JP4098206B2 - Dielectric porcelain composition and electronic component - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば積層セラミックコンデンサの誘電体層などとして用いられる誘電体磁器組成物と、その誘電体磁器組成物を誘電体層として用いる電子部品に関する。   The present invention relates to a dielectric ceramic composition used as, for example, a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor, and an electronic component using the dielectric ceramic composition as a dielectric layer.

電子部品の一例である積層セラミックコンデンサは、たとえば、所定の誘電体磁器組成物からなるセラミックグリーンシートと、所定パターンの内部電極層とを交互に重ね、その後一体化して得られるグリーンチップを、同時焼成して製造される。積層セラミックコンデンサの内部電極層は、焼成によりセラミック誘電体と一体化されるために、セラミック誘電体と反応しないような材料を選択する必要がある。このため、内部電極層を構成する材料として、従来では白金やパラジウムなどの高価な貴金属を用いることを余儀なくされていた。   A multilayer ceramic capacitor, which is an example of an electronic component, includes, for example, ceramic green sheets made of a predetermined dielectric ceramic composition and internal electrode layers of a predetermined pattern alternately stacked, and then integrated into a green chip obtained simultaneously. Manufactured by firing. Since the internal electrode layer of the multilayer ceramic capacitor is integrated with the ceramic dielectric by firing, it is necessary to select a material that does not react with the ceramic dielectric. For this reason, as a material constituting the internal electrode layer, conventionally, an expensive noble metal such as platinum or palladium has been inevitably used.

これに対して、安価な卑金属(たとえばニッケルや銅など)を内部電極の材料として用いるためには、中性または還元性雰囲気下において低温で焼成しても半導体化せず、すなわち耐還元性に優れ、焼成後には十分な比誘電率と優れた誘電特性(たとえば容量温度変化率が小さいなど)とを有する誘電体磁器組成物を開発することが必要である。   On the other hand, in order to use an inexpensive base metal (for example, nickel or copper) as a material for the internal electrode, it does not become a semiconductor even if it is fired at a low temperature in a neutral or reducing atmosphere, that is, it has reduced resistance. It is necessary to develop a dielectric ceramic composition that is excellent and has a sufficient dielectric constant and excellent dielectric properties (for example, a small rate of change in capacitance temperature) after firing.

内部電極の材料として、ニッケルや銅のような卑金属を用いることができる誘電体磁器組成物として種々の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。   Various proposals have been made as dielectric ceramic compositions in which a base metal such as nickel or copper can be used as the material of the internal electrode (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、86.32〜97.64モルのBaTiO、0.01〜10.00モルのY、0.01〜10.00モルのMgO、0.001〜0.200モルのVからなることを特徴とする耐還元性誘電体磁器組成物が開示されている。この文献には、内部電極に用いるニッケルが酸化しないように中性あるいは還元性雰囲気中で焼成した場合であっても、誘電体磁器組成物が還元されることによる比抵抗の低下及び短寿命化がなく、静電容量の温度変化が小さい積層磁器コンデンサを得ることができる旨が記載されている。 Patent Document 1 includes 86.32 to 97.64 mol of BaTiO 3 , 0.01 to 10.00 mol of Y 2 O 3 , 0.01 to 10.00 mol of MgO, 0.001 to 0.200. A reduction-resistant dielectric ceramic composition characterized in that it consists of a molar amount of V 2 O 5 is disclosed. In this document, even if the nickel used for the internal electrode is baked in a neutral or reducing atmosphere so as not to oxidize, the dielectric ceramic composition is reduced and the lifetime is shortened by reducing the dielectric ceramic composition. It is described that it is possible to obtain a laminated ceramic capacitor with a small capacitance change in temperature.

なお、この文献によると、MnO・Cr・Coの添加量の総量が0.01モル%未満であると、誘電体磁器組成物が半導体化してしまうため、良好な結果を得るためには、MnO・Cr・Coの総量は0.01モル%〜10モル%の範囲にある必要があると記載されており、この文献に具体的に開示されたコンデンサ試料、特に実施例に開示された試料は、いずれもMnOおよび/またはCrを含有している。 Incidentally, according to this document, the total amount of MnO · Cr 2 O 3 · Co 2 O 3 is less than 0.01 mol%, the dielectric ceramic composition ends up semiconductive, good results to obtain the total amount of MnO · Cr 2 O 3 · Co 2 O 3 are described to be necessary in the range of 0.01 mol% to 10 mol%, which is specifically disclosed in this document Capacitor samples, particularly those disclosed in the examples, all contain MnO and / or Cr 2 O 3 .

一方、近年、電子回路の高密度化に伴う電子部品の小型化に対する要求は高く、積層セラミックコンデンサの小型化、大容量化が急速に進んでいる。それに伴い、積層セラミックコンデンサにおける1層あたりの誘電体層の薄層化、および積層数増加による誘電体層の多層化が進み、薄層化および多層化してもコンデンサとしての信頼性を維持できる誘電体磁器組成物が求められている。   On the other hand, in recent years, there is a high demand for downsizing of electronic components due to higher density of electronic circuits, and downsizing and increasing capacity of multilayer ceramic capacitors are rapidly progressing. As a result, dielectric layers per layer in multilayer ceramic capacitors have become thinner and dielectric layers have increased in number due to an increase in the number of layers. Dielectrics that can maintain the reliability of capacitors even when they are made thinner and multilayered. There is a need for a body porcelain composition.

特に、小型化および大容量化のために、誘電体層を薄層化、たとえば5μm以下とした場合には、内部電極層も薄層化され、たとえば電極の酸化等による電極途切れが生じ易くなる。   In particular, when the dielectric layer is made thin, for example, 5 μm or less, in order to reduce the size and increase the capacity, the internal electrode layer is also made thin, for example, electrode breakage due to electrode oxidation or the like is likely to occur. .

しかし、上記特許文献1のように、MnOを誘電体磁器組成物に添加すると、焼成時にニッケル内部電極近傍にMnOの偏析が起こり、ニッケル電極が酸化し、電極途切れが発生する。このため、導通がとれなくなる等の故障、あるいは、信頼性の低下につながってしまい、特に、誘電体層を薄層化し、積層セラミックコンデンサの小型化した場合においては、この問題が顕著になる。   However, when MnO is added to the dielectric ceramic composition as in Patent Document 1, segregation of MnO occurs in the vicinity of the nickel internal electrode during firing, the nickel electrode is oxidized, and electrode breakage occurs. For this reason, it may lead to failure such as loss of conduction or a decrease in reliability, and this problem becomes remarkable particularly when the dielectric layer is thinned and the multilayer ceramic capacitor is downsized.

また、Crは、クロムを含む化合物であり、環境問題の観点より、代替物を探索するか、使用しないことが望まれている。 Further, Cr 2 O 3 is a compound containing chromium, and it is desired to search for an alternative or not use it from the viewpoint of environmental problems.

上述したように、特許文献1の実施例に開示された試料は、いずれもMnOおよび/またはCrを含むものであり、MnOおよびCrのいずれも含まない誘電体磁器組成物の具体的組成範囲に関しては何ら開示されていない。そのため、MnOおよびCrを含有しない誘電体磁器組成物を誘電体層として使用する場合、いかなる組成とすれば、薄層化しても高い信頼性を有する誘電体磁器組成物を得ることができるかについては、不明である。 As described above, the samples disclosed in the examples of Patent Document 1 all contain MnO and / or Cr 2 O 3 , and the dielectric ceramic composition does not contain either MnO or Cr 2 O 3 . No specific composition range is disclosed. Therefore, when a dielectric ceramic composition that does not contain MnO and Cr 2 O 3 is used as a dielectric layer, any composition can be used to obtain a dielectric ceramic composition having high reliability even if it is thinned. It is unclear whether it can be done.

また、特許文献2には、チタン酸バリウムを主成分とし、副成分としてR(ただし、RはY、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbのうちの少なくとも1種類)、Ca、MgおよびSiの各元素を含有したものからなる複合酸化物である誘電体セラミック組成物が開示されている。また、この文献には、上記誘電体セラミック組成物に、Vを副成分としてさらに含有させることができると記載されている。   Patent Document 2 discloses that barium titanate is a main component and R is a subcomponent (where R is at least one of Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb). ), A dielectric ceramic composition which is a composite oxide comprising Ca, Mg and Si elements. In addition, this document describes that the dielectric ceramic composition can further contain V as a subcomponent.

この文献によると、上記誘電体セラミック組成物を誘電体層として使用することにより、静電容量の温度特性がB特性、X7R特性を満足し、薄層化しても信頼性に優れた、積層セラミックコンデンサを得ることができる旨が記載されている。   According to this document, by using the dielectric ceramic composition as a dielectric layer, the temperature characteristics of the capacitance satisfy the B characteristic and the X7R characteristic, and are excellent in reliability even if the layer is thinned. It is described that a capacitor can be obtained.

一方、積層セラミックコンデンサの小型化および大容量化のために、誘電体層の薄層化および多層化が進むと、直流電圧を印加した際に、誘電体層にかかる電界強度(V/μm)が相対的に高くなる。そのため、コンデンサを小型化および大容量化するためには、上記性能のみならず、高い電界強度による直流電圧を印加した際における信頼性についても要求される。   On the other hand, when the dielectric layer is made thinner and multilayered for the purpose of downsizing and increasing the capacity of the multilayer ceramic capacitor, the electric field strength (V / μm) applied to the dielectric layer when a DC voltage is applied. Becomes relatively high. Therefore, in order to reduce the size and increase the capacity of the capacitor, not only the above-described performance but also reliability when applying a DC voltage with high electric field strength is required.

