer is made of SiO 2.
It is made of 2 or glass. In this case, when the ceramic sintered body has a uniform structure composed of a kind of dielectric phase, this is the case when the thickness of the ceramic layer between the internal electrodes is thinned in order to achieve miniaturization and large capacity. However, the reliability does not deteriorate so much.

【0006】しかしながら、前述した混晶系のセラミッ
ク焼結体を用いた積層セラミックコンデンサでは、内部
電極間のセラミック層の厚みが薄くなると、信頼性が低
下するという問題があった。すなわち、セラミック焼結
体が複数の誘電体相からなる場合、信頼性が低い誘電体
相に全体としての信頼性が依存するので、積層セラミッ
クコンデンサの寿命が短くなり、信頼性が低下しがちで
あった。特に、内部電極間のセラミック層の厚みが薄く
なるにつれて、上記のような信頼性の低下はより顕著に
表れていた。
However, the monolithic ceramic capacitor using the above-described mixed crystal type ceramic sintered body has a problem that reliability is deteriorated when the thickness of the ceramic layer between the internal electrodes is reduced. That is, when the ceramic sintered body is composed of a plurality of dielectric phases, the reliability as a whole depends on the dielectric phase having low reliability, so that the life of the monolithic ceramic capacitor is shortened and the reliability tends to be deteriorated. there were. In particular, as the thickness of the ceramic layer between the internal electrodes becomes thinner, the above-mentioned deterioration in reliability was more remarkable.

【0007】本発明の目的は、二種以上の誘電体相を有
する混晶系のセラミック焼結体を用い、内部電極間のセ
ラミック層の厚みを薄くした場合であっても、信頼性を
高めうる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を
提供することにある。
An object of the present invention is to improve reliability even when a mixed crystal type ceramic sintered body having two or more types of dielectric phases is used and the thickness of a ceramic layer between internal electrodes is reduced. A multilayer ceramic capacitor and a manufacturing method thereof are provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る積層セラミ
ックコンデンサは、複数の誘電体相からなる混晶系のセ
ラミック焼結体と、前記セラミック焼結体内に配置され
ており、かつセラミック焼結体層を介して厚み方向に重
なり合うように形成された複数の内部電極と、前記セラ
ミック焼結体の外表面に形成されており、いずれかの内
部電極に電気的に接続されている複数の外部電極とを備
え、前記混晶系のセラミック焼結体における誘電体相間
の粒界層の10原子%以上が、複数の誘電体相を構成し
ている構成成分の一種により形成されていることを特徴
とする。
A monolithic ceramic capacitor according to the present invention includes a mixed crystal type ceramic sintered body composed of a plurality of dielectric phases, and a ceramic sintered body disposed in the ceramic sintered body. A plurality of internal electrodes formed to overlap each other in the thickness direction via a body layer, and a plurality of external electrodes formed on the outer surface of the ceramic sintered body and electrically connected to any of the internal electrodes. And 10% by atom or more of the grain boundary layer between the dielectric phases in the mixed crystal type ceramic sintered body is formed of one kind of constituent components constituting a plurality of dielectric phases. Characterize.

【0009】なお、上記粒界層とは、複数の誘電体相
間、すなわち同種の誘電体相間、及び異なる誘電体相間
のいずれの粒界層をも含むものとする。また、誘電体相
を構成している構成成分とは、誘電体相を構成している
金属元素のうち一種をいうものとする。
The grain boundary layer includes any grain boundary layer between a plurality of dielectric phases, that is, between the same kind of dielectric phases and between different dielectric phases. In addition, the constituent component that constitutes the dielectric phase means one of the metal elements that constitute the dielectric phase.

