JP3794562B2 - 積層型セラミック電子部品 - Google Patents

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佐藤  茂樹
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Description

技術分野
本発明は、積層型セラミックコンデンサなどの積層型セラミック電子部品に係り、さらに詳しくは、誘電率および抗折強度が改善された積層型セラミック電子部品に関する。
背景技術
積層型セラミック電子部品としての積層型セラミックコンデンサは、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなる素子本体を有する。誘電体層は、通常、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体組成物からなり、内部電極はNiまたはNi合金などで構成される。
積層型セラミックコンデンサは、小型、大容量、高信頼性の電子部品として広く利用されており、1台の電子機器の中で使用される個数も多数にのぼる。近年、機器の小型且つ高性能化に伴い、積層型セラミックコンデンサに対するさらなる小型化、大容量化、低価格化、高信頼性化の要求はますます厳しくなっている。
積層型セラミックコンデンサは、通常、内部電極用のペーストと誘電体層用のペーストとを、シート法や印刷法などにより積層し、一体同時焼成して製造される。
内部電極用の導電材には、一般にPdやPd合金が用いられているが、Pdは高価であるため、比較的安定なNiやNi合金等の卑金属が使用されるようになってきている。内部電極層の導電材として卑金属を用いる場合、大気中で焼成を行うと内部電極層が酸化してしまうため、誘電体層と内部電極層との同時焼成を、還元性雰囲気中で行い酸素分圧を制御して焼成を行う。また、積層型セラミックコンデンサを製造するために使用している有機バインダなどは、還元焼成で取り除くことが難しい為に、低温で分解可能な樹脂が用いられており、通常、Niが酸化しないような条件で脱脂される。
このように、積層型セラミックコンデンサは、小型化、且つ高性能化されているため、各種電子機器に多数利用されるようになってきた。電子回路基板の搭載は、マウンターと呼ばれる自動搭載機を用いて行われ、電子回路基板上に高速に装着される。このような自動装着機を用いた場合、積層型セラミックコンデンサの搬送時、または電子回路基板へのコンデンサの固定時には、積層型セラミックコンデンサに大きな機械的負荷がかかってしまう。このため、積層型セラミックコンデンサの機械的強度が弱い場合には、電子回路基板上に実装後、コンデンサにクラックあるいは欠け等が発生してしまい、電子回路の動作、信頼性に重大な支障を及ぼす。以上の様な背景から、積層型セラミックコンデンサの機械的強度向上が強く望まれている。
なお、特開平9−260203号公報には、誘電体層または内部電極層中に含まれる炭素の含有量を、1ppm以上5000ppm以下とすることにより、誘電体層の絶縁性を損なうことなく、強度の増加を図る旨が概念的に記載してある。しかしながら、この公報は、一般的なコンデンサにおける誘電体層中の炭素含有量を含む範囲を規定しているのみであり、何ら理論的または実験的な裏付けがない希望的推測を記載しているのみである。たとえば、通常のコンデンサにおける誘電体層中には、5000ppm以下の炭素が含有されることは一般的であり、何ら臨界的な意義を持たない。
発明の開示
本発明の目的は、たとえば内部電極としてNiまたはNi合金を用いた場合でも、誘電率などの電気的特性を格別に向上させ、かつ、機械的強度も併せて向上させることができる積層型セラミックコンデンサなどの積層型セラミック電子部品を提供することを目的とする。
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、積層型セラミック電子部品の焼成後の素子本体中における炭素含有量を、1ppm以上100ppm以下とすることにより、素子本体の抗折強度を向上させると共に、誘電率が臨界的に向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。また、本発明者等は、積層型セラミック電子部品の焼成後の素子本体中における炭素含有量と、素子本体の抗折強度とを所定の関係に維持させることで、製造が容易で信頼性に優れた電子部品を提供することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の第1の観点に係る積層型セラミック電子部品は、誘電体層と内部電極層とが交互に積層してなる素子本体を有する積層型セラミック電子部品であって、焼成後の前記素子本体中の炭素量が、1ppm以上100ppm以下(好ましくは2ppm以上50ppm以下、さらに好ましくは3ppm以上15ppm以下)であることを特徴とする。
また、本発明の第2の観点に係る積層型セラミック電子部品は、誘電体層と内部電極層とが交互に積層してなる素子本体を有する積層型セラミック電子部品であって、
焼成後の前記素子本体中の炭素量と、電子部品の曲げ強度との関係が、下記の式を満足する事を特徴とする積層型セラミック電子部品。
F=−A*lnX+B (lnは自然対数)
ただし、
23≦A≦28、好ましくは24≦A≦27
B=350〜400、好ましくは360〜380であり、
F:抗折強度 (MPa)、
X:素子本体中に含有される炭素量(ppm)である。
前記内部電極層としては、特に限定されないが、ニッケル、銅およびタングステンのうちのいずれか、またはそれらの合金を含むことが好ましい。