しかし、上記特許文献2に具体的に開示されたコンデンサ試料、特に実施例に開示された試料には、実際にYO3/2を添加した試料および、Vを副成分として添加した試料については開示されていないうえ、さらに、薄層化した際に重要となる電界強度の高い直流電圧印加時の容量温度変化率に関しては、なんら記載されていない。 However, the capacitor sample specifically disclosed in the above-mentioned Patent Document 2, particularly the sample disclosed in the Examples, discloses a sample actually added with YO 3/2 and a sample added with V as a subcomponent. In addition, nothing is described about the rate of change in capacity temperature when a DC voltage having a high electric field strength, which is important when the layer is thinned, is applied.

特許第2764513号公報Japanese Patent No. 2765513 特開2001−39765号公報JP 2001-39765 A

本発明の目的は、積層セラミックコンデンサの誘電体層として使用し、積層セラミックコンデンサの誘電体層を薄層化、たとえば5μm以下とした場合においても、信頼性の高い誘電体磁器組成物、具体的には、高温下、高電界強度の直流電圧印加状態における容量温度変化率および、高温負荷寿命特性に優れた誘電体磁器組成物を提供することである。また、本発明は、このような誘電体磁器組成物を用いて製造され、信頼性が高められた積層セラミックコンデンサなどの電子部品を提供することも目的とする。特に本発明は、薄層化、小型化対応の積層セラミックコンデンサ等の電子部品を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to use a dielectric ceramic composition with high reliability even when the dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor is used as a dielectric layer of a multilayer ceramic capacitor and is made thin, for example, 5 μm or less. The object is to provide a dielectric ceramic composition that is excellent in capacity temperature change rate and high-temperature load life characteristics under a high-field strength DC voltage application condition at a high temperature. Another object of the present invention is to provide an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor manufactured using such a dielectric ceramic composition and having improved reliability. In particular, an object of the present invention is to provide an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor capable of being thinned and miniaturized.

本発明の発明者等は、積層セラミックコンデンサなどの電子部品の誘電体層として用いられる誘電体磁器組成物において、積層セラミックコンデンサの誘電体層として使用し、積層セラミックコンデンサの誘電体層を薄層化しても、高温下、高電界強度の直流電圧印加状態における容量温度変化率および、高温負荷寿命特性に優れた誘電体磁器組成物について鋭意検討した結果、主成分であるBaTiOと、副成分としてMgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiO(ただし、0≦α≦1)とを含有する誘電体磁器組成物において、その組成比を限定し、前記誘電体磁器組成物において、MnOおよびCrを実質的に含有しないことにより、本発明の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention use a dielectric ceramic composition used as a dielectric layer of an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor as a dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor, and the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor is a thin layer. As a result of diligent investigations on a dielectric ceramic composition excellent in capacity temperature change rate and high temperature load life characteristics under a high-field strength DC voltage application condition at high temperature, the main component BaTiO 3 and subcomponents A dielectric ceramic composition containing MgO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , and Ba α Ca (1-α) SiO 3 (where 0 ≦ α ≦ 1). It is found that the object of the present invention can be achieved by limiting and not substantially containing MnO and Cr 2 O 3 in the dielectric ceramic composition, and the present invention has been completed. It came to let you.

すなわち、本発明に係る誘電体磁器組成物は、
主成分であるBaTiOと、
副成分としてMgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiO(ただし、0≦α≦1)とを含有する誘電体磁器組成物であって、
主成分であるBaTiO100モルに対する各副成分の比率が、
MgO:0.1〜3モル
:0.5〜3モル
:0.01〜0.2モル
BaαCa(1−α)SiO:0.5〜10モル
であり、MnOおよびCrを実質的に含まないことを特徴とする。
That is, the dielectric ceramic composition according to the present invention is
BaTiO 3 as the main component,
A dielectric ceramic composition containing MgO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , and Ba α Ca (1-α) SiO 3 (where 0 ≦ α ≦ 1) as subcomponents,
The ratio of each subcomponent to 100 mol of BaTiO 3 as the main component is
MgO: 0.1 to 3 mol Y 2 O 3: 0.5~3 moles V 2 O 5: 0.01~0.2 moles Ba α Ca (1-α) SiO 3: 0.5 to 10 moles And MnO and Cr 2 O 3 are not substantially contained.

本発明に係る誘電体磁器組成物において、好ましくは、前記誘電体磁器組成物中のMnOの含有量が、前記主成分であるBaTiO100モルに対して、0.01モル以下であり、さらに好ましくは0.005モル以下である。 In the dielectric ceramic composition according to the present invention, preferably, the content of MnO in the dielectric ceramic composition is 0.01 mol or less with respect to 100 mol of BaTiO 3 as the main component, and Preferably it is 0.005 mol or less.

本発明に係る誘電体磁器組成物において、好ましくは、前記誘電体磁器組成物中のCrの含有量が、前記主成分であるBaTiO100モルに対して、0.01モル以下であり、さらに好ましくは0.005モル以下である。 In the dielectric ceramic composition according to the present invention, preferably, the content of Cr 2 O 3 in the dielectric ceramic composition is 0.01 mol or less with respect to 100 mol of BaTiO 3 as the main component. More preferably 0.005 mol or less.

本発明に係る電子部品は、上記のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する。電子部品としては、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ、圧電素子、チップインダクタ、チップバリスタ、チップサーミスタ、チップ抵抗、その他の表面実装(SMD)チップ型電子部品が例示される。   The electronic component according to the present invention has a dielectric layer made of any one of the above dielectric ceramic compositions. Although it does not specifically limit as an electronic component, A multilayer ceramic capacitor, a piezoelectric element, a chip inductor, a chip varistor, a chip thermistor, a chip resistor, and other surface mount (SMD) chip type electronic components are illustrated.

本発明に係る積層セラミックコンデンサは、上記のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層と、内部電極層とが交互に積層してあるコンデンサ素子本体を有する。   A multilayer ceramic capacitor according to the present invention has a capacitor element body in which dielectric layers composed of the dielectric ceramic composition described above and internal electrode layers are alternately stacked.

本発明に係る積層セラミックコンデンサにおいて、好ましくは、温度20℃、印加電圧0Vにおける静電容量を基準とした場合に、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が±10%以内である。 In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, preferably, the capacitance temperature when a DC voltage is applied at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm, based on the electrostatic capacity at a temperature of 20 ° C. and an applied voltage of 0 V. The rate of change (ΔC / C 20 ) is within ± 10%.

本発明に係る積層セラミックコンデンサにおいて、好ましくは、前記誘電体層の厚みが、5μm以下である。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, preferably, the dielectric layer has a thickness of 5 μm or less.

本発明に係る積層セラミックコンデンサにおいて、好ましくは、前記誘電体層を構成する誘電体粒子の平均粒子径が0.8μm未満である。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, preferably, the average particle diameter of the dielectric particles constituting the dielectric layer is less than 0.8 μm.

本発明に係る積層セラミックコンデンサにおいて、好ましくは、前記誘電体層の積層方向に並んだ粒子径の平均値が前記内部電極層の層間距離の1/3以下である。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, preferably, the average value of the particle diameters arranged in the stacking direction of the dielectric layers is 1/3 or less of the interlayer distance of the internal electrode layers.

本発明に係る積層セラミックコンデンサにおいて、好ましくは、試験温度200℃、30V/μmの直流電圧の印加状態に保持することにより測定される高温負荷寿命測定において、前記直流電圧の印加開始から、前記直流電圧の印加状態において、検出される電流の電流値が2mA以上となるまでの時間が、35時間以上である。   In the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, preferably, in a high temperature load life measurement measured by maintaining a test temperature of 200 ° C. and a DC voltage application state of 30 V / μm, from the start of application of the DC voltage, the DC In the voltage application state, the time until the current value of the detected current becomes 2 mA or more is 35 hours or more.

本発明によると、主成分であるBaTiOと、副成分としてMgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiOとを含有する誘電体磁器組成物において、前記副成分の組成の範囲を限定し、MnOおよびCrを実質的に含有しないことにより、積層セラミックコンデンサの誘電体層として使用し、積層セラミックコンデンサの誘電体層を薄層化しても、高温下、高電界強度の直流電圧印加状態における容量温度変化率および、高温負荷寿命特性に優れた誘電体磁器組成物を提供することができる。 According to the present invention, a dielectric ceramic composition containing BaTiO 3 as a main component, MgO as subcomponents, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , and Ba α Ca (1-α) SiO 3 . In the above, the composition range of the subcomponent is limited, and MnO and Cr 2 O 3 are not substantially contained, so that the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor is thinned. However, it is possible to provide a dielectric ceramic composition that is excellent in capacity temperature change rate and high temperature load life characteristics in a DC voltage application state with high electric field strength at high temperature.