【0010】本発明に係る積層セラミックコンデンサに
おいては、粒界層を構成する上記一種の構成成分とし
て、好ましくはBiが用いられる。また、本発明に係る
積層セラミックコンデンサにおいて、混晶系セラミック
焼結体を構成する複数の誘電体相を構成する材料につい
ては特に限定されないが、例えば、SrTiO3 固溶体
とTiO2 との組み合わせが用いられる。
In the monolithic ceramic capacitor according to the present invention, Bi is preferably used as the above-mentioned one type of component constituting the grain boundary layer. Further, in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the material forming the plurality of dielectric phases forming the mixed crystal ceramic sintered body is not particularly limited, but, for example, a combination of SrTiO 3 solid solution and TiO 2 is used. To be

【0011】本発明に係る積層セラミックコンデンサの
製造方法は、請求項1に記載の積層セラミックコンデン
サの製造方法であって、前記混晶系セラミック焼結体を
構成するために、複数の誘電体相を構成する成分を仮焼
し、仮焼物を得る工程と、前記粒界層に析出させる成分
として、前記複数の誘電体相を構成している成分のうち
一種の成分を前記仮焼物に後添加し、混練することによ
りセラミック組成物を得る工程と、前記セラミック組成
物を用い、複数の内部電極がセラミック組成物層を介し
て重なり合うように配置されている未焼成のセラミック
積層体を得る工程と、前記セラミック積層体を焼成し、
セラミック焼結体を得る工程と、前記セラミック焼結体
の外表面に外部電極を付与する工程とを備えることを特
徴とする。
A method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor according to the present invention is the method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor according to claim 1, wherein a plurality of dielectric phases are used to form the mixed crystal ceramic sintered body. And a step of obtaining a calcined product by calcining the components constituting the, and as a component to be precipitated in the grain boundary layer, one of the components constituting the plurality of dielectric phases is post-added to the calcined product. And a step of obtaining a ceramic composition by kneading, and a step of using the ceramic composition to obtain an unfired ceramic laminate in which a plurality of internal electrodes are arranged so as to overlap with each other through a ceramic composition layer, Firing the ceramic laminate,
The method is characterized by including a step of obtaining a ceramic sintered body and a step of applying external electrodes to the outer surface of the ceramic sintered body.

【0012】本発明に係る積層セラミックコンデンサの
製造方法では、好ましくは、上記粒界層を構成するため
に後添加される成分として、BiがBi酸化物の形態で
添加される。
In the method for manufacturing a monolithic ceramic capacitor according to the present invention, Bi is preferably added in the form of Bi oxide as a component to be added later to form the grain boundary layer.

【0013】本発明に係る積層セラミックコンデンサの
製造方法では、上記混晶系セラミック焼結体の材料とし
て、SrTiO3 固溶体相及びTiO2 相を構成する原
料が好適に用いられる。
In the method for producing a monolithic ceramic capacitor according to the present invention, as the material of the mixed crystal ceramic sintered body, the raw materials forming the SrTiO 3 solid solution phase and the TiO 2 phase are preferably used.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより本発明を明らかにする。 (実施例1)誘電体相を構成する材料として、SrCO
3 、TiO2 、Bi2 3 、Pb34 及びCaCO3
の各粉末を重量比で、33.0:34.0:16.0:
10.0:7.0の割合となるように混合し、原料粉末
を得た。この原料粉末を900℃及び2時間の条件で仮
焼し、仮焼原料を得た。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be clarified below by giving specific examples of the present invention. (Example 1) SrCO was used as a material constituting the dielectric phase.
3 , TiO 2 , Bi 2 O 3 , Pb 3 O 4 and CaCO 3
The weight ratio of each powder of 33.0: 34.0: 16.0:
The mixture was mixed at a ratio of 10.0: 7.0 to obtain a raw material powder. This raw material powder was calcined at 900 ° C. for 2 hours to obtain a calcined raw material.

【0015】上記仮焼原料に、さらにBi2 3 を仮焼
原料全体の1重量%を占めるように、焼結助剤としての
ガラスを全体の1重量%占めるようにそれぞれ添加し、
混合することにより誘電体組成物を得た。
Bi 2 O 3 is further added to the above-mentioned calcination raw material so as to occupy 1% by weight of the whole calcination raw material, and glass as a sintering aid is added so as to occupy 1% by weight of the whole,
A dielectric composition was obtained by mixing.

【0016】上記誘電体組成物に、水及び有機バインダ
ーを混合し、セラミックスラリーを得、該セラミックス
ラリーを用い、厚み7.0μmのセラミックグリーンシ
ートを得た。このセラミックグリーンシートを矩形形状
に打ち抜き、矩形形状のセラミックグリーンシートを得
た。
Water and an organic binder were mixed with the above dielectric composition to obtain a ceramic slurry, and the ceramic slurry was used to obtain a ceramic green sheet having a thickness of 7.0 μm. This ceramic green sheet was punched into a rectangular shape to obtain a rectangular ceramic green sheet.