内部電極層としてニッケル等の卑金属を用いた場合、内部電極層が酸化しない様に、素子本体を還元雰囲気下で焼成を行う。したがって、焼成前素子本体を形成するために使用した有機バインダが十分に脱脂出来ない場合、焼結体中に炭素が残留してしまう可能性がある。この残留した炭素により焼結体の強度を低下させる事が、本発明者等の実験により明らかとなった。
本発明の第1の観点では、焼成後の素子本体中に含有される炭素量が、好ましくは100ppm以下1ppm以上、さらに好ましくは50ppm以下2ppm以上であることが望ましい。含有される炭素量が多すぎると、誘電率が低下すると共に、抗折強度が低下し、また、絶縁抵抗(IR)および誘電損失(tanδ)が劣化する傾向にある。また、炭素量が少なすぎても、誘電率が低下することが本発明者等の実験により明らかとなった。本発明の第1の観点では、電気特性が劣化しない範囲で積層型セラミック電子部品の強度を十分に保持できる。
本発明の第2の観点では、焼成後の素子本体中に含まれる炭素の含有量と、抗折強度との関係を上記の関係の範囲内とすることにより、素子本体の焼成時に、クラックやデラミネーションを発生させることなく焼成でき、また、焼成後の素子本体が十分に緻密化し、必要十分な抗折強度を得ることができる。
本発明において、誘電体層を構成する誘電体組成物としては、特に限定されないが、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体組成物であることが好ましい。本発明において、特に好ましくは、誘電体層は、[(Ba1−x−yCaSr)]・(Ti1−zZr)Oで表される主成分を有する誘電体組成物で構成してある。
前記主成分の組成式中の原子%比x,y,z,mが、下記の関係にあることが好ましい。すなわち、
0<x≦0.25、好ましくは0<x≦0.10、
0<y≦0.05、好ましくは0<y≦0.01、
0<z≦0.3、好ましくは0.10≦z≦0.20、
0.998≦m≦1.020、好ましくは1.002≦m≦1.015である。
この場合において、前記主成分100質量%に対し、第1副成分として、MnOを、好ましくは0.01〜0.5質量%、さらに好ましくは0.1〜0.4質量%含有する。
また、前記主成分100質量%に対し、第2副成分として、Re(ただし、Reは、Dy,Ho,Er,Yから選ばれる少なくとも一つの元素)を、好ましくは0.05〜0.5質量%、さらに好ましくは0.2〜0.4質量%含有する。本発明では、Reの中でも、Yが特に好ましい。
さらに、前記主成分100質量%に対し、第3副成分として、酸化シリコンを主成分とする焼結助剤を、好ましくは0.005〜0.3質量%、さらに好ましくは0.01〜0.2質量%含有する。酸化シリコンを主成分とする焼結助剤としては、特に限定されず、SiO単独に限らず、BaSiO,CaSiO,LiSiOなどの複合酸化物であっても良い。
さらにまた、前記主成分100質量%に対し、第4副成分として、V、MoO、WOの内の少なくとも1種を、好ましくは0.005〜0.3質量%、さらに好ましくは0.01〜0.1質量%含有する。
また、前記主成分100質量%に対し、第5副成分として、Alを、好ましくは0.005〜0.1質量%、さらに好ましくは0.01〜0.1質量%含有してもよい。
このような組成(焼成後)の誘電体層を有する積層型セラミック電子部品である場合に、特に本発明の効果が大きい。
発明を実施するための最良の態様
以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
積層型セラミックコンデンサ
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る積層型セラミックコンデンサ2は、誘電体層4を介して、第1内部電極層6および第2内部電極層8が交互に多層積層してある素子本体10を有する。この素子本体10の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された第1内部電極層6または第2内部電極層8と各々導通する一対の第1外部電極12および第2外部電極14が形成してあり、コンデンサ回路を構成する。
本実施形態に係る積層型セラミックコンデンサ2は、内部電極層6および8が、NiまたはNi合金から構成してある。Ni合金としては、Niを95質量%以上含有するNiと、他に、Cr,Co,Al等のうちの1種以上の金属元素との合金であることが好ましい。
内部電極層6および8の厚み等の諸条件は、目的や用途に応じ適宜決定すればよいが、通常、厚みは、1〜5μm、特に1〜2μm程度である。
誘電体層4は、グレインと粒界相で構成されている。また、いわゆるコアーシェル構造のものでも構わない。
誘電体層4の材質は、特に限定されないが、例えば、下記式で表される組成(焼成後)の誘電体酸化物を含有する誘電体組成物であることが好ましい。
すなわち、誘電体層4は、
[(Ba1−x−yCaSr)]・(Ti1−zZr)O+αMnO+βRe+ySiOで表される主成分を有する誘電体組成物で構成してあることが好ましい。
上記式において、x,y,z,mは各成分の原子%比を示し、α,β,γは、[(Ba1−x−yCaSr)]・(Ti1−zZr)Oを100質量%とした場合の各成分の質量%を示し、ReはDy,Ho,Er,Yから選ばれる少なくとも一つの元素を示す。
この場合、xについては0<x≦0.25、好ましくは0<x≦0.10、
yについては0<y≦0.05、好ましくは0<y≦0.01、
zについては0<z≦0.3、好ましくは0.10≦z≦0.20、