また、本発明によれば、薄層化しても、高温下、高電界強度の直流電圧印加状態における容量温度変化率および、高温負荷寿命特性に優れた積層セラミックコンデンサなどの電子部品を提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide an electronic component such as a multilayer ceramic capacitor excellent in capacity temperature change rate and high temperature load life characteristics in a DC voltage application state at a high temperature and high electric field strength even when the layer is thinned. Can do.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図、
図2は本発明の実施例および比較例の試料の各電界強度と比抵抗ρとの関係を示すグラフ、
図3は本発明の実施例および比較例の試料の各電界強度と比抵抗ρの対数logρとの関係を示すグラフである。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the electric field strengths and specific resistances ρ of the samples of Examples and Comparative Examples of the present invention,
FIG. 3 is a graph showing the relationship between each electric field strength and the logarithm log ρ of the specific resistance ρ of the samples of Examples and Comparative Examples of the present invention.

図1に示すように、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体10を有する。このコンデンサ素子本体10の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成してある。コンデンサ素子本体10の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、(0.4〜5.6mm)×(0.2〜5.0mm)×(0.2〜1.9mm)程度である。   As shown in FIG. 1, a multilayer ceramic capacitor 1 according to an embodiment of the present invention includes a capacitor element body 10 having a configuration in which dielectric layers 2 and internal electrode layers 3 are alternately stacked. At both ends of the capacitor element body 10, a pair of external electrodes 4 are formed which are electrically connected to the internal electrode layers 3 arranged alternately in the element body 10. The shape of the capacitor element body 10 is not particularly limited, but is usually a rectangular parallelepiped shape. Also, there is no particular limitation on the dimensions, and it may be an appropriate dimension according to the application. Usually, (0.4 to 5.6 mm) × (0.2 to 5.0 mm) × (0.2 ˜1.9 mm).

内部電極層3は、各端面がコンデンサ素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極4は、コンデンサ素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。   The internal electrode layers 3 are laminated so that the respective end faces are alternately exposed on the surfaces of the two opposite ends of the capacitor element body 10. The pair of external electrodes 4 are formed at both ends of the capacitor element body 10 and connected to the exposed end surfaces of the alternately arranged internal electrode layers 3 to constitute a capacitor circuit.

誘電体層2は、本発明の誘電体磁器組成物を含有する。
本発明の誘電体磁器組成物は、主成分であるBaTiOと、
副成分としてMgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiO(ただし、0≦α≦1)とを含有する誘電体磁器組成物であって、
MnOおよびCrを実質的に含まない。
The dielectric layer 2 contains the dielectric ceramic composition of the present invention.
The dielectric ceramic composition of the present invention includes BaTiO 3 as a main component,
A dielectric ceramic composition containing MgO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , and Ba α Ca (1-α) SiO 3 (where 0 ≦ α ≦ 1) as subcomponents,
It is substantially free of MnO and Cr 2 O 3 .

主成分であるBaTiOは、固相法、蓚酸塩法、水熱合成法、アルコキシド法、ゾルゲル法その他の公知の製造方法を用いて製造することができる。 BaTiO 3 as the main component can be produced using a known production method such as a solid phase method, an oxalate method, a hydrothermal synthesis method, an alkoxide method, a sol-gel method, or the like.

MgOの含有量は、BaTiO100モルに対して、0.1〜3モルであり、好ましくは0.5〜2.5モル、さらに好ましくは、1.0〜2.0モルである。 The content of MgO, relative to BaTiO 3 100 moles are 0.1 to 3 moles, preferably 0.5 to 2.5 moles, more preferably 1.0 to 2.0 moles.

MgOは、耐還元性を向上させる効果と、高温負荷寿命特性を向上させる効果とがあり、MgOの含有量が少な過ぎると、このような効果が得られなくなる傾向にあり、多過ぎると、焼結性が悪くなり、比誘電率(ε)が低下する傾向にある。 MgO has an effect of improving the reduction resistance and an effect of improving the high temperature load life characteristic. If the content of MgO is too small, such an effect tends to be not obtained. There is a tendency for the cohesiveness to deteriorate and the relative dielectric constant (ε r ) to decrease.

の含有量は、BaTiO100モルに対して、0.5〜3モルであり、好ましくは1.0〜3モルである。 The content of Y 2 O 3, relative to BaTiO 3 100 moles are 0.5 to 3 moles, preferably 1.0 to 3 mol.

は、高温負荷寿命特性を向上させる効果があり、Yの含有量が少な過ぎると、このような効果が得られなくなる傾向にあり、多過ぎると、焼結性が悪化する傾向にある。 Y 2 O 3 has the effect of improving the high temperature load life characteristics. If the content of Y 2 O 3 is too small, such an effect tends to be lost, and if it is too much, the sinterability deteriorates. Tend to.

の含有量は、BaTiO100モルに対して、0.01〜0.2モルであり、好ましくは0.01〜0.12モル、さらに好ましくは、0.06〜0.12モルである。 The content of V 2 O 5, relative to BaTiO 3 100 moles, 0.01 to 0.2 mol, preferably 0.01 to 0.12 mol, more preferably, 0.06 to 0.12 Is a mole.

は、キュリー温度以上での容量温度特性を平坦化する効果と、IR寿命を向上させる効果とがあり、Vの含有量が少な過ぎると、添加した効果が得られなくなる傾向にあり、多過ぎると、IRが著しく低下する傾向にある。 V 2 O 5 has the effect of flattening the capacity-temperature characteristics above the Curie temperature and the effect of improving the IR lifetime. If the content of V 2 O 5 is too small, the added effect cannot be obtained. If the amount is too much, IR tends to be remarkably lowered.

BaαCa(1−α)SiOの含有量は、BaTiO100モルに対して、0.5〜10モルであり、好ましくは0.5〜3.0モル、さらに好ましくは、0.5〜2.0モルである。 The content of Ba α Ca (1-α) SiO 3 , relative to BaTiO 3 100 moles, and 0.5 to 10 mol, preferably 0.5 to 3.0 moles, more preferably 0.5 -2.0 mol.

BaαCa(1−α)SiOは、焼結性を向上させ、初期IR不良率の発生を低下させる効果があり、BaαCa(1−α)SiOの含有量が少な過ぎると、焼結性が悪化する傾向にあり、多過ぎると比誘電率が低下する傾向にある。 Ba α Ca (1-α) SiO 3 has the effect of improving the sinterability and reducing the occurrence of the initial IR failure rate. If the content of Ba α Ca (1-α) SiO 3 is too small, Sinterability tends to deteriorate, and if it is too much, the dielectric constant tends to decrease.

また、複合酸化物であるBaαCa(1−α)SiOは、融点が低いため主成分に対する反応性が良好なので、それぞれ単独の酸化物であるBaOおよびCaOとして添加するよりも、本発明ではBaOおよび/またはCaOを上記複合酸化物として添加することが好ましい。 Further, since Ba α Ca (1-α) SiO 3 , which is a complex oxide, has a low melting point and good reactivity with respect to the main component, it is more preferable than adding it as BaO and CaO, which are single oxides, respectively. Then, it is preferable to add BaO and / or CaO as the composite oxide.

なお、BaとCaとの組成モル比を示す記号αは任意であり(0≦α≦1)、一方だけを含有するものであってもよいが、好ましくは0.3≦α≦0.7である。   The symbol α indicating the composition molar ratio of Ba and Ca is arbitrary (0 ≦ α ≦ 1) and may contain only one, but preferably 0.3 ≦ α ≦ 0.7. It is.

本発明の誘電体磁器組成物の特徴点は、主成分であるBaTiOと、上述した各副成分とを含有する誘電体磁器組成物であり、MnOおよびCrを実質的に含まない点である。 The feature of the dielectric ceramic composition of the present invention is a dielectric ceramic composition containing BaTiO 3 as a main component and each of the above-mentioned subcomponents, and substantially free of MnO and Cr 2 O 3. Is a point.

本実施形態の誘電体磁器組成物において、MnOの含有量は、実質的に含まないという程度であれば、特に問題はないが、BaTiO100モルに対して、好ましくは0.01モル以下、さらに好ましくは0.005モル以下、より好ましくは0.001モル以下である。 In the dielectric ceramic composition of the present embodiment, the MnO content is not particularly problematic as long as it is substantially free, but is preferably 0.01 mol or less with respect to 100 mol of BaTiO 3 . More preferably, it is 0.005 mol or less, More preferably, it is 0.001 mol or less.

MnOは、焼成時にニッケル内部電極近傍に偏析し、ニッケル電極を酸化させてしまう。そのため、誘電体磁器組成物中のMnOが多過ぎると、直流電圧印加状態における温度特性が悪化したり、導通がとれなくなる等の故障、あるいは、信頼性の低下につながる傾向にある。   MnO segregates in the vicinity of the nickel internal electrode during firing and oxidizes the nickel electrode. Therefore, if there is too much MnO in the dielectric ceramic composition, there is a tendency that temperature characteristics in a DC voltage applied state deteriorate, failure such as failure of conduction, or a decrease in reliability.

また、Crの含有量についても、実質的に含まないという程度であれば、特に問題はないが、BaTiO100モルに対して、好ましくは0.01モル以下、さらに好ましくは0.005モル以下、より好ましくは0.001モル以下である。 Further, the content of Cr 2 O 3 is not particularly limited as long as it is substantially not contained, but is preferably 0.01 mol or less, more preferably 0.8 mol, relative to 100 mol of BaTiO 3 . 005 mol or less, more preferably 0.001 mol or less.

