JP4661203B2 - Ceramic electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品、およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、高い誘電率を有する誘電体層を含有するセラミック電子部品、およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a ceramic electronic component containing a dielectric layer having a high dielectric constant and a manufacturing method thereof.

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原料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, a ceramic green sheet made of a predetermined dielectric ceramic composition raw material and an internal electrode layer of a predetermined pattern alternately stacked, and then a green chip obtained by integrating them, Manufactured by simultaneous 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.

しかしながら、近年ではニッケルや銅などの安価な卑金属を用いることができる誘電体磁器組成物が開発され、大幅なコストダウンが実現した。   However, in recent years, dielectric ceramic compositions that can use inexpensive base metals such as nickel and copper have been developed, and a significant cost reduction has been realized.

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。この小型化、大容量化に対応するために、積層セラミックコンデンサの誘電体層を構成する誘電体磁器組成物の誘電率を向上させることが試みられている。   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. In order to cope with this reduction in size and increase in capacity, an attempt has been made to improve the dielectric constant of the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer of the multilayer ceramic capacitor.

従来においては、誘電率を向上させる方法として、予め副成分の原料について焙焼処理を施し、焙焼粉とした状態で主成分原料に添加して、副成分原料の分散性を高める方法や、副成分をそれぞれ単独の酸化物として添加して、所定の組成になるように調整することにより高誘電率化を図る方法などが行われている(特許文献1〜3参照)。   Conventionally, as a method of improving the dielectric constant, by previously baking the subcomponent raw material, adding to the main component raw material in a state of roasted powder, increasing the dispersibility of the subcomponent raw material, A method of increasing the dielectric constant by adding subcomponents as individual oxides and adjusting them to have a predetermined composition has been performed (see Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、特に、副成分の組成比を変更することにより誘電率を向上させる方法を採用した場合には、高誘電率化の一方で、他の特性が低下してしまうという不具合等があった。そのため、さらなる小型化、大容量化に対応するためには、所望の特性を維持しつつ、かつ、誘電率を向上させることが望まれている。   However, in particular, when a method of improving the dielectric constant by changing the composition ratio of the subcomponents is employed, there is a problem that other characteristics are deteriorated while the dielectric constant is increased. Therefore, in order to cope with further downsizing and larger capacity, it is desired to improve the dielectric constant while maintaining desired characteristics.

特許第2784982号公報Japanese Patent No. 2779882 特許第3326513号公報Japanese Patent No. 3326513 特許第2762427号公報Japanese Patent No. 2762427

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品において、所望の電気特性を有し、かつ、誘電率の向上された誘電体層を含有するセラミック電子部品、およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and in a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a ceramic electronic component including a dielectric layer having desired electrical characteristics and an improved dielectric constant, and It aims at providing the manufacturing method.

上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック電子部品は、
誘電体層を含有するセラミック電子部品であって、
前記誘電体層が、チタン酸バリウムを含む主成分と、
Mgの酸化物およびSiの酸化物を含む副成分とを含有し、
前記誘電体層には、主としてMgとSiとを含む偏析相が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a ceramic electronic component according to the present invention comprises:
A ceramic electronic component containing a dielectric layer,
The dielectric layer comprises a main component comprising barium titanate;
A subcomponent containing Mg oxide and Si oxide,
A segregation phase mainly containing Mg and Si is formed in the dielectric layer.

本発明では、前記誘電体層において、前記Mgの副成分およびSiの副成分の少なくとも一部が偏析し、主としてMgとSiとを含む偏析相を形成している。本発明においては、この偏析相を形成することにより、粒内へのSiの拡散を防止することができ、その他の主成分および副成分の配合比を変更することなく、誘電率を向上させることができる。そのため、所望の特性、特に所望の電気特性(たとえば、IR温度依存性、静電容量の温度特性など)を維持しつつ、かつ、誘電率を向上させることができる。   In the present invention, in the dielectric layer, at least a part of the Mg subcomponent and Si subcomponent is segregated to form a segregation phase mainly containing Mg and Si. In the present invention, by forming this segregation phase, it is possible to prevent the diffusion of Si into the grains, and to improve the dielectric constant without changing the blending ratio of other main components and subcomponents. Can do. Therefore, the dielectric constant can be improved while maintaining desired characteristics, particularly desired electrical characteristics (for example, IR temperature dependency, capacitance temperature characteristics, etc.).