mについては0.998≦m≦1.020、好ましくは1.002≦m≦1.015である。
また、αについては0.01〜0.5質量%、好ましくは0.1〜0.4質量%、
βについては0.05〜0.5質量%、好ましくは0.2〜0.4質量%、
γについては0.005〜0.3質量%、好ましくは0.01〜0.2質量%である。
この誘電体組成物には、その他の副成分として、V、MoO、WOの内の少なくとも1種を、好ましくは0.005〜0.3質量%、さらに好ましくは0.01〜0.1質量%含有する。
また、この誘電体組成物には、さらにその他の副成分として、Alを、好ましくは0.005〜0.1質量%、さらに好ましくは0.01〜0.1質量%含有させても良い。
このような誘電体組成物の場合に、本発明の効果が大きい。また、このような誘電体組成物は、非酸化性雰囲気で比較的低温の焼成が可能であるにもかかわらず、高い誘電率を有し、得られるコンデンサにおける絶縁抵抗の加速寿命が向上する。
誘電体層4の層数や厚み等の諸条件は、目的や用途に応じ適宜決定すればよい。通常、誘電体層4の積層数は、1〜600、特に10〜500程度であり、厚みは、1〜50μm、特に1〜10μm程度である。
外部電極12および14に含有される導電材は特に限定されないが、通常、CuやCu合金あるいはNiやNi合金等を用いる。また、はんだとの塗れ性を良くするために、外部電極12および14の外面には、Niメッキ、Snメッキが施されている。外部電極12および14の厚さは用途等に応じて適宜決定されればよいが、目的や用途に応じ適宜決定すればよいが、通常10〜100μm程度である。
このようにして得られる積層型セラミックコンデンサ2の形状やサイズは、目的や用途に応じ適宜決定すればよい。例えば直方体状の場合は、通常0.6〜3.2mm×0.3〜1.6mm×0.3〜1.6mm程度である。
本実施形態の積層型セラミックコンデンサ2では、焼成後の素子本体10中の炭素量が、1ppm以上100ppm以下(好ましくは2ppm以上50ppm以下)である。また、焼成後の素子本体10中の炭素量と、コンデンサ2の曲げ強度との関係が、下記の式を満足する。
F=−A*lnX+B (lnは自然対数)
ただし、
23≦A≦28、好ましくは24≦A≦27
B=350〜400、好ましくは360〜380であり、
F:抗折強度 (MPa)、
X:素子本体中に含有される炭素量(ppm)である。
このような積層型セラミックコンデンサは、以下の方法により製造することができ、素子本体中の炭素の含有量、および炭素の含有量と抗折強度との上記の関係は、下記に示す脱バインダ条件におけるバインダの種類、脱バインダ温度、脱バインダ時間、脱バインダ雰囲気条件など、あるいは焼成条件における焼成温度、焼成時間、焼成雰囲気ガス、雰囲気温度などを特別に選択することで得られる。
積層型セラミックコンデンサの製造方法
本実施形態の積層型セラミックチップコンデンサは、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法により、グリーンチップを作成し、これを焼成した後、外部電極を印刷ないし転写して焼成することにより製造される。
(誘電体層用ペースト)
誘電体層用ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系塗料、または水溶系塗料して製造される。
誘電体原料には、上記した複合酸化物や酸化物の混合物を用いることができるが、その他焼成により、上記した複合酸化物や酸化物となる各種化合物、たとえば、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物などから適宣選択し、混合して用いることができる。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体層の組成となるように決定すれば良い。
誘電体原料は、通常、平均粒子径0.1〜3.0μ程度の粉末として用いられる。
有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは、特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラールなどの通常の各種バインダから適宣選択すればよい。また、用いる有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法など、利用する方法に応じて、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエンなどの有機溶剤から適宣選択すればよい。
また、水溶系塗料とは、水に水溶性バインダ、分散剤などを溶解させたものである。水溶性バインダも特に限定されず。ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルションなどから適宣選択すればよい。
(内部電極層用ペースト)
内部電極用ペーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電材料、あるいは焼成後に上記した導電材料となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と上記した有機ビヒクルとを混錬して調整する。
(外部電極用ペースト)
外部電極用ペーストは、上記した内部電極用ペーストと同様にして調整すればよい。
(有機ビヒクル含有量)