Crは、環境問題の原因となるクロムの酸化物であるため、地球環境保護の観点から、実質的に含まないことが望ましい。また、Crの含有量が多過ぎると、直流電圧印加状態における温度特性が悪化したり、高温下における、絶縁抵抗の電界強度依存性が高くなる傾向にある。 Since Cr 2 O 3 is an oxide of chromium that causes environmental problems, it is desirable that Cr 2 O 3 is not substantially contained from the viewpoint of protecting the global environment. If the content of Cr 2 O 3 is too large, the temperature characteristic deteriorates in the DC voltage applied state, at high temperatures, tends to increase the electric field strength dependency of the insulation resistance.

誘電体層2の厚さは、特に限定されないが、一層あたり10μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは5μm以下、より好ましくは、3μm以下である。厚さの下限は、特に限定されないが、たとえば0.5μm程度である。   The thickness of the dielectric layer 2 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less per layer, more preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less. Although the minimum of thickness is not specifically limited, For example, it is about 0.5 micrometer.

誘電体層2に含まれる誘電体粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、0.8μm未満であることが好ましく、さらに好ましくは0.4μm未満である。平均粒子径の下限は、特に限定されないが、たとえば0.15μm程度である。平均粒子径を小さくすることにより、高温負荷寿命を改良することができる。   The average particle diameter of the dielectric particles contained in the dielectric layer 2 is not particularly limited, but is preferably less than 0.8 μm, and more preferably less than 0.4 μm. Although the minimum of an average particle diameter is not specifically limited, For example, it is about 0.15 micrometer. By reducing the average particle size, the high temperature load life can be improved.

本実施形態においては、好ましくは、前記誘電体層2の積層方向に並んだ粒子径の平均値が、前記内部電極層の層間距離の1/3以下であり、さらに好ましくは1/6以下である。   In the present embodiment, preferably, the average value of the particle diameters arranged in the stacking direction of the dielectric layer 2 is 1/3 or less of the interlayer distance of the internal electrode layer, and more preferably 1/6 or less. is there.

本実施形態のように、前記誘電体層2の積層方向に並んだ粒子径が前記内部電極層の層間距離の1/3以下とすることにより、誘電体層1層あたりにおいて積層方向に並んだ平均誘電体粒子数を3個以上とすることができ、このようにすることにより、IR不良率の低減およびIR寿命特性の向上を図ることが可能となる。   As in this embodiment, when the particle diameters arranged in the laminating direction of the dielectric layer 2 are set to 1/3 or less of the interlayer distance of the internal electrode layers, they are arranged in the laminating direction per dielectric layer The average number of dielectric particles can be 3 or more. By doing so, it is possible to reduce the IR defect rate and improve the IR life characteristics.

内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、誘電体層2の構成材料が耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。導電材として用いる卑金属としては、NiまたはNi合金が好ましい。Ni合金としては、Mn,Cr,CoおよびAlから選択される1種以上の元素とNiとの合金が好ましく、合金中のNi含有量は95重量%以上であることが好ましい。なお、NiまたはNi合金中には、P等の各種微量成分が0.1重量%程度以下含まれていてもよい。内部電極層3の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよいが、通常、0.1〜3μm、特に0.2〜2.0μm程度であることが好ましい。   The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but a base metal can be used because the constituent material of the dielectric layer 2 has reduction resistance. As the base metal used as the conductive material, Ni or Ni alloy is preferable. The Ni alloy is preferably an alloy of Ni and one or more elements selected from Mn, Cr, Co and Al, and the Ni content in the alloy is preferably 95% by weight or more. In addition, in Ni or Ni alloy, various trace components, such as P, may be contained about 0.1 wt% or less. The thickness of the internal electrode layer 3 may be appropriately determined according to the application and the like, but is usually 0.1 to 3 μm, particularly preferably about 0.2 to 2.0 μm.

外部電極4に含有される導電材は特に限定されないが、本発明では安価なNi,Cuや、これらの合金を用いることができる。外部電極4の厚さは用途等に応じて適宜決定されればよいが、通常、10〜50μm程度であることが好ましい。   The conductive material contained in the external electrode 4 is not particularly limited, but in the present invention, inexpensive Ni, Cu, and alloys thereof can be used. The thickness of the external electrode 4 may be determined as appropriate according to the application and the like, but is usually preferably about 10 to 50 μm.

本発明の誘電体磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、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製し、これを焼成した後、外部電極を印刷または転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。   In the multilayer ceramic capacitor using the dielectric ceramic composition of the present invention, as in the conventional multilayer ceramic capacitor, a green chip is produced by a normal printing method or sheet method using a paste, and this is fired, and then externally It is manufactured by printing or transferring an electrode and firing. Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.

まず、誘電体層用ペーストに含まれる誘電体磁器組成物粉末を準備し、これを塗料化して、誘電体層用ペーストを調整する。   First, the dielectric ceramic composition powder contained in the dielectric layer paste is prepared, and this is made into a paint to prepare the dielectric layer paste.

誘電体層用ペーストは、誘電体磁器組成物粉末と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。   The dielectric layer paste may be an organic paint obtained by kneading a dielectric ceramic composition powder and an organic vehicle, or may be a water-based paint.

誘電体磁器組成物粉末としては、上記した酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。誘電体磁器組成物粉末中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体磁器組成物の組成となるように決定すればよい。塗料化する前の状態で、誘電体磁器組成物粉末の粒径は、通常、平均粒径0.1〜1μm程度である。   As the dielectric ceramic composition powder, the above-described oxides, mixtures thereof, and composite oxides can be used. In addition, various compounds that become the above-described oxides and composite oxides by firing, such as carbonates and An acid salt, a nitrate, a hydroxide, an organometallic compound, or the like can be appropriately selected and mixed for use. What is necessary is just to determine content of each compound in a dielectric ceramic composition powder so that it may become a composition of the above-mentioned dielectric ceramic composition after baking. The particle size of the dielectric ceramic composition powder is usually about 0.1 to 1 [mu] m in average before the coating.

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等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。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、トルエン等の各種有機溶剤から適宜選択すればよい。   An organic vehicle is obtained by dissolving a binder in an organic solvent. The binder used for the organic vehicle is not particularly limited, and may be appropriately selected from usual various binders such as ethyl cellulose and polyvinyl butyral. Further, the organic solvent to be used is not particularly limited, and may be appropriately selected from various organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, acetone, toluene, and the like, depending on a method to be used such as a printing method or a sheet method.

また、誘電体層用ペーストを水系の塗料とする場合には、水溶性のバインダや分散剤などを水に溶解させた水系ビヒクルと、誘電体原料とを混練すればよい。水系ビヒクルに用いる水溶性バインダは特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂などを用いればよい。   Further, when the dielectric layer paste is used as a water-based paint, a water-based vehicle in which a water-soluble binder or a dispersant is dissolved in water and a dielectric material may be kneaded. The water-soluble binder used for the water-based vehicle is not particularly limited, and for example, polyvinyl alcohol, cellulose, water-soluble acrylic resin, or the like may be used.

内部電極層用ペーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化物、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練して調製する。   The internal electrode layer paste is prepared by kneading the above-mentioned organic vehicle with various conductive metals and alloys as described above, or various oxides, organometallic compounds, resinates, etc. that become the above-mentioned conductive materials after firing. Prepare.

外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製すればよい。   The external electrode paste may be prepared in the same manner as the internal electrode layer paste described above.

上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、バインダは1〜5重量%程度、溶剤は10〜50重量%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いてもよい。これらの総含有量は、10重量%以下とすることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in content of the organic vehicle in each above-mentioned paste, For example, what is necessary is just about 1-5 weight% of binders, for example, about 10-50 weight% of binders. Each paste may contain additives selected from various dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators, and the like as necessary. The total content of these is preferably 10% by weight or less.

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、所定形状に切断した後、基板から剥離してグリーンチップとする。   When using the printing method, the dielectric layer paste and the internal electrode layer paste are laminated and printed on a substrate such as PET, cut into a predetermined shape, and then peeled off from the substrate to obtain a green chip.

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。   When the sheet method is used, a dielectric layer paste is used to form a green sheet, the internal electrode layer paste is printed thereon, and these are stacked to form a green chip.

焼成前に、グリーンチップに脱バインダ処理を施す。脱バインダ処理は、内部電極層ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定されればよいが、導電材としてNiやNi合金等の卑金属を用いる場合、脱バインダ雰囲気中の酸素分圧を10−45 〜10Pa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、脱バインダ効果が低下する。また酸素分圧が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にある。 Before firing, the green chip is subjected to binder removal processing. The binder removal treatment may be appropriately determined according to the type of the conductive material in the internal electrode layer paste. However, when a base metal such as Ni or Ni alloy is used as the conductive material, the oxygen partial pressure in the binder removal atmosphere is 10 It is preferable to be −45 to 10 5 Pa. When the oxygen partial pressure is less than the above range, the binder removal effect is lowered. If the oxygen partial pressure exceeds the above range, the internal electrode layer tends to oxidize.

また、それ以外の脱バインダ条件としては、昇温速度を好ましくは5〜300℃/時間、より好ましくは10〜100℃/時間、保持温度を好ましくは180〜400℃、より好ましくは200〜350℃、温度保持時間を好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは2〜20時間とする。また、焼成雰囲気は、空気もしくは還元性雰囲気とすることが好ましく、還元性雰囲気における雰囲気ガスとしては、たとえばNとHとの混合ガスを加湿して用いることが好ましい。 As other binder removal conditions, the temperature rising rate is preferably 5 to 300 ° C./hour, more preferably 10 to 100 ° C./hour, and the holding temperature is preferably 180 to 400 ° C., more preferably 200 to 350. The temperature holding time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 2 to 20 hours. The firing atmosphere is preferably air or a reducing atmosphere, and as an atmosphere gas in the reducing atmosphere, for example, a mixed gas of N 2 and H 2 is preferably used after being humidified.