【0017】上記矩形形状のセラミックグリーンシート
の上面に、Ag/Pdペーストをスクリーン印刷し、内
部電極を形成した。内部電極が形成されたセラミックグ
リーンシートを170枚積層し、上下に無地の複数枚の
セラミックグリーンシートを積層し、セラミック積層体
を得た。このセラミック積層体を厚み方向に加圧した
後、空気中において1150℃の温度及び2時間の条件
で焼成し、セラミック焼結体を得た。
An Ag / Pd paste was screen-printed on the upper surface of the rectangular ceramic green sheet to form internal electrodes. 170 ceramic green sheets having internal electrodes formed thereon were laminated, and a plurality of plain ceramic green sheets were laminated on top and bottom to obtain a ceramic laminate. This ceramic laminate was pressed in the thickness direction and then fired in air at a temperature of 1150 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic sintered body.

【0018】得られたセラミック焼結体の寸法は3.1
0×1.55×1.55mmであり、内部電極間のセラ
ミック層の厚みを測定したところ、4.5μmであっ
た。このセラミック焼結体の両端面に、Agペーストを
塗布し、焼付け、さらにAg膜の外側にNiメッキ膜及
びSnメッキ膜を積層形成し、外部電極を形成した。
The size of the obtained ceramic sintered body is 3.1.
It was 0 × 1.55 × 1.55 mm, and when the thickness of the ceramic layer between the internal electrodes was measured, it was 4.5 μm. An Ag paste was applied to both end faces of this ceramic sintered body and baked, and a Ni plating film and a Sn plating film were laminated on the outside of the Ag film to form external electrodes.

【0019】上記のようにして、図1に示す積層セラミ
ックコンデンサを得た。積層セラミックコンデンサ1で
は、セラミック焼結体2内に、内部電極3a〜3fがセ
ラミック層を介して重なり合うように配置されている。
また、内部電極3a,3c,3eが端面2aに引き出さ
れている。内部電極3b,3d,3fは、端面2aと対
向されている反対側の端面2bに引き出されている。
4,5はそれぞれ外部電極を示し、外部4は内部電極3
a,3c,3eに電気的に接続されており、外部電極5
は内部電極3b,3d,3fに電気的に接続されてい
る。
The multilayer ceramic capacitor shown in FIG. 1 was obtained as described above. In the monolithic ceramic capacitor 1, the internal electrodes 3a to 3f are arranged in the ceramic sintered body 2 so as to overlap with each other with a ceramic layer interposed therebetween.
Further, the internal electrodes 3a, 3c, 3e are drawn out to the end face 2a. The internal electrodes 3b, 3d, 3f are drawn out to the opposite end face 2b facing the end face 2a.
Reference numerals 4 and 5 denote external electrodes, and external 4 is an internal electrode 3.
a, 3c, 3e electrically connected to the external electrode 5
Are electrically connected to the internal electrodes 3b, 3d, 3f.

【0020】図1では、内部電極3a〜3fの積層数、
並びに外部電極4,5の構造については略図的に図示し
てあるが、上述したように、内部電極積層数は170で
あり、外部電極4,5はAg膜上にNiメッキ膜及びS
nメッキ膜を積層した構造とされている。
In FIG. 1, the number of laminated internal electrodes 3a to 3f,
Also, although the structure of the external electrodes 4 and 5 is schematically illustrated, as described above, the number of laminated internal electrodes is 170, and the external electrodes 4 and 5 are formed on the Ag film by Ni plating film and S
It has a structure in which n-plated films are laminated.

【0021】(実施例2)仮焼原料に添加するBi2
3 の後添加量を1重量%から3重量%に変更した(但
し、誘電体組成物中におけるBi2 3 含有量が実施例
1と同様になるように、最初に準備する原料粉末中のB
2 3 の配合割合を低めたものを用いている)ことを
除いては、実施例1と同様にして積層セラミックコンデ
ンサを得た。
(Example 2) Bi 2 O added to the calcining raw material
The addition amount after 3 was changed from 1 wt% to 3 wt% (however, as the content of Bi 2 O 3 in the dielectric composition is the same manner as in Example 1, the raw material powder to prepare first B
A monolithic ceramic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding ratio of i 2 O 3 was lowered).