上記したペーストの有機ビヒクルは、含有量に特に制限なく、通常の含有量、例えば、バインダは1〜5質量%程度、溶剤は10〜50質量%程度とすればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等から選択される添加物が含有されてもよい。これらの総含有量は、ペースト全体を100質量%として、10質量%以下とすることが望ましい。
(グリーンチップ作成)
印刷法を用いる場合、誘電体層用ペーストおよび内部電極層用ペーストをPET等の基板上に積層印刷し、所定形状に切断後、基板から剥離してグリーンチップとする。
また、シート法を用いる場合、誘電体層用ペーストを用いてグリーンシートを形成し、この上に内部電極層用ペーストを印刷した後、これらを積層してグリーンチップとする。
(脱バインダ処理)
焼成前に行われる脱バインダ処理は、通常の条件で行えば良いが、内部電極層の導電材にNiやNi合金などの卑金属材料を用いる場合、特に下記の条件で行うことが好ましい。
昇温速度:5〜300℃/時間、特に10〜100℃/時間、
保持温度:180℃〜400℃、特に200℃〜300℃、
温度保持時間:0.5時間〜24時間、特に5〜20時間、
雰囲気:空気中雰囲気、またはHO含む不活性ガス雰囲気、またはHOおよびH含む不活性ガス雰囲気。
特に、脱バインダ雰囲気を、HO含む不活性ガス雰囲気、またはHOおよびH含む不活性ガス雰囲気とすることで、内部電極層の酸化を抑制しながらバインダを除去することが可能になる。その結果、素子本体の焼結後において、クラックやデラミネーションの発生が抑制される。また、素子本体中の炭素の含有量を極端に少なくすることができる。
(焼成)
グリーンチップの焼成雰囲気は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宣決定されれば良いが、導電材としてNiやNi合金などの卑金属を用いる場合、焼成雰囲気の酸素分圧は、10−8〜10−14気圧とすることが好ましい。酸素分圧が前記範囲未満であると、内部電極の導電材が異常焼結を起こし途切れてしまう。また、酸素分圧が前記範囲を超えると内部電極層が酸化される傾向にある。
また、焼成の保持温度は、1100℃〜1400℃、特に1200℃から1360℃とすることが望ましい。保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分であり、前記範囲を超えると内部電極層の異常焼結による電極の途切れ、または、内部電極材質の拡散による容量温度特性の悪化が認められる。
上記条件以外の条件は下記のようにすれば良い。
昇温速度:50〜500℃/時間、特に200℃〜300℃/時間、
温度保持時間:0.5時間〜8時間、特に1〜3時間、
冷却速度:50〜500℃/時間、特に200〜300℃/時間。
焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが望ましく、雰囲気ガスとしては、例えばNとHとの混合ガスを加湿して用いることが望ましい。
(アニール)
還元性雰囲気で焼成した場合、コンデンサチップ焼成体にはアニールが施されることが望ましい。アニールは誘電体層を再酸化する為の処理であり、これにより、信頼性(IR加速寿命)を著しく長くすることができる。
アニール雰囲気の酸素分圧は、10−6気圧以上、特に10−5〜10−4気圧とすることが望ましい。酸素分圧が前記未満であると誘電体層の再酸化が困難であり、前記範囲を超えると内部電極層が酸化する傾向にある。
アニールの際の保持温度は1100℃以下、特に500〜1100℃とすることが望ましい。保持温度が前記範囲未満であると誘電体層の酸化が不十分となってIRおよびIR寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲を超えると内部電極が酸化し、容量が低下するばかりだけでなく、誘電体素地と反応してしまい、容量温度特性、IRおよびIR寿命が悪化する傾向にある。なお、アニールは昇温及び降温だけから構成してもよい。その場合、温度保持時間は零であり、保持時間は最高温度と同義である。
上記条件以外のアニール時の各種条件は下記の様にすることが好ましい。
温度保持時間:0時間〜20時間、特に6〜10時間、
冷却速度:50〜500℃/時間、特に100〜300℃/時間。
雰囲気用ガスには加湿したN2ガスを用いることが望ましい。
なお、上記した脱バインダ処理、焼成及びアニールにおいてNガスや混合ガスを加湿する為には、例えばウエッターなどを使用すれば良い。この場合、水温は5〜75℃程度が好ましい。
脱バインダ処理、焼成及びアニールは、連続して行っても、独立に行ってもよい。
これらを連続して行う場合、脱バインダ処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の温度保持温度まで昇温して焼成を行い、ついで、冷却し、アニールの保持温度に達したときに雰囲気を変更してアニール処理を行うことが好ましい。
また、これらを独立して行う場合、焼成に関しては、脱バインダ処理時の保持温度までNガスあるいは加湿したNガス雰囲気下で昇温した後、雰囲気を変更して更に昇温を続けることが好ましく、アニール時の保持温度まで冷却した後は、再びNガスあるいは加湿したNガス雰囲気に変更して冷却を続けることが好ましい。また、アニールに際しては、Nガス雰囲気下で保持温度まで昇温した後、雰囲気を変更してもよく、アニールの全工程を加湿したNガス雰囲気としてもよい。
(外部電極形成)
上記のようにして得られたチップコンデンサ素子本体10(焼結体)に、たとえばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、外部電極用ペーストを印刷ないし転写して焼成し、外部電極12および14を形成する。外部電極用ペーストの焼成条件は、例えば加湿したNとHの混合ガス中で600〜800℃にて10分間〜1時間程度とすることが好ましい。