グリーンチップ焼成時の雰囲気は、内部電極層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定されればよいが、導電材としてNiやNi合金等の卑金属を用いる場合、焼成雰囲気中の酸素分圧は、10−9〜10−4Pa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、内部電極層の導電材が異常焼結を起こし、途切れてしまうことがある。また、酸素分圧が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にある。 The atmosphere at the time of green chip firing may be appropriately determined according to the type of conductive material in the internal electrode layer paste, but when a base metal such as Ni or Ni alloy is used as the conductive material, the oxygen content in the firing atmosphere The pressure is preferably 10 −9 to 10 −4 Pa. When the oxygen partial pressure is less than the above range, the conductive material of the internal electrode layer may be abnormally sintered and may be interrupted. Further, when the oxygen partial pressure exceeds the above range, the internal electrode layer tends to be oxidized.

また、焼成時の保持温度は、好ましくは1100〜1400℃、より好ましくは1200〜1350℃である。保持温度が前記範囲未満であると緻密化が不十分となり、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や、内部電極層構成材料の拡散による容量温度特性の悪化、誘電体磁器組成物の還元が生じやすくなる。   Moreover, the holding temperature at the time of baking becomes like this. Preferably it is 1100-1400 degreeC, More preferably, it is 1200-1350 degreeC. If the holding temperature is lower than the above range, the densification becomes insufficient. If the holding temperature is higher than the above range, the electrode temperature is interrupted due to abnormal sintering of the internal electrode layer, the capacity temperature characteristic deteriorates due to diffusion of the internal electrode layer constituent material, and the dielectric Reduction of the body porcelain composition is likely to occur.

これ以外の焼成条件としては、昇温速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは200〜300℃/時間、温度保持時間を好ましくは0.5〜8時間、より好ましくは1〜3時間、冷却速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは200〜300℃/時間とする。また、焼成雰囲気は還元性雰囲気とすることが好ましく、雰囲気ガスとしてはたとえば、NとHとの混合ガスを加湿して用いることが好ましい。 As other firing conditions, the rate of temperature rise is preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 200 to 300 ° C./hour, and the temperature holding time is preferably 0.5 to 8 hours, more preferably 1 to 3 hours. The time and cooling rate are preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 200 to 300 ° C./hour. Further, the firing atmosphere is preferably a reducing atmosphere, and as the atmosphere gas, for example, a mixed gas of N 2 and H 2 is preferably used by humidification.

還元性雰囲気中で焼成した場合、コンデンサ素子本体にはアニールを施すことが好ましい。アニールは、誘電体層を再酸化するための処理であり、これによりIR寿命を著しく長くすることができるので、信頼性が向上する。   When firing in a reducing atmosphere, it is preferable to anneal the capacitor element body. Annealing is a process for re-oxidizing the dielectric layer, and this can significantly increase the IR lifetime, thereby improving the reliability.

アニール雰囲気中の酸素分圧は、10−3Pa以上、特に10−2〜10Pa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。 The oxygen partial pressure in the annealing atmosphere is preferably 10 −3 Pa or more, particularly preferably 10 −2 to 10 Pa. When the oxygen partial pressure is less than the above range, it is difficult to reoxidize the dielectric layer, and when it exceeds the above range, the internal electrode layer tends to be oxidized.

アニールの際の保持温度は、1100℃以下、特に500〜1100℃とすることが好ましい。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るので、IRが低く、また、IR寿命が短くなりやすい。一方、保持温度が前記範囲を超えると、内部電極層が酸化して容量が低下するだけでなく、内部電極層が誘電体素地と反応してしまい、容量温度特性の悪化、IRの低下、IR寿命の低下が生じやすくなる。なお、アニールは昇温過程および降温過程だけから構成してもよい。すなわち、温度保持時間を零としてもよい。この場合、保持温度は最高温度と同義である。   The holding temperature at the time of annealing is preferably 1100 ° C. or less, particularly 500 to 1100 ° C. When the holding temperature is lower than the above range, the dielectric layer is not sufficiently oxidized, so that the IR is low and the IR life tends to be short. On the other hand, if the holding temperature exceeds the above range, not only the internal electrode layer is oxidized and the capacity is lowered, but the internal electrode layer reacts with the dielectric substrate, the capacity temperature characteristic is deteriorated, the IR is lowered, the IR Life is likely to decrease. Note that annealing may be composed of only a temperature raising process and a temperature lowering process. That is, the temperature holding time may be zero. In this case, the holding temperature is synonymous with the maximum temperature.

これ以外のアニール条件としては、温度保持時間を好ましくは0〜20時間、より好ましくは2〜10時間、冷却速度を好ましくは50〜500℃/時間、より好ましくは100〜300℃/時間とする。また、アニールの雰囲気ガスとしては、たとえば、加湿したNガス等を用いることが好ましい。 As other annealing conditions, the temperature holding time is preferably 0 to 20 hours, more preferably 2 to 10 hours, and the cooling rate is preferably 50 to 500 ° C./hour, more preferably 100 to 300 ° C./hour. . Further, as the annealing atmosphere gas, for example, humidified N 2 gas or the like is preferably used.

上記した脱バインダ処理、焼成およびアニールにおいて、Nガスや混合ガス等を加湿するには、例えばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は5〜75℃程度が好ましい。
脱バインダ処理、焼成およびアニールは、連続して行なっても、独立に行なってもよい。
In the above-described binder removal processing, firing and annealing, for example, a wetter or the like may be used to wet the N 2 gas or mixed gas. In this case, the water temperature is preferably about 5 to 75 ° C.
The binder removal treatment, firing and annealing may be performed continuously or independently.

上記のようにして得られたコンデンサ素子本体に、例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または転写して焼成し、外部電極4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との混合ガス中で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4表面に、めっき等により被覆層を形成する。
このようにして製造された本発明の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
The capacitor element body obtained as described above is subjected to end surface polishing, for example, by barrel polishing or sand blasting, and the external electrode paste is printed or transferred and baked to form the external electrode 4. The firing conditions of the external electrode paste are preferably, for example, about 10 minutes to 1 hour at 600 to 800 ° C. in a humidified mixed gas of N 2 and H 2 . Then, if necessary, a coating layer is formed on the surface of the external electrode 4 by plating or the like.
The multilayer ceramic capacitor of the present invention thus manufactured is mounted on a printed circuit board by soldering or the like and used for various electronic devices.

なお、本実施形態の積層セラミックコンデンサは、誘電体層を薄層化、たとえば5μm以下とした場合においても、高電界強度の直流電圧印加状態における温度特性および、高温負荷寿命特性に優れている。   Note that the multilayer ceramic capacitor of this embodiment is excellent in temperature characteristics and high temperature load life characteristics in a DC voltage application state with high electric field strength even when the dielectric layer is thinned, for example, 5 μm or less.

たとえば、温度20℃、印加電圧0Vにおける静電容量を基準とした場合に、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、好ましくは±10%以内である。 For example, when the electrostatic capacity at a temperature of 20 ° C. and an applied voltage of 0 V is used as a reference, the capacity temperature change rate (ΔC / C 20 ) in the applied state of a DC voltage at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm is Preferably, it is within ± 10%.

また、高温負荷寿命特性に関しては、たとえば、試験温度200℃、30V/μmの直流電圧の印加状態に保持する条件において、前記直流電圧の印加開始から、前記直流電圧の印加状態において、検出される電流の電流値が2mA以上となるまでの時間が、好ましくは35時間以上であり、さらに好ましくは50時間以上である。   The high temperature load life characteristic is detected from the start of application of the DC voltage to the application state of the DC voltage under the condition that the test temperature is maintained at a test temperature of 200 ° C. and a DC voltage of 30 V / μm, for example. The time until the current value of the current becomes 2 mA or more is preferably 35 hours or more, and more preferably 50 hours or more.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and can be variously modified within the range which does not deviate from the summary of this invention.

たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記組成の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有するものであれば何でも良い。   For example, in the above-described embodiment, the multilayer ceramic capacitor is exemplified as the electronic component according to the present invention. However, the electronic component according to the present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor, and is composed of a dielectric ceramic composition having the above composition. Any material having a dielectric layer can be used.

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。   Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.

実施例1
出発原料として、BaOとTiOをBa/Tiモル比で0.990〜1.010の範囲で調合し、固相法により化学反応させることによりBaTiOを調製した。なお、得られたBaTiOの平均粒子径は0.4μmであった。
Example 1
BaTiO 3 and TiO 2 were prepared as starting materials in a Ba / Ti molar ratio of 0.990 to 1.010, and BaTiO 3 was prepared by chemical reaction by a solid phase method. The average particle size of the obtained BaTiO 3 was 0.4 μm.