【0022】(実施例3)仮焼原料に添加されるBi2
3 の後添加量を1重量%から5重量%に変更した(但
し、誘電体組成物中におけるBi2 3 含有量が実施例
1と同様になるように、最初に準備する原料粉末中のB
2 3 の配合割合を低めたものを用いている)ことを
除いては、実施例1と同様にして積層セラミックコンデ
ンサを得た。
(Example 3) Bi 2 added to the calcination raw material
The post-addition amount of O 3 was changed from 1% by weight to 5% by weight (however, in the raw material powder initially prepared so that the Bi 2 O 3 content in the dielectric composition was the same as in Example 1). B
A monolithic ceramic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding ratio of i 2 O 3 was lowered).

【0023】(比較例)仮焼原料にBi2 3 を添加せ
ず、但し、誘電体組成物中におけるBi2 3含有量が
実施例の場合と同様となるように最初に用意する原料粉
末中のBi2 3 の配合割合を高めたことを除いては、
実施例1と同様にして積層セラミックコンデンサを得
た。
(Comparative Example) Bi as a calcination raw material2O3Add
No, but Bi in the dielectric composition2O3Content is
Raw material powder prepared first so that it is similar to the case of the example
Bi in the middle2O 3Except for increasing the blending ratio of
A monolithic ceramic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1.
It was

【0024】(評価)上記のようにして得られた実施例
及び比較例の各積層セラミックコンデンサの信頼性を評
価するために、150℃の温度において積層セラミック
コンデンサに100Vの電圧を印加し、寿命試験を行っ
た。すなわち、150℃の温度で100Vの電圧を印加
し、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗が106 Ω以
下となった場合に故障が発生したとし、故障発生に至る
までの時間を故障時間とした。評価に際しては、36個
の積層セラミックコンデンサについて寿命試験を行い、
36個の積層セラミックコンデンサの故障時間のワイブ
ルプロットから算出される平均故障時間(MTTF)を
求めた。
(Evaluation) In order to evaluate the reliability of each of the multilayer ceramic capacitors of the examples and comparative examples obtained as described above, a voltage of 100 V was applied to the multilayer ceramic capacitors at a temperature of 150 ° C. The test was conducted. That is, when a voltage of 100 V was applied at a temperature of 150 ° C. and the insulation resistance of the laminated ceramic capacitor was 10 6 Ω or less, a failure occurred, and the time until the failure occurred was defined as the failure time. At the time of evaluation, a life test was performed on 36 monolithic ceramic capacitors,
The mean time to failure (MTTF) calculated from the Weibull plot of the failure time of 36 monolithic ceramic capacitors was determined.

【0025】また、実施例及び比較例の各積層セラミッ
クコンデンサにおける粒界層の組成を確認するために、
セラミック焼結体を破断し、透過型電子顕微鏡(TE
M)により観察し、粒界組成を評価した。評価に際して
は、ワイブル統計によりプロットした直線の傾きm値を
求めた。このm値は、故障に対する信頼性を意味し、m
値が大きいほど高信頼性であることを意味する。結果を
下記の表1に示す。
Further, in order to confirm the composition of the grain boundary layer in each of the laminated ceramic capacitors of Examples and Comparative Examples,
The ceramic sintered body was broken and the transmission electron microscope (TE
M) and the grain boundary composition was evaluated. At the time of evaluation, the slope m value of the plotted straight line was obtained by Weibull statistics. This m value means reliability against failure, and m
The larger the value, the higher the reliability. The results are shown in Table 1 below.