そして必要に応じ、外部電極の外面にめっき等により被覆層を形成する。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明に係る積層型セラミック電子部品としては、積層型セラミックコンデンサに限らず、誘電体層と内部電極層とが交互に積層してなる素子本体を有するその他の電子部品も含まれる。
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例1
本実施例では、(Ba0.97Ca0.03)(Ti0.8Zr0.2)+MnO(0.3質量%)+Y(0.3質量%)+SiO(0.15質量%)+V(0.04質量%)の組成の誘電体層を有する積層型セラミックコンデンサを製造した。
まず、粒径0.1〜1μmのBaTiO、CaTiO、BaZrO、MnCO、Y、SiOの材料粉末を、ボールミルにより16時湿式混合し、乾燥することによって誘電材料を用意した。
(メタクリル(MMA)樹脂)
各誘電体原料100質量部に対し、アクリル樹脂4.8質量部、塩化メチレン40質量部、酢酸エチル20質量部、ミネラルスピリット6質量部、アセトン4質量部をボールミルで混合してペースト化して、誘電体層用ペーストを得た。
(内部電極層用ペースト)
平均粒径0.2〜0.8μmのNi粒子100質量部に対し、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8質量部をブチルカルビトール92質量部に溶解したもの)40質量部及びブチルカルビトール10質量部を3本ロールにより混練し、ペースト化して、内部電極層用ペーストを得た。
(外部電極用ペースト)
平均粒径0.5μmのCu粒子100質量部に対し、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8質量部をブチルカルビトール92質量部に溶解したもの)35質量部及びブチルカルビトール7質量部とを混練し、ペースト化して、外部電極用ペーストを得た。
(素子本体の作製)
上記各誘電体用ペースト及び上記内部電極用ペーストを用い、図1に示される積層型セラミックコンデンサの素子本体を製作した。
誘電体用セラミックペーストを用い、PETフイルム上にドクターブレード法により厚さ15μmのグリーンシートを形成し、この上に内部電極用ペーストを印刷した後、PETフィルムからシートを剥離した。ついで、複数枚のシートを積層し、加圧圧着してグリーンチップを得た。内部電極層を有するシートの積層数は50層とした。
次いで、グリーンチップを所定サイズに切断し、脱バインダ処理、焼成及びアニールを各条件にて行った。
(脱バインダ処理)
昇温速度:200℃/時間、
保持温度:700℃、
温度保持時間:2時間(流量2L)、
雰囲気:加湿したNガスとH(体積比3%)との混合ガス。
なお、脱バインダ処理は、0.01mの内容積を持つ炉の中で行い、雰囲気ガスは、2.0L/min(リットル/分)の流量で炉内に流した。
(焼成)
昇温速度:200℃/時間、
保持温度:1220℃、
温度保持時間:2時間、
冷却速度:300℃/時間、
焼成雰囲気:露点(D.P.)20℃に加湿したNとH(体積比5%)との混合ガス、
酸素分圧:1〜6×10−13気圧。
(アニール)
保持温度:1000℃、
温度保持時間:2時間、
冷却速度:300℃/時間、
アニール雰囲気:加湿したNガスを使用、
酸素分圧:7×10−7気圧。
なお、脱バインダ、焼成およびアニールにおいて、それぞれの雰囲気ガスの加湿には、ウエッターを用い、水温は20℃とし、雰囲気ガスの露点を制御した。
(サンプル)
得られた積層型セラミックチップ焼成体の両端面をサンドブラストにて研磨した後、上記電極用ペーストを両端面に転写し、加湿したN+H雰囲気下で800℃にて10分間焼成して外部電極を形成し、積層型セラミックチップコンデンサのサンプルを得た。
このようにして製造した各サンプルのサイズは、3.2mm×1.6mm×0.6mmであり、誘電体層の厚みは10μm、内部電極層の厚さは1.5〜2.0μmであった。
(炭素含有量の測定)
コンデンササンプルの炭素添加量を定量化するために、炭素・硫黄分析装置(堀場製作所EMIA520)を用いて炭素量を定量化した。結果を表1に示す。
(電気特性:誘電率、tanδ)
製作した積層型セラミックチップコンデンサのサンプルと同一組成の材料を、円板状に成形し、同一条件にて焼成した電気特性試験用サンプルに、In−Gaの電極をφ5mmになるように塗布した。つぎに、25℃において、LCRメーターにより1kHz、1Vrmsの条件下で、容量および誘電損失(tanδ)を測定し、容量、電極寸法、試料厚みから、比誘電(ε)を算出した。結果を表1に示す。
(抗折強度)
抗折強度測定のために作製した積層型セラミックコンデンサ(約3.2mm×1.6mm×1.0mm)の三点曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
測定条件は、支点間距離L=2mm、荷重速度=8mm/secとし、破壊時の荷重Pと次式から、積層型セラミックコンデンサの抗折強度Fを算出した。
F=(3×P×L)/(2×w×t
ただし、w:積層型セラミックコンデンサの幅、t:積層型セラミックコンデンサの厚みである。
実施例2