主成分として上記にて調製したBaTiOと副成分として、MgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiO(ただし、0≦α≦1)とを用い、表1〜5に示した組成になるように、主成分と各副成分とを秤量・調合した。また、表5に示した試料22,23には、MnOを、試料24,25には、Crを副成分としてさらに添加した。なお、BaαCa(1−α)SiOとしては、α=0.58、すなわちBa0.58Ca0.42SiOを使用した。 BaTiO 3 prepared above as a main component, MgO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , Ba α Ca (1-α) SiO 3 (where 0 ≦ α ≦ 1) as subcomponents The main component and each subcomponent were weighed and prepared so as to have the compositions shown in Tables 1 to 5. Further, MnO was added to Samples 22 and 23 shown in Table 5, and Cr 2 O 3 was further added to Samples 24 and 25 as subcomponents. As Ba α Ca (1-α) SiO 3 , α = 0.58, that is, Ba 0.58 Ca 0.42 SiO 3 was used.

次に、秤量・調合した主成分と各副成分と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体材料とした。   Next, the weighed and prepared main component and each subcomponent were wet mixed by a ball mill for 16 hours and dried to obtain a dielectric material.

得られた誘電体材料100重量部と、アクリル樹脂6重量部と、トルエン6重量部と、メチルエチルケトン3.5重量部と、ミネラルスピリット6重量部と、アセトン4重量部とをボールミルで混合し、ペースト化して誘電体層用ペーストを得た。   100 parts by weight of the obtained dielectric material, 6 parts by weight of acrylic resin, 6 parts by weight of toluene, 3.5 parts by weight of methyl ethyl ketone, 6 parts by weight of mineral spirit, and 4 parts by weight of acetone are mixed with a ball mill, A dielectric layer paste was obtained by pasting.

平均粒径0.2〜0.8μmのNi粒子100重量部と、有機ビヒクル(エチルセルロース8重量部をブチルカルビトール92重量部に溶解したもの)40重量部と、ブチルカルビトール10重量部とを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。   100 parts by weight of Ni particles having an average particle size of 0.2 to 0.8 μm, 40 parts by weight of an organic vehicle (8 parts by weight of ethyl cellulose dissolved in 92 parts by weight of butyl carbitol), and 10 parts by weight of butyl carbitol It knead | mixed with 3 rolls and was made into the paste and obtained the paste for internal electrode layers.

得られた誘電体層用ペーストを用いてPETフィルム上に、ドクターブレード法により、シート成形を行い、乾燥することにより、グリーンシートを形成した。このとき、グリーンシートの厚みは、3.5μmとした。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。次いで、これらのグリーンシートと保護用グリーンシート(内部電極層用ペーストを印刷しないもの)とを積層、圧着して、グリーンチップを得た。   Using the obtained dielectric layer paste, a sheet was formed by a doctor blade method on a PET film and dried to form a green sheet. At this time, the thickness of the green sheet was 3.5 μm. After the internal electrode paste was printed thereon, the sheet was peeled from the PET film. Next, these green sheets and protective green sheets (not printed with internal electrode layer paste) were laminated and pressure-bonded to obtain green chips.

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、焼成およびアニールを下記条件にて行って、積層セラミック焼成体を得た。脱バインダ処理は、空気中にて、250℃で加熱することにより行った。   Next, the green chip was cut into a predetermined size and subjected to binder removal processing, firing and annealing under the following conditions to obtain a multilayer ceramic fired body. The binder removal treatment was performed by heating at 250 ° C. in air.

焼成は、酸素分圧を10−5〜10−8Paに制御したH−N−HOからなる還元雰囲気中で表1〜5に示した各焼成温度で2時間焼成を行った。 Firing was performed for 2 hours at each firing temperature shown in Tables 1 to 5 in a reducing atmosphere composed of H 2 —N 2 —H 2 O with the oxygen partial pressure controlled to 10 −5 to 10 −8 Pa. .

アニールは、焼成において欠乏した酸素を補うために、加湿したNガス雰囲気中で、900〜1100℃で、2時間加熱をすることにより行った。
なお、焼成および再酸化処理の際の雰囲気ガスの加湿には、水温を35℃としたウエッターを用いた。
The annealing was performed by heating at 900 to 1100 ° C. for 2 hours in a humidified N 2 gas atmosphere in order to compensate for the oxygen deficient in the firing.
Note that a wetter with a water temperature of 35 ° C. was used for humidifying the atmospheric gas during firing and reoxidation treatment.

次いで、得られた積層セラミック焼成体の端面をサンドブラストにて研磨した後、外部電極としてIn−Gaを塗布し、図1に示す積層セラミックコンデンサの試料を得た。   Next, after polishing the end face of the obtained multilayer ceramic fired body by sand blasting, In-Ga was applied as an external electrode to obtain a sample of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG.

得られたコンデンサのサイズは、3.2mm×1.6mm×0.6mmであり、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は100層、1層あたりの誘電体層の厚み(層間厚み)は2.5μmであり、内部電極層の厚さは1.5μmであった。また、各試料の誘電体層における平均粒子径を調べたところ、0.4μmであった。   The size of the obtained capacitor was 3.2 mm × 1.6 mm × 0.6 mm, and the number of dielectric layers sandwiched between internal electrode layers was 100, and the thickness of the dielectric layers per layer (interlayer thickness) ) Was 2.5 μm, and the thickness of the internal electrode layer was 1.5 μm. Further, when the average particle size in the dielectric layer of each sample was examined, it was 0.4 μm.

また、MnOおよびCrを添加していない試料1〜21について、高周波誘導プラズマ発光(ICP)組成分析法により、MnOおよびCrの含有量を測定した結果、いずれの試料もMnOが0.0005%未満、Crが0.003%未満であり、すなわち、BaTiO100モルに対して、MnOの含有量が0.00167モル未満、Crの含有量が0.005モル未満であることが確認できた。
各試料について下記特性の評価を行った。
Furthermore, MnO for samples 1 to 21 without the addition of MnO and Cr 2 O 3, by high-frequency induction plasma emission (ICP) composition analysis method, a result of measuring the content of MnO and Cr 2 O 3, all samples Is less than 0.0005% and Cr 2 O 3 is less than 0.003%. That is, the content of MnO is less than 0.00167 mol and the content of Cr 2 O 3 is 0 with respect to 100 mol of BaTiO 3. It was confirmed that the amount was less than 0.005 mol.
The following characteristics were evaluated for each sample.

比誘電率(ε
コンデンサの試料に対し、基準温度25℃において、デジタルLCRメータ(YHP社製4274A)にて、周波数1kHz,入力信号レベル(測定電圧)1Vrmsの条件下で、静電容量を測定した。そして、得られた静電容量から、比誘電率(単位なし)を算出した。結果を表1〜5に示す。
Dielectric constant (ε r )
The capacitance of the capacitor sample was measured at a reference temperature of 25 ° C. with a digital LCR meter (YHP 4274A) under the conditions of a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1 Vrms. Then, the relative dielectric constant (no unit) was calculated from the obtained capacitance. The results are shown in Tables 1-5.

容量温度変化率(ΔC/C 20
温度−25℃および85℃において、コンデンサの試料に対し、電界強度0.8V/μmの直流電圧を印加し、直流電圧の印加状態における静電容量を測定し、温度20℃、印加電圧0Vにおける静電容量を基準とした、各温度における容量温度変化率(ΔC/C20)を算出した。
Capacity temperature change rate (ΔC / C 20 )
At a temperature of −25 ° C. and 85 ° C., a DC voltage with an electric field strength of 0.8 V / μm was applied to the capacitor sample, and the capacitance in the applied state of the DC voltage was measured. The rate of change in capacitance temperature (ΔC / C 20 ) at each temperature was calculated based on the capacitance.

高温負荷寿命(絶縁抵抗の加速寿命/HALT)
コンデンサの試料に対し、200℃で30V/μmの直流電圧の印加状態に保持することにより、高温負荷寿命を測定した。この高温負荷寿命は、誘電体層を薄層化する際に特に重要となるものである。本実施例では直流電圧の印加状態において、印加開始から検出電流の電流値が2mA以上となるまでの時間を寿命と定義し、これを10個のコンデンサ試料に対して行い、その平均寿命時間を算出した。結果を表1〜5に示す。
High temperature load life (Acceleration life of insulation resistance / HALT)
The capacitor sample was held at 200 ° C. with a DC voltage of 30 V / μm, and the high temperature load life was measured. This high temperature load life is particularly important when the dielectric layer is thinned. In this embodiment, in a DC voltage application state, the time from the start of application until the current value of the detected current becomes 2 mA or more is defined as the life, and this is performed for 10 capacitor samples, and the average life time is calculated. Calculated. The results are shown in Tables 1-5.

Figure 0004098206
Figure 0004098206

表1に、副成分であるMgOの量を変化させたときの、焼成温度、比誘電率、各温度における容量温度変化率および高温負荷寿命を示す。   Table 1 shows the firing temperature, the relative dielectric constant, the rate of change in capacity temperature at each temperature, and the high temperature load life when the amount of the minor component MgO is changed.

表1より、MgOを本発明の範囲内とした実施例の試料2〜5は、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、いずれも±10%以内となり良好な結果となった。高温負荷寿命についても、いずれも35時間以上を達成しており、試料3,4については、60時間以上と特に良好な結果となった。また、MgOの含有量が増加すると、比誘電率は、低下する傾向がみられたが、いずれも高い値となった。 From Table 1, Samples 2 to 5 of Examples in which MgO is within the scope of the present invention have a capacity temperature change rate (ΔC / C 20 ) when a DC voltage is applied at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm. However, all were within ± 10%, and good results were obtained. The high temperature load life was 35 hours or more in all cases, and Samples 3 and 4 showed particularly good results of 60 hours or more. Moreover, when the content of MgO was increased, the specific permittivity tended to decrease, but both values were high.