なお、本発明において、偏析相とは、誘電体層中において、Mgの酸化物やSiの酸化物、その他の添加副成分が偏析し、主として主成分から構成されている主相と比較して、これらの添加副成分が高濃度に存在している部分を意味する。特に、上記偏析相は、主相と比較してSiの含有比率が10倍以上の濃度となっていることが好ましい。   In the present invention, the segregation phase is compared with a main phase mainly composed of main components in which the oxide of Mg, the oxide of Si, and other additive subcomponents segregate in the dielectric layer. , Means a portion where these added subcomponents are present in high concentration. In particular, the segregation phase preferably has a Si content ratio of 10 or more times that of the main phase.

本発明においては、前記誘電体層の断面積における前記偏析相の割合が、前記誘電体層全体を100%としたときに、面積比で、好ましくは0%より大きく、30%未満、より好ましくは2%以上、25%以下である。前記偏析相の割合が多すぎると、逆に誘電率が悪化してしまうとともに、IR(絶縁抵抗)温度依存性が低下してしまう傾向にある。   In the present invention, when the ratio of the segregation phase in the cross-sectional area of the dielectric layer is 100% of the entire dielectric layer, the area ratio is preferably greater than 0% and less than 30%, more preferably Is 2% or more and 25% or less. When the ratio of the segregation phase is too large, the dielectric constant is deteriorated, and the IR (insulation resistance) temperature dependency tends to decrease.

本発明においては、前記偏析相の最大径は、好ましくは3μm未満、より好ましくは、0.1〜2.5μmである。偏析相の最大径が大きすぎると、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。   In the present invention, the maximum diameter of the segregation phase is preferably less than 3 μm, more preferably 0.1 to 2.5 μm. When the maximum diameter of the segregation phase is too large, IR temperature dependency tends to increase.

なお、偏析相の最大粒径とは、誘電体層の任意の断面において、最大の粒径を有する偏析相の粒径を意味する。また、本発明において、偏析相の粒径とは、偏析相の端から端までの直線距離のうち、一番長い直線距離を意味する。すなわち、たとえば、偏析相の断面形状が円形状の場合には、その直径の長さを意味し、偏析相の断面形状が楕円形状の場合には、その長辺の長さを意味する。   The maximum particle size of the segregation phase means the particle size of the segregation phase having the maximum particle size in an arbitrary cross section of the dielectric layer. In the present invention, the particle size of the segregation phase means the longest linear distance among the linear distances from end to end of the segregation phase. That is, for example, when the cross-sectional shape of the segregation phase is circular, it means the length of its diameter, and when the cross-sectional shape of the segregation phase is elliptical, it means the length of its long side.

本発明においては、前記誘電体層における前記Mgの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、MgO換算で0.5〜11モル、より好ましくは0.8〜10モルである。Mgの酸化物の含有量が少なすぎると、前記偏析相が形成し難くなり、誘電率を向上させることが困難になる傾向にある。一方、含有量が多すぎると、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。   In the present invention, the content of the Mg oxide in the dielectric layer is 0.5 to 11 mol, more preferably 0.8 to 10 mol in terms of MgO with respect to 100 mol of the main component. . If the content of Mg oxide is too small, the segregation phase is difficult to form, and it tends to be difficult to improve the dielectric constant. On the other hand, when the content is too large, the IR temperature dependency tends to increase.

本発明においては、前記誘電体層における前記Siの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、SiO換算で0.01〜2.0モル、より好ましくは0.5〜2.0モルである。Siの酸化物の含有量が少なすぎると、焼結が困難となる傾向にある。一方、含有量が多すぎると、誘電体層の断面積における偏析相の割合が高くなりすぎてしまい、誘電率が低下してしまうとともに、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。 In the present invention, the content of the Si oxide in the dielectric layer is 0.01 to 2.0 mol, more preferably 0.5 to 2 in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component. 0.0 mole. When the content of Si oxide is too small, sintering tends to be difficult. On the other hand, when the content is too large, the ratio of the segregation phase in the cross-sectional area of the dielectric layer becomes too high, the dielectric constant decreases, and the IR temperature dependency tends to increase.

好ましくは、前記チタン酸バリウムのBaとTiとの比が0.998≦Ba/Ti≦1.020である。BaとTiとの比(Ba/Ti)が小さすぎると、焼成時に粒成長しすぎてしまい、静電容量の温度特性が低下してしまい、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC=±22%以内)を満たさなくなってしまう傾向にある。一方、BaとTiとの比が大きすぎると、焼結が困難となる傾向にある。   Preferably, the ratio of Ba and Ti in the barium titanate is 0.998 ≦ Ba / Ti ≦ 1.020. If the ratio of Ba to Ti (Ba / Ti) is too small, grains will grow too much during firing, and the temperature characteristics of the capacitance will decrease, resulting in EIA standard X6S characteristics (−55 to 105 ° C., ΔC). = ± 22% or less). On the other hand, if the ratio of Ba and Ti is too large, sintering tends to be difficult.