脱バインダ時の昇温速度を15℃/時間とし、保持温度を240℃とし、温度保持時間を8時間(流量2L)とした以外は、前記実施例1と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例3
誘電体層用ペースト中のバインダとして、ブチラール(PVB)樹脂を用い、脱バインダ時の昇温速度を15℃/時間とし、保持温度を240℃とし、温度保持時間を8時間(流量2L)とし、脱バインダ雰囲気を空気中とした以外は、前記実施例1と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
なお、誘電体層用ペーストとしては、誘電体原料100質量部に対し、ブチラール樹脂4質量部、フタル酸ジエチル1質量部、変性アルコール10質量部、n−プロパノール6質量部をボールミルで混合してペースト化したものを用いた。
実施例4
誘電体層用ペースト中のバインダとして、MMA樹脂を用いた以外は、前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例5
前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例6
誘電体層用ペースト中のバインダとして、MMA樹脂を用い、脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.5L/minとした以外は、前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例7
誘電体層用ペースト中のバインダとして、MMA樹脂を用い、脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.2L/minとした以外は、前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例8
誘電体層用ペースト中のバインダとして、MMA樹脂を用い、脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとした以外は、前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例9
誘電体層用ペースト中のバインダとして、エチルセルロース(EC)樹脂を用いた以外は、前記実施例3と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
なお、誘電体層用ペーストとしては、誘電体原料100質量部に対し、有機ビヒクル(エチルセルロース樹脂8質量部をブチルカルビトール92質量部に溶解したもの)40質量部及びブチルカルビトール10質量部とを3本ロールにより混練し、ペースト化したものを用いた。
また、本実施例では、調整された誘電体層用ペーストを印刷法によって、PETフィルム上に印刷し、乾燥後、この上に内部電極用ペーストを印刷した。この工程を数回繰り返す事によって脱バインダ前の積層体を形成した。
実施例10
脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとした以外は、前記実施例9と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例11
誘電体層用ペースト中に、誘電体原料100質量部に対し、平均粒径0.8μmのカーボン粒子を0.1質量部の割合で含有させ、脱バインダの雰囲気ガスを空気とし、焼成雰囲気中のHの体積比を3%とした以外は、実施例2と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例12
脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとし、焼成雰囲気中のHの体積比を5%とした以外は、前記実施例11と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例13
誘電体層用ペースト中に、誘電体原料100質量部に対し、平均粒径0.8μmのカーボン粒子を1質量部の割合で含有させ、脱バインダの雰囲気ガスを空気とし、焼成雰囲気中のHの体積比を3%とした以外は、実施例2と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例14
脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとし、焼成雰囲気中のHの体積比を5%とした以外は、前記実施例13と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例15
誘電体層用ペースト中に、誘電体原料100質量部に対し、平均粒径0.8μmのカーボン粒子を2質量部の割合で含有させ、脱バインダの雰囲気ガスを空気とし、焼成雰囲気中のHの体積比を3%とした以外は、実施例2と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例16
脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとし、焼成雰囲気中のHの体積比を5%とした以外は、前記実施例15と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例17
誘電体層用ペースト中に、誘電体原料100質量部に対し、平均粒径0.8μmのカーボン粒子を3質量部の割合で含有させ、脱バインダの雰囲気ガスを空気とし、焼成雰囲気中のHの体積比を3%とした以外は、実施例2と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