一方、MgOの添加量をBaTiO100モルに対して、0.05モルとした比較例の試料1は、高温負荷寿命が15時間と短くなり、3.42モルとした比較例の試料6は、温度85℃における容量温度変化率(ΔC/C20)の値が−10.7%と、−10%を下回る結果となった。 On the other hand, the sample 1 of the comparative example in which the addition amount of MgO is 0.05 mol with respect to 100 mol of BaTiO 3 has a short high-temperature load life of 15 hours, and the sample 6 of the comparative example in which 3.42 mol is used is The value of the capacity temperature change rate (ΔC / C 20 ) at a temperature of 85 ° C. was −10.7%, which is less than −10%.

この結果より、副成分であるMgOの量は、0.1〜3モルであることが望ましく、好ましくは0.5〜2.5モル、さらに好ましくは、1.0〜2.0モルであることが確認できた。   From this result, the amount of the minor component MgO is desirably 0.1 to 3 mol, preferably 0.5 to 2.5 mol, and more preferably 1.0 to 2.0 mol. I was able to confirm.

Figure 0004098206
Figure 0004098206

表2に、副成分であるYの量を変化させたときの、焼成温度、比誘電率、各温度における容量温度変化率および高温負荷寿命を示す。 Table 2 shows the firing temperature, the relative dielectric constant, the rate of change in capacity temperature at each temperature, and the high temperature load life when the amount of Y 2 O 3 as a subcomponent is changed.

表2より、Yを本発明の範囲内とした実施例の試料4,8〜10は、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、いずれも±10%以内となり良好な結果となった。高温負荷寿命についても、いずれも35時間以上を達成しており、試料4,9,10については、60時間以上と特に良好な結果となった。また、Yの含有量が増加すると、比誘電率も向上する傾向がみられ、いずれも高い値となった。 From Table 2, the samples 4 and 8 to 10 of Examples in which Y 2 O 3 is within the scope of the present invention, the capacity temperature change rate in the applied state of DC voltage with a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm ( ΔC / C 20 ) was within ± 10%, and good results were obtained. The high temperature load life was 35 hours or more, and Samples 4, 9, and 10 were particularly good results of 60 hours or more. Moreover, when the content of Y 2 O 3 was increased, the specific permittivity also tended to improve, and both values were high.

一方、Yの添加量をBaTiO100モルに対して、0.20モルとした比較例の試料7は、高温負荷寿命が19時間と短くなり、3.31モルとした比較例の試料11は、焼結性が悪く、焼成温度を1330℃と高温にする必要があったため、結果として不良品が多く発生した。 On the other hand, the sample 7 of the comparative example in which the amount of Y 2 O 3 added was 0.20 moles with respect to 100 moles of BaTiO 3 had a high temperature load life of 19 hours and was 3.31 moles. Since sample 11 had poor sinterability and the firing temperature had to be as high as 1330 ° C., many defective products were generated as a result.

この結果より、副成分であるYの量は、0.5〜3モルであることが望ましく、好ましくは1.0〜3モルであることが確認できた。 From this result, it was confirmed that the amount of Y 2 O 3 as a subcomponent was desirably 0.5 to 3 mol, and preferably 1.0 to 3 mol.

Figure 0004098206
Figure 0004098206

表3に、副成分であるVの量を変化させたときの、焼成温度、比誘電率、各温度における容量温度変化率および高温負荷寿命を示す。 Table 3 shows the firing temperature, the relative dielectric constant, the capacity temperature change rate at each temperature, and the high temperature load life when the amount of the subcomponent V 2 O 5 is changed.

表3より、Vを本発明の範囲内とした実施例の試料4,13〜15は、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、いずれも±10%以内となり良好な結果となった。また、高温負荷寿命についても、いずれも35時間以上を達成しており良好な結果となった。また、Vの含有量が増加すると、比誘電率は低下する傾向がみられたが、いずれも高い値となった。 From Table 3, Samples 4 and 13 to 15 of Examples in which V 2 O 5 is within the scope of the present invention have a capacity temperature change rate (DC temperature application state at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm ( ΔC / C 20 ) was within ± 10%, and good results were obtained. In addition, as for the high temperature load life, all achieved 35 hours or more, and good results were obtained. Moreover, when the content of V 2 O 5 was increased, the relative dielectric constant tended to decrease, but both values were high.

一方、Vを添加しなかった比較例の試料12およびVの添加量をBaTiO100モルに対して、0.24モルとした比較例の試料16は、高温負荷寿命がそれぞれ31時間、12時間と短くなる結果となった。 On the other hand, the sample 12 of the comparative example in which V 2 O 5 was not added and the sample 16 of the comparative example in which the addition amount of V 2 O 5 was 0.24 mol with respect to 100 mol of BaTiO 3 had a high temperature load life. The results were shortened to 31 hours and 12 hours, respectively.

この結果より、副成分であるVの量は、0.01〜0.2モルであることが望ましく、好ましくは0.01〜0.12モル、さらに好ましくは、0.06〜0.12モルであることが確認できた。 From this result, it is desirable that the amount of V 2 O 5 as a subcomponent is 0.01 to 0.2 mol, preferably 0.01 to 0.12 mol, more preferably 0.06 to 0. It was confirmed to be 12 mol.

Figure 0004098206
Figure 0004098206

表4に、副成分であるBaαCa(1−α)SiOの量を変化させたときの、焼成温度、比誘電率、各温度における容量温度変化率および高温負荷寿命を示す。なお、本実施例においては、α=0.58とした。 Table 4 shows the firing temperature, the relative dielectric constant, the capacity temperature change rate at each temperature, and the high temperature load life when the amount of the Ba α Ca (1-α) SiO 3 as a subcomponent is changed. In this embodiment, α = 0.58.

表4より、BaαCa(1−α)SiOを本発明の範囲内とした実施例の試料4,18〜21は、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、いずれも±10%以内となり良好な結果となった。また、高温負荷寿命についても、いずれも35時間以上を達成しており、試料4,18,19については、60時間以上と特に良好な結果となった。また、BaαCa(1−α)SiOの含有量が増加すると、比誘電率は低下する傾向がみられたが、いずれも高い値となった。 From Table 4, Samples 4 and 18 to 21 of Examples in which Ba α Ca (1-α) SiO 3 is within the scope of the present invention are applied with a DC voltage at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm. The rate of change in capacity temperature (ΔC / C 20 ) was within ± 10%, which was a favorable result. In addition, the high temperature load life was 35 hours or more in all cases, and Samples 4, 18, and 19 had particularly good results of 60 hours or more. Moreover, when the content of Ba α Ca (1-α) SiO 3 was increased, the relative dielectric constant tended to decrease, but both values were high.

一方、BaαCa(1−α)SiOの添加量をBaTiO100モルに対して、0.12モルとした比較例の試料17は、高温負荷寿命が27時間と短くなり、また、焼結性悪く、焼成温度を1320℃と高くする必要があったため、不良品が多く発生した。また、BaαCa(1−α)SiOの添加量を12.03モルとした比較例の試料22は、−25℃、+80℃の両温度において、容量温度変化率(ΔC/C20)がそれぞれ、−13.2%、−11.1%と−10%を下回る結果となり、さらに、高温負荷寿命についても20時間と短くなる結果となった。 On the other hand, the sample 17 of the comparative example in which the addition amount of Ba α Ca (1-α) SiO 3 is 0.12 mol with respect to 100 mol of BaTiO 3 has a short high-temperature load life of 27 hours, Since the calcination was poor and the firing temperature had to be increased to 1320 ° C., many defective products were generated. Further, the sample 22 of the comparative example the amount of Ba α Ca (1-α) SiO 3 and 12.03 mol, -25 ° C., at both temperatures of + 80 ° C., the capacity temperature change rate (ΔC / C 20) The results were less than -13.2%, -11.1% and -10%, respectively, and the high temperature load life was shortened to 20 hours.

この結果より、副成分であるBaαCa(1−α)SiOの量は、0.5〜10モルであることが望ましく、好ましくは0.5〜3.0モル、さらに好ましくは、0.5〜2.0モルであることが確認できた。 From this result, it is desirable that the amount of Ba α Ca (1-α) SiO 3 as a subcomponent is 0.5 to 10 mol, preferably 0.5 to 3.0 mol, more preferably 0. It was confirmed that it was 0.5 to 2.0 mol.

Figure 0004098206
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表5に、副成分として、MnOおよびCrを添加したときの、焼成温度、比誘電率、各温度における容量温度変化率および高温負荷寿命を示す。 Table 5 shows the firing temperature, relative dielectric constant, capacity temperature change rate at each temperature, and high temperature load life when MnO and Cr 2 O 3 are added as subcomponents.

表5より、MnOおよびCrを添加した比較例の試料23〜26は、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が、いずれも10%を超える結果となった。また、MnOおよびCrの添加量が増加すると、容量温度変化率が悪化する傾向にあることも確認された。 From Table 5, the samples 23 to 26 of the comparative example to which MnO and Cr 2 O 3 were added had a capacity temperature change rate (ΔC / C 20 ) in the applied state of DC voltage at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm. However, in both cases, the result exceeded 10%. It was also confirmed that when the amount of MnO and Cr 2 O 3 added was increased, the rate of change in capacity temperature was likely to deteriorate.