本発明においては、好ましくは、前記誘電体層は、副成分として、Mnの酸化物、Baの酸化物、Caの酸化物、Tiの酸化物およびRの酸化物(ただし、RはSc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,YbおよびLuから選択される少なくとも1種)を、さらに含有し、
前記主成分100モルに対する各酸化物の含有量が、それぞれ、MnO、BaO、CaO、TiO、R換算で、
Mnの酸化物:0.1〜0.5モル、
Baの酸化物:0.01〜2モル、
Caの酸化物:0.01〜2モル、
Tiの酸化物:0.5〜11モル、
Rの酸化物 :0.01〜3.0モル、
であり、
より好ましくは、
Mnの酸化物:0.1〜0.3モル、
Baの酸化物:0.01〜1.0モル、
Caの酸化物:0.01〜1.0モル、
Tiの酸化物:0.8〜10モル、
Rの酸化物 :0.01〜2.5モル、
である。
In the present invention, preferably, the dielectric layer includes, as a subcomponent, an oxide of Mn, an oxide of Ba, an oxide of Ca, an oxide of Ti, and an oxide of R (where R is Sc, Y , La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu),
The content of each oxide with respect to 100 moles of the main component is calculated in terms of MnO, BaO, CaO, TiO 2 and R 2 O 3 , respectively.
Mn oxide: 0.1 to 0.5 mol,
Ba oxide: 0.01 to 2 mol,
Ca oxide: 0.01-2 mol,
Ti oxide: 0.5 to 11 mol,
R oxide: 0.01-3.0 mol,
And
More preferably,
Mn oxide: 0.1 to 0.3 mol,
Ba oxide: 0.01-1.0 mol,
Ca oxide: 0.01 to 1.0 mol,
Ti oxide: 0.8 to 10 mol,
R oxide: 0.01-2.5 mol,
It is.

本発明においては、前記Rの酸化物が、Yの酸化物、Tbの酸化物、Dyの酸化物、Ybの酸化物であることが好ましく、これらのなかでも、特にYの酸化物が好ましい。   In the present invention, the oxide of R is preferably an oxide of Y, an oxide of Tb, an oxide of Dy, or an oxide of Yb, and among these, an oxide of Y is particularly preferable.

本発明のセラミック電子部品の製造方法は、
上記いずれかのセラミック電子部品を製造する方法であって、
前記誘電体層を形成することとなる副成分の原料として、MgTiO粉末を使用することを特徴とする。
The method for producing a ceramic electronic component of the present invention includes
A method for producing any one of the above ceramic electronic components,
Examples subcomponent materials will form the dielectric layer, characterized by the use of MgTiO 3 powder.

本発明の製造方法においては、副成分の原料として、MgとTiとの複合酸化物であるMgTiO粉末を使用する。本発明では、このようにMgTiO粉末を使用するため、焼成後の誘電体層中において、MgとともにSiを偏析させることができ、粒内へのSiの拡散を有効に防止することができる。そのため、本発明の製造方法によれば、主にMgとSiとを含有する偏析相を、効果的に形成することができる。 In the production method of the present invention, MgTiO 3 powder, which is a composite oxide of Mg and Ti, is used as a raw material for the subcomponent. In the present invention, since MgTiO 3 powder is used in this way, Si can be segregated together with Mg in the fired dielectric layer, and the diffusion of Si into the grains can be effectively prevented. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a segregation phase mainly containing Mg and Si can be effectively formed.

本発明の製造方法においては、前記MgTiO粉末として、平均粒径が、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.01〜0.2μmであるMgTiO粉末を使用する。副成分原料として使用するMgTiO粉末の平均粒径が大きすぎると、誘電体層の断面積における偏析相の割合が高くなりすぎてしまい、誘電率が低下してしまうとともに、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。前記MgTiO粉末の平均粒径は、たとえばレーザー回折法などの光散乱を利用した方法により、体積基準累積50%径(D50径)を測定することにより求めることができる。 In the production method of the present invention, MgTiO 3 powder having an average particle diameter of preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.01 to 0.2 μm is used as the MgTiO 3 powder. If the average particle diameter of the MgTiO 3 powder used as the subcomponent raw material is too large, the ratio of the segregation phase in the cross-sectional area of the dielectric layer becomes too high, the dielectric constant decreases, and the IR temperature dependency is also high. It tends to grow. The average particle diameter of the MgTiO 3 powder can be determined by measuring a volume-based cumulative 50% diameter (D50 diameter) by a method using light scattering such as laser diffraction.