実施例18
脱バインダ時および焼成時の雰囲気ガスの流量を0.1L/minとし、焼成雰囲気中のHの体積比を5%とした以外は、前記実施例17と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
比較例1
脱バインダ時の昇温速度を15℃/時間とし、保持温度を320℃とし、温度保持時間を8時間(流量0.1L)とし、脱バインダ雰囲気を空気中とした以外は、前記実施例1と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
残留炭素量は低下したが、デラミネーションおよび内部電極層の剥離が生じてしまい、所望の電気特性を得ることができなかった。
比較例2
脱バインダ処理を行うことなく、下記の強還元雰囲気条件で焼成した以外は、前記実施例1と同様にしてコンデンサのサンプルと電気特性試験用サンプルとを作製し、実施例1と同様な試験を行った。結果を表1に示す。
(焼成条件)
昇温速度:200℃/時間、
保持温度:1220℃、
温度保持時間:2時間、
冷却速度:300℃/時間、
焼成雰囲気:露点0℃に加湿したNとHとの混合ガスを使用、
酸素分圧: 5×10−14気圧。
本比較例では、コンデンサのサンプル中の炭素含有量を増加させ、抗折強度をアップさせることができたが、絶縁抵抗が低下すると共に、誘電損失が劣化し、電気特性が低下した。
評価
実施例1〜18におけるコンデンサのサンプル中の含有炭素量と抗折強度との関係を、図2および図3において、黒菱形でプロットした。また、比較例1および2におけるコンデンサのサンプル中の含有炭素量と抗折強度との関係を、図2および図3において、黒三角でプロットした。実施例1〜18では、全て曲線F1とF2とで囲まれる範囲内に収まり、下記の数式を満足することが確認された。
F=−A*lnX+B (lnは自然対数)
ただし、
23≦A≦28、B=350〜400であり、
F:抗折強度 (MPa)、
X:サンプル中に含有される炭素量(ppm)である。
また、比較例1および2は、曲線F1とF2とで囲まれる範囲外であり、上記数式を満足しないことが確認された。
実施例1〜18におけるコンデンサのサンプル中の含有炭素量と誘電率との関係を、図4および図5において、黒菱形でプロットし、含有炭素量と誘電損失との関係を黒四角でプロットした。図4および図5に示すように、サンプル中の炭素含有量が、1ppm以上100ppm以下、好ましくは2ppm以上50ppm以下、さらに好ましくは3ppm以上15ppm以下の場合に、誘電率が特に向上することが確認できた。
実施例1〜18におけるコンデンサのサンプル中の含有炭素量とIRとの関係を、図6および図7において、黒菱形でプロットした。また、比較例2におけるコンデンサのサンプル中の含有炭素量とIRとの関係を、図6および図7において、黒三角でプロットした。実施例1〜18では、含有炭素量の増加と共に、IRの減少が観察され、比較例2では、含有炭素量が同じ実施例に比較して、IRの低下が観察された。
以上説明してきたように、本発明の第1の観点によれば、電気特性が劣化しない範囲で積層型セラミック電子部品の強度を十分に保持できる。
本発明の第2の観点によれば、焼成後の素子本体中に含まれる炭素の含有量と、抗折強度との関係を上述した関係の範囲内とすることにより、素子本体の焼成時に、クラックやデラミネーションを発生させることなく焼成でき、また、焼成後の素子本体が十分に緻密化し、必要十分な抗折強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。ここにおいて、
図1は本発明の一実施形態に係る積層型セラミックコンデンサの断面図、
図2は本発明の実施例における含有炭素量と抗折強度との関係を示すグラフ、
図3は図2の拡大グラフ、
図4は本発明の実施例における含有炭素量と誘電率および誘電損失との関係を示すグラフ、
図5は図4の拡大グラフ、
図6は本発明の実施例における含有炭素量と絶縁抵抗との関係を示すグラフ、
図7は図6の拡大グラフである。

Claims (8)

  1. 誘電体層と内部電極層とが交互に積層してなる素子本体を有する積層型セラミック電子部品であって、
    焼成後の前記素子本体中の炭素量が、3ppm以上15ppm以下であり、
    焼成後の前記素子本体中の炭素量と、電子部品の曲げ強度との関係が、下記の式を満足する事を特徴とする積層型セラミック電子部品。
    F=−A*lnX+B (lnは自然対数)
    ただし、
    23≦A≦28、B=350〜400であり、
    F:抗折強度 (MPa)、
    X:素子本体中に含有される炭素量(ppm)である。
  2. 前記内部電極層が、ニッケル、銅およびタングステンのうちのいずれか、またはそれらの合金を含むことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品。
  3. 前記誘電体層が、[ Ba 1−x Ca ・(Ti1−zZr)Oで表される主成分を有する誘電体組成物で構成してある請求項1または2のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品。
  4. 前記主成分の組成式中の原子%比x,z,mが、下記の関係にあることを特徴とする請求項3に記載の積層型セラミック電子部品。
    0<x≦0.25、
    0<z≦0.3、
    0.998≦m≦1.020。
  5. 前記主成分100質量%に対し、第1副成分として、MnOを0.01〜0.5質量%含有することを特徴とする請求項3または4に記載の積層型セラミック電子部品。