この結果より、MnOおよびCrを実質的に含まないことが望ましく、好ましくは、MnOおよび/またはCrの添加量が、BaTiO100モルに対して、0.01モルであることが確認できた。 From this result, it is desirable that MnO and Cr 2 O 3 are not substantially contained. Preferably, the amount of MnO and / or Cr 2 O 3 added is 0.01 mol with respect to 100 mol of BaTiO 3. I was able to confirm.

実施例2
MnOを添加していないコンデンサ試料4と、BaTiO100モルに対して、MnOを0.01モル添加したコンデンサ試料23について、
EPMA(Electron Probe MicroAnalysis)により、コンデンサチップ中央部および端部における、ニッケル電極の電極途切れ率を測定した。
Example 2
Capacitor sample 4 to which MnO was not added and capacitor sample 23 in which 0.01 mol of MnO was added to 100 mol of BaTiO 3 ,
The electrode breakage rate of the nickel electrode at the center and the end of the capacitor chip was measured by EPMA (Electron Probe MicroAnalysis).

測定方法としては、まず、コンデンサ試料を図1に見られるような面で切断し、切断面を鏡面研磨して面だしし、60×60μm角の面積を、0.2μm間隔で走査して、Ni、Mn、Oの各元素をマッピングした。次に、EPMAによりマッピングした視野のNi電極の占有部位と考えられる部分において、MnとOが検出され、かつNiが検出されなかった部位を電極途切れとした。そして、Ni電極の占有部位と考えられる部分の総面積に対して、この電極途切れの総面積の割合を求め、これをニッケル電極の途切れ率とした。なお、測定は、中央部、端部それぞれ15層の電極層について、各2カ所ずつ行った。   As a measuring method, first, a capacitor sample is cut by a surface as shown in FIG. 1, the cut surface is mirror-polished to be a surface, and a 60 × 60 μm square area is scanned at intervals of 0.2 μm. Each element of Ni, Mn, and O was mapped. Next, in the part considered to be the occupied area of the Ni electrode in the visual field mapped by EPMA, the part where Mn and O were detected and Ni was not detected was defined as the electrode interruption. And the ratio of the total area of this electrode discontinuity was calculated | required with respect to the total area of the part considered to be the occupation part of Ni electrode, and this was made into the discontinuation rate of a nickel electrode. In addition, the measurement was performed at two places for each of 15 electrode layers at the center and at the end.

測定の結果、電極途切れ率は、試料23では、中央部:14%、端部:19%であり、試料4では、中央部:0%、端部:0%であった。この結果より、MnOを実質的に含有していない誘電体磁器組成物を誘電体層として使用した積層セラミックコンデンサにおいては、ニッケル電極の電極途切れ率を低く抑えることができるということが確認できた。 As a result of the measurement, the electrode interruption rate was 14% at the center and 19% at the end in the sample 23 , and 0% and 0% at the center in the sample 4. From this result, it was confirmed that in the multilayer ceramic capacitor using the dielectric ceramic composition substantially not containing MnO as the dielectric layer, the electrode breakage rate of the nickel electrode can be kept low.

実施例3
Crを添加していないコンデンサ試料4と、BaTiO100モルに対して、Crを0.01モル添加したコンデンサ試料25について、温度150℃、各電界強度における比抵抗ρ(単位はΩcm)をそれぞれ測定した。図2に、試料4,25の各電界強度と比抵抗ρの関係を、図3に、電界強度3.5V/μmを基準とした、各電界強度と、比抵抗ρの対数logρの変化率の関係を示した。
Example 3
For the capacitor sample 4 to which Cr 2 O 3 was not added and the capacitor sample 25 to which 0.01 mol of Cr 2 O 3 was added to 100 mol of BaTiO 3 , the specific resistance ρ ( The unit was Ωcm). FIG. 2 shows the relationship between the electric field strengths of the samples 4 and 25 and the specific resistance ρ, and FIG. 3 shows the change rate of the logarithmic log ρ of each electric field strength and the specific resistance ρ based on the electric field strength of 3.5 V / μm. Showed the relationship.

図2より、試料4,25のいずれも電界強度の増大するにつれて、比抵抗ρの値は、小さくなっていくことがわかる。一方、図3より、Crを含有する試料25は、Crを実質的に含有しない試料4と比較して、電界強度を増加した時の比抵抗の変化率が、大きいということが確認された。この結果より、Crを実質的に含有しないことにより、高温時、たとえば150℃における比抵抗の電界強度依存性を小さくすることができ、コンデンサの信頼性を向上できることが確認できた。 From FIG. 2, it can be seen that the value of the specific resistance ρ decreases as the electric field strength increases in both the samples 4 and 25 . On the other hand, from FIG. 3, sample 25 which Cr 2 O 3 content, as compared to sample 4 no Cr 2 O 3 content substantially, the resistivity of the rate of change when increasing the electric field intensity, that greater It was confirmed. From this result, it was confirmed that by containing substantially no Cr 2 O 3 , the electric field strength dependence of the specific resistance at a high temperature, for example, 150 ° C. can be reduced, and the reliability of the capacitor can be improved.

図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施例および比較例の試料の各電界強度と比抵抗ρとの関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between each electric field strength and specific resistance ρ of the samples of the examples of the present invention and comparative examples. 図3は本発明の実施例および比較例の試料の各電界強度と比抵抗ρの対数logρとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between each electric field strength and the logarithm log ρ of the specific resistance ρ of the samples of Examples and Comparative Examples 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
10… コンデンサ素子本体
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Capacitor element main body 2 ... Dielectric layer 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (8)

主成分であるBaTiOと、
副成分としてMgOと、Yと、Vと、BaαCa(1−α)SiO(ただし、0≦α≦1)とを含有する誘電体磁器組成物であって、
主成分であるBaTiO100モルに対する各副成分の比率が、
MgO:0.1〜3モル
:0.5〜3モル
:0.01〜0.2モル
BaαCa(1−α)SiO:0.5〜10モル
であり、
MnOの含有量が、前記主成分であるBaTiO 100モルに対して、0.01モル以下であり、
Cr の含有量が、前記主成分であるBaTiO 100モルに対して、0.01モル以下であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
BaTiO 3 as the main component,
A dielectric ceramic composition containing MgO, Y 2 O 3 , V 2 O 5 , and Ba α Ca (1-α) SiO 3 (where 0 ≦ α ≦ 1) as subcomponents,
The ratio of each subcomponent to 100 mol of BaTiO 3 as the main component is
MgO: 0.1 to 3 mol Y 2 O 3: 0.5~3 moles V 2 O 5: 0.01~0.2 moles Ba α Ca (1-α) SiO 3: 0.5 to 10 moles Yes,
The content of MnO is 0.01 mol or less with respect to 100 mol of BaTiO 3 as the main component ,
The content of cr 2 O 3 is, with respect to BaTiO 3 100 moles of said main component, the dielectric ceramic composition is characterized in that 0.01 mol.
請求項1に記載の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する電子部品。 The electronic component which has a dielectric material layer comprised with the dielectric material ceramic composition of Claim 1 . 請求項1に記載の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層と、内部電極層とが交互に積層してあるコンデンサ素子本体を有する積層セラミックコンデンサ。 A multilayer ceramic capacitor having a capacitor element body in which dielectric layers composed of the dielectric ceramic composition according to claim 1 and internal electrode layers are alternately laminated. 温度20℃、印加電圧0Vにおける静電容量を基準とした場合に、温度85℃、電界強度0.8V/μmの直流電圧の印加状態における容量温度変化率(ΔC/C20)が±10%以内である請求項3に記載の積層セラミックコンデンサ。 When the electrostatic capacity at a temperature of 20 ° C. and an applied voltage of 0 V is used as a reference, the rate of change in capacity temperature (ΔC / C 20 ) is ± 10% when a DC voltage is applied at a temperature of 85 ° C. and an electric field strength of 0.8 V / μm. The multilayer ceramic capacitor according to claim 3 , wherein 前記誘電体層の厚みが、5μm以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の積層セラミックコンデンサ。 5. The multilayer ceramic capacitor according to claim 3 , wherein the dielectric layer has a thickness of 5 μm or less. 前記誘電体層を構成する誘電体粒子の平均粒子径が0.8μm未満である請求項3〜5記載の積層セラミックコンデンサ。 The multilayer ceramic capacitor according to claim 3 , wherein an average particle diameter of dielectric particles constituting the dielectric layer is less than 0.8 μm. 前記誘電体層の積層方向に並んだ粒子径の平均値が前記内部電極層の層間距離の1/3以下である請求項3〜6に記載の積層セラミックコンデンサ。 The multilayer ceramic capacitor according to claim 3 , wherein an average value of particle diameters arranged in the stacking direction of the dielectric layers is 1/3 or less of an interlayer distance of the internal electrode layers. 試験温度200℃、30V/μmの直流電圧の印加状態に保持することにより測定される高温負荷寿命測定において、前記直流電圧の印加開始から、前記直流電圧の印加状態において、検出される電流の電流値が2mA以上となるまでの時間が、35時間以上である請求項3〜7に記載の積層セラミックコンデンサ。 In a high temperature load life measurement measured by maintaining a test voltage at 200 ° C. and a DC voltage application state of 30 V / μm, the current detected from the start of DC voltage application to the DC voltage application state The multilayer ceramic capacitor according to claim 3 , wherein the time until the value becomes 2 mA or more is 35 hours or more.
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