【0026】また、実施例及び比較例の各積層セラミッ
クコンデンサについて、容量温度特性を以下の要領で評
価した。すなわち、各積層セラミックコンデンサの20
℃における静電容量C20と、85℃における静電要領C
85とを測定し、静電容量変化量ΔC=C85−C20のC20
に対する変化率を測定した。結果を下記の表1に併せて
示す。
The capacitance-temperature characteristics of each of the laminated ceramic capacitors of Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner. That is, 20 of each monolithic ceramic capacitor
Capacitance C 20 at ℃, electrostatic procedure C at 85 ℃
85 and the capacitance change amount ΔC = C 85 −C 20 C 20
Was measured. The results are also shown in Table 1 below.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1から明らかなように、Bi2 3 3重
量%を後添加せずに、原料粉末中に添加した場合には、
平均故障時間MTTFが38時間と短かった。これに対
して、実施例1〜3のように、仮焼原料にBi2 3
一部を後添加した場合には、平均故障時間MTTFが飛
躍的に長くなることがわかる。
As is clear from Table 1, when Bi 2 O 3 3% by weight was added to the raw material powder without post-addition,
Mean failure time MTTF was as short as 38 hours. On the other hand, as in Examples 1 to 3, when a part of Bi 2 O 3 is post-added to the calcination raw material, the mean failure time MTTF becomes dramatically long.

【0029】実施例1〜3及び比較例の各積層セラミッ
クコンデンサの結晶層をX線回折により確認したとこ
ろ、全ての積層セラミックコンデンサにおいて、Ca,
Pb,Biが固溶しているSrTiO3 固溶体と、Ti
2 とで構成されていることが認められた。
The crystal layers of the monolithic ceramic capacitors of Examples 1 to 3 and the comparative example were confirmed by X-ray diffraction.
SrTiO 3 solid solution containing Pb and Bi in solid solution, and Ti
It was recognized that it was composed of O 2 .

【0030】次に、上記SrTiO3 相及びTiO2
の粒界に注目し、透過型電子顕微鏡により組成分析を行
った。なお、分析を行った部分は任意に抽出された部分
である。表2に結果を示す。表2においては、各積層セ
ラミックコンデンサにおけるSrTiO3 −SrTiO
3 粒子間及びSrTiO3 −TiO2 粒子間の各粒界に
ついて、それぞれ3箇所において組成分析を行った結果
を示す。なお、分析領域は、分析装置の関係上0.5n
m×0.5nmの範囲とした。
Next, paying attention to the grain boundaries of the SrTiO 3 phase and the TiO 2 phase, the composition was analyzed by a transmission electron microscope. The analyzed portion is an arbitrarily extracted portion. The results are shown in Table 2. In Table 2, SrTiO 3 —SrTiO 3 in each multilayer ceramic capacitor
The results of composition analysis at three points are shown for each grain boundary between the three grains and between the SrTiO 3 —TiO 2 grains. The analysis area is 0.5n due to the analysis device.
The range was m × 0.5 nm.

【0031】また、表1から明らかなように、容量温度
特性TCについては、Biの後添加量が5重量%である
実施例3に比べて、実施例1,2の方が良好である。従
って、容量温度特性TCが±15%以内であるJIS規
格のR特性を満たすには、Biの後添加量を5重量%未
満とすることが好ましく、より好ましくは3重量%以下
とすることが望ましいことがわかる。
As is clear from Table 1, the capacity-temperature characteristics TC of Examples 1 and 2 are better than those of Example 3 in which the post addition amount of Bi is 5% by weight. Therefore, in order to satisfy the JIS standard R characteristic in which the capacity-temperature characteristic TC is within ± 15%, the post-addition amount of Bi is preferably less than 5% by weight, more preferably 3% by weight or less. I find it desirable.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】なお、表2における分析位置の〜は、
それぞれ、各粒界において分析した3ヵ所の位置を示
す。表2から明らかなように、比較例の積層セラミック
コンデンサでは、SrTiO3 −SrTiO3 間の粒界
及びSrTiO3 −TiO2 間の粒界のいずれにおいて
もBiの存在比が8.5原子%以下と少なかった。これ
に対して、実施例1〜3では、いずれの粒界においても
Biの存在比が11.3原子%以上であることがわか
る。表2の結果を、表1に示した寿命試験結果と比較す
ると、粒界層におけるBiの含有割合が多い程、平均故
障時間MTTFが長くなっていることがわかる。
In addition, the analysis positions of ~ in Table 2 are
Each of the three positions shown in each grain boundary is shown. As is clear from Table 2, in the multilayer ceramic capacitor of the comparative example, the Bi abundance ratio is 8.5 atomic% or less at both the grain boundary between SrTiO 3 —SrTiO 3 and the grain boundary between SrTiO 3 —TiO 2. There were few. On the other hand, in Examples 1 to 3, it can be seen that the existence ratio of Bi is 11.3 atomic% or more at any grain boundary. Comparing the results of Table 2 with the results of the life test shown in Table 1, it can be seen that the average failure time MTTF becomes longer as the Bi content ratio in the grain boundary layer increases.