  6. 前記主成分100質量%に対し、第2副成分として、Re(ただし、Reは、Dy,Ho,Er,Yから選ばれる少なくとも一つの元素)を0.05〜0.5質量%含有することを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品。
  7. 前記主成分100質量%に対し、第3副成分として、酸化シリコンを主成分とする焼結助剤を0.005〜0.3質量%含有することを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品。
  8. 前記主成分100質量%に対し、第4副成分として、V、MoO、WOの内の少なくとも1種を0.005〜0.3質量%含有することを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338333A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Tdk Corp 焼結助剤

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4197951B2 (ja) * 2001-03-21 2008-12-17 ヴィシェイ インターテクノロジー,インコーポレーティッド ニッケルの酸化特性を抑制する方法
EP1386334A1 (de) * 2001-05-08 2004-02-04 Epcos Ag Keramisches vielschichtbauelement und verfahren zur herstellung
JP3924286B2 (ja) * 2003-10-31 2007-06-06 Tdk株式会社 積層セラミック電子部品の製造方法
JP4028508B2 (ja) * 2004-03-26 2007-12-26 Tdk株式会社 積層セラミック素子の製造方法
JP2006005222A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Tdk Corp セラミック電子部品およびその製造方法
JP2006196717A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Nec Tokin Corp 積層型圧電セラミックス素子およびその製造方法
WO2006137533A1 (ja) * 2005-06-24 2006-12-28 Tdk Corporation 電子部品およびその製造方法
TW200733159A (en) * 2006-02-24 2007-09-01 Wei-Hsing Tuan Ceramic dielectrics and base-metal-electrode multilayer ceramic capacitors
JP5217609B2 (ja) * 2008-05-12 2013-06-19 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品およびその製造方法
JP2009283598A (ja) * 2008-05-21 2009-12-03 Murata Mfg Co Ltd 積層電子部品およびその製造方法
JP2015207689A (ja) * 2014-04-22 2015-11-19 Necトーキン株式会社 誘電体およびその製造方法、並びに電解コンデンサ
KR101670137B1 (ko) * 2014-11-05 2016-10-27 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품의 제조방법
WO2016152990A1 (ja) * 2015-03-25 2016-09-29 京セラ株式会社 電子部品

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5336532A (en) * 1989-02-21 1994-08-09 Dow Corning Corporation Low temperature process for the formation of ceramic coatings
JP2933179B2 (ja) 1991-03-29 1999-08-09 ティーディーケイ株式会社 積層コンデンサ用誘電体の製造方法
JPH07201225A (ja) 1993-12-28 1995-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 誘電体磁器組成物
JPH08167536A (ja) 1994-12-14 1996-06-25 Tdk Corp 銅内部電極積層セラミックコンデンサの製造方法
JPH08236386A (ja) 1994-12-26 1996-09-13 Kyocera Corp 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JPH09260203A (ja) 1996-03-26 1997-10-03 Taiyo Yuden Co Ltd 積層コンデンサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338333A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Tdk Corp 焼結助剤

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