本発明のセラミック電子部品、および本発明の製造方法により得られるセラミック電子部品としては、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 ceramic electronic component of the present invention and the ceramic electronic component obtained by the manufacturing method of the present invention are not particularly limited, but include multilayer ceramic capacitors, piezoelectric elements, chip inductors, chip varistors, chip thermistors, chip resistors, and other surface mounts. (SMD) chip type electronic components are exemplified.

本発明によると、積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品において、これらの電子部品に含有される誘電体層として、主としてMgとSiとを含む偏析相を形成するため、所望の特性、特に所望の電気特性(たとえば、IR温度依存性、静電容量の温度特性など)を維持しつつ、かつ、誘電率を向上させることができる。   According to the present invention, in a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a segregation phase mainly containing Mg and Si is formed as a dielectric layer contained in these electronic components. The dielectric constant can be improved while maintaining the characteristics (for example, IR temperature dependence, capacitance temperature characteristics, etc.).

また、本発明の製造方法によると、副成分の原料として、MgとTiとの複合酸化物であるMgTiO粉末を使用するため、主にMgとSiとを含有する偏析相を、効果的に形成することができる。 In addition, according to the production method of the present invention, MgTiO 3 powder, which is a composite oxide of Mg and Ti, is used as a raw material for subcomponents. Therefore, the segregation phase mainly containing Mg and Si is effectively reduced. Can be formed.

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(A)は本発明の実施例に係る誘電体層の微細構造をEPMA分析して表されたMgの偏析状態を示す写真、図2(B)は本発明の実施例に係る誘電体層の微細構造をEPMA分析して表されたSiの偏析状態を示す写真、図2(C)は偏析相の最大径の測定方法を説明するための図、
図3は本発明の実施例に係る誘電体層のFESEM(電界放射型走査電子顕微鏡)写真である。
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. 2A is a photograph showing the segregation state of Mg expressed by EPMA analysis of the microstructure of the dielectric layer according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is the dielectric according to the embodiment of the present invention. A photograph showing the segregation state of Si expressed by EPMA analysis of the microstructure of the layer, FIG. 2 (C) is a diagram for explaining a method for measuring the maximum diameter of the segregation phase,
FIG. 3 is a FESEM (field emission scanning electron microscope) photograph of a dielectric layer according to an embodiment of the present invention.

積層セラミックコンデンサ1
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。
Multilayer ceramic capacitor 1
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. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the dimension, What is necessary is just to set it as a suitable dimension according to a use.

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 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 are connected to the exposed end surfaces of the alternately arranged internal electrode layers 3 to constitute a capacitor circuit.

誘電体層2
誘電体層2は、誘電体磁器組成物を含有する。
本実施形態においては、上記誘電体磁器組成物は、チタン酸バリウムを含有する主成分と、副成分としてのMgの酸化物およびSiの酸化物とを含有する。さらに、本実施形態の誘電体層2には、主としてMgとSiとを含む偏析相が形成されている。
Dielectric layer 2
The dielectric layer 2 contains a dielectric ceramic composition.
In the present embodiment, the dielectric ceramic composition includes a main component containing barium titanate, and Mg oxide and Si oxide as subcomponents. Furthermore, the segregation phase mainly containing Mg and Si is formed in the dielectric layer 2 of the present embodiment.

主成分として含有されるチタン酸バリウムは、好ましくは、BaとTiとの比が0.998≦Ba/Ti≦1.020である。BaとTiとの比(Ba/Ti)が小さすぎると、焼成時において粒成長しすぎてしまい、静電容量の温度特性が低下してしまい、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC=±22%以内)を満たさなくなってしまう傾向にある。一方、BaとTiとの比が大きすぎると、焼結が困難となる傾向にある。   The barium titanate contained as the main component preferably has a ratio of Ba and Ti of 0.998 ≦ Ba / Ti ≦ 1.020. If the ratio of Ba and Ti (Ba / Ti) is too small, grains will grow too much during firing, and the temperature characteristics of the capacitance will decrease, resulting in EIA standard X6S characteristics (−55 to 105 ° C., ΔC = within ± 22%). On the other hand, if the ratio of Ba and Ti is too large, sintering tends to be difficult.

Mgの酸化物の含有量は、主成分100モルに対して、MgO換算で0.5〜11モル、より好ましくは0.