【0034】また、比較例のように、Biを後添加しな
い場合には、粒界層にBiが存在するものの、その量が
少なく、かつばらつきも大きいことがわかる。従って、
このような粒界におけるBiの含有割合が少なく、かつ
ばらつきが大きいことにより、平均故障時間延長効果が
ほとんど得られていないと思われる。
Further, as in the comparative example, when Bi was not added later, it was found that although Bi was present in the grain boundary layer, its amount was small and the variation was large. Therefore,
It is considered that the effect of extending the mean failure time is hardly obtained due to the small content ratio of Bi in the grain boundary and the large variation.

【0035】なお、実施例1では、Biが1重量%の割
合で後添加されており、平均故障時間MTTFは十分に
延長されているものの、そのばらつきが若干大きく、m
値が若干低下する原因となっている。従って、Bi後添
加量は、1重量%以上、より好ましくは実施例2,3の
ように3重量%以上とすることが望ましく、かつ粒界層
には、Biは10原子%以上の割合で析出させることが
望ましい。
In Example 1, Bi was post-added at a rate of 1% by weight, and although the mean failure time MTTF was sufficiently extended, its variation was slightly large and m
This causes the value to drop slightly. Therefore, it is desirable that the post-addition amount of Bi is 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more as in Examples 2 and 3, and Bi is 10 atomic% or more in the grain boundary layer. Precipitation is desirable.

【0036】なお、上記実施例では、SrTiO3 −T
iO2 系組成物を用いた場合を説明したが、本発明にお
ける複数の誘電体相を構成するセラミック焼結体の組成
については、特に限定されず、例えば、BaTiO3
Nd2 Ti2 7 系組成物、CaTiO3 −La2 Ti
2 7 系組成物などを挙げることができる。
In the above embodiment, SrTiO 3 -T
Although the case of using the iO 2 -based composition has been described, the composition of the ceramic sintered body constituting the plurality of dielectric phases in the present invention is not particularly limited, and for example, BaTiO 3
Nd 2 Ti 2 O 7 composition, CaTiO 3 —La 2 Ti
2 O 7 type composition etc. can be mentioned.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明に係る積層セラミックコンデンサ
では、複数の誘電体相からなる混晶系のセラミック焼結
体を用いて構成されており、該セラミック焼結体におけ
る誘電体相間の粒界層の10原子%以上が、誘電体相を
構成している構成成分の一種により形成されているの
で、高温付加時の寿命を長くすることができ、信頼性に
優れた積層セラミックコンデンサを提供することができ
る。
The monolithic ceramic capacitor according to the present invention is constituted by using a mixed crystal type ceramic sintered body composed of a plurality of dielectric phases, and the grain boundary layer between the dielectric phases in the ceramic sintered body. 10% by atom or more is formed by one of the constituent components constituting the dielectric phase, so that it is possible to prolong the service life when a high temperature is applied and to provide a highly reliable multilayer ceramic capacitor. You can

【0038】すなわち、要求特性に応じた温度特性を有
するように構成し得る混晶系のセラミック焼結体を用
い、しかも、内部電極間のセラミック層の厚みを薄くし
て小型化及び大容量化を図った場合においても、信頼性
に優れた積層セラミックコンデンサを構成することが可
能となる。
That is, a mixed crystal type ceramic sintered body which can be constructed so as to have a temperature characteristic according to the required characteristic is used, and further, the thickness of the ceramic layer between the internal electrodes is reduced to reduce the size and increase the capacity. Even in the case of achieving the above, it becomes possible to configure a laminated ceramic capacitor having excellent reliability.

【0039】本発明において、粒界層の10原子%以上
を構成している誘電体相構成成分の一種としてBiを用
いた場合、該Biが粒界層に多く含まれるため、前述し
た実施例から明らかなように、信頼性を高めることがで
きる。
In the present invention, when Bi is used as one of the constituents of the dielectric phase constituting 10 atomic% or more of the grain boundary layer, the Bi is contained in a large amount in the grain boundary layer. As is clear from the above, the reliability can be increased.

【0040】また、上記複数の誘電体相を構成する材料
については特に限定されるわけではないが、SrTiO
3 固溶体相及びTiO2 相を用いた場合には、上記実施
例から明らかなように、高温付加時の信頼性に優れた積
層セラミックコンデンサを提供することができる。
The material forming the plurality of dielectric phases is not particularly limited, but SrTiO 3
When the 3 solid solution phase and the TiO 2 phase are used, as is apparent from the above-mentioned examples, it is possible to provide a monolithic ceramic capacitor having excellent reliability when a high temperature is applied.

【0041】本発明に係る積層セラミックコンデンサの
製造方法では、混晶系セラミック焼結体を構成するため
に複数の誘電体相を構成する成分を仮焼して仮焼物を得
た後、粒界層に析出させる成分として誘電体相を構成し
ている成分のうち一種の成分を仮焼物に後添加し、混練
することによりセラミック組成物が得られ、該セラミッ
ク組成物を用いて、積層セラミックコンデンサが構成さ
れる。この場合、誘電体相を構成している成分のうち一
種の成分が仮焼物に後添加されているので、該成分が最
終的に得られた混晶系セラミック焼結体の粒界にかなり
高い割合で析出させることができ、それによって信頼性
に優れた積層セラミックコンデンサを提供することが可
能となる。従って、要求特性に応じて容量温度特性を容
易に設計し得る混晶系セラミック焼結体を用いた積層セ
ラミックコンデンサにおいて、内部電極間の厚みを薄く
して小型化及び大容量化を図った場合においても、信頼
性に優れた積層セラミックコンデンサを製造することが
できる。
In the method for manufacturing a monolithic ceramic capacitor according to the present invention, the components constituting a plurality of dielectric phases are calcined to obtain a calcined product in order to form the mixed crystal ceramic sintered body, and then the grain boundary is obtained. A ceramic composition is obtained by post-adding one of the components constituting the dielectric phase as a component to be deposited in the layer to the calcined product and kneading the mixture, and using the ceramic composition, a laminated ceramic capacitor is obtained. Is configured. In this case, one of the components constituting the dielectric phase is post-added to the calcined product, so that the component is considerably high in the grain boundaries of the finally obtained mixed crystal ceramic sintered body. It is possible to deposit at a ratio, which makes it possible to provide a monolithic ceramic capacitor having excellent reliability. Therefore, in a monolithic ceramic capacitor using a mixed crystal type ceramic sintered body that can easily design the capacity-temperature characteristics according to the required characteristics, when the thickness between the internal electrodes is reduced to reduce the size and increase the capacity. Also in the above, it is possible to manufacture a laminated ceramic capacitor having excellent reliability.

【0042】本発明に係る積層セラミックコンデンサの
製造方法において、後添加される成分については、特に
限定されないが、Bi酸化物を用いた場合には、最終的
に得られた積層セラミックコンデンサにおいて粒界にB
iを高い割合で析出させることができ、積層セラミック
コンデンサの信頼性を高めることができる。
In the method for producing a monolithic ceramic capacitor according to the present invention, the components to be added later are not particularly limited, but when Bi oxide is used, grain boundaries are finally obtained in the monolithic ceramic capacitor. To B
i can be deposited at a high rate, and the reliability of the monolithic ceramic capacitor can be improved.

【0043】また、上記混晶系セラミック焼結体を構成
する材料として、SrTiO3 固溶体相及びTiO2
を構成する原料を用いた場合、最終的に得られたセラミ
ック焼結体において、SrTiO3 固溶体相とTiO2
相とが構成され、粒界に上記後添加された成分が高い割
合で析出される。従って、信頼性に優れた積層セラミッ
クコンデンサを提供することができる。
[0043] As a material constituting the mixed crystal ceramic sintered body, when a material constituting the SrTiO 3 solid solution phase and TiO 2 phase, the finally obtained ceramics sintered body, SrTiO 3 Solid solution phase and TiO 2
The phase is formed, and the components added after the above are precipitated in the grain boundary in a high ratio. Therefore, it is possible to provide a monolithic ceramic capacitor having excellent reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る積層セラミックコンデ
ンサを説明するための縦断面図。
FIG. 1 is a vertical sectional view for explaining a monolithic ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…積層セラミックコンデンサ 2…セラミック焼結体 3a〜3f…内部電極 4,5…外部電極 1. Multilayer ceramic capacitor 2 ... Ceramic sintered body 3a to 3f ... internal electrodes 4, 5 ... External electrodes

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の誘電体相からなる混晶系のセラミ
ック焼結体と、 前記セラミック焼結体内に配置されており、かつセラミ
ック焼結体層を介して厚み方向に重なり合うように形成
された複数の内部電極と、 前記セラミック焼結体の外表面に形成されており、いず
れかの内部電極に電気的に接続されている複数の外部電
極とを備え、 前記混晶系のセラミック焼結体における誘電体相間の粒
界層の10原子%以上が、複数の誘電体相を構成してい
る構成成分の一種により形成されていることを特徴とす
る、積層セラミックコンデンサ。
1. A mixed crystal type ceramics sintered body composed of a plurality of dielectric phases, the ceramics sintered body is disposed inside the ceramics sintered body, and is formed so as to overlap in the thickness direction with a ceramics sintered body layer interposed therebetween. A plurality of internal electrodes, and a plurality of external electrodes formed on the outer surface of the ceramic sintered body and electrically connected to any of the internal electrodes. A monolithic ceramic capacitor, wherein 10 atomic% or more of a grain boundary layer between dielectric phases in a body is formed by one kind of constituent components constituting a plurality of dielectric phases.
【請求項2】 前記粒界層の10原子%以上を構成して
いる、誘電体相構成成分の一種がBiである、請求項1
に記載の積層セラミックコンデンサ。
2. The one of the constituents of the dielectric phase, which constitutes 10 atomic% or more of the grain boundary layer, is Bi.
The multilayer ceramic capacitor described in.
【請求項3】 前記複数の誘電体相が、SrTiO3
溶体相及びTiO2相である、請求項1または2に記載
の積層セラミックコンデンサ。
3. The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein the plurality of dielectric phases are a SrTiO 3 solid solution phase and a TiO 2 phase.
【請求項4】 請求項1に記載の積層セラミックコンデ
ンサの製造方法であって、 前記混晶系セラミック焼結体を構成するために、複数の
誘電体相を構成する成分を仮焼し、仮焼物を得る工程
と、 前記粒界層に析出させる成分として、前記複数の誘電体
相を構成している成分のうち一種の成分を前記仮焼物に
後添加し、混練することによりセラミック組成物を得る
工程と、 前記セラミック組成物を用い、複数の内部電極がセラミ
ック組成物層を介して重なり合うように配置されている
未焼成のセラミック積層体を得る工程と、 前記セラミック積層体を焼成し、セラミック焼結体を得
る工程と、 前記セラミック焼結体の外表面に外部電極を付与する工
程とを備え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。
4. The method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor according to claim 1, wherein components constituting a plurality of dielectric phases are calcined to form the mixed crystal ceramic sintered body. Step of obtaining a calcinated product, as a component to be precipitated in the grain boundary layer, one of the components constituting the plurality of dielectric phases is post-added to the calcined product, and the ceramic composition is kneaded. A step of obtaining, and a step of using the ceramic composition to obtain an unfired ceramic laminate in which a plurality of internal electrodes are arranged so as to overlap each other with a ceramic composition layer interposed therebetween; A method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor, comprising: a step of obtaining a sintered body; and a step of applying an external electrode to an outer surface of the ceramic sintered body.
【請求項5】 前記後添加される成分として、BiをB
i酸化物の形態で添加することを特徴とする、請求項4
に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
5. Bi is added as a component to be added later.
5. Addition in the form of i-oxide.
A method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor described in.
【請求項6】 前記混晶系セラミック焼結体の材料とし
て、SrTiO3 固溶体相及びTiO2 相を構成する原
料を用いる、請求項4または5に記載の積層セラミック
コンデンサの製造方法。
6. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 4, wherein raw materials forming a SrTiO 3 solid solution phase and a TiO 2 phase are used as a material of the mixed crystal ceramic sintered body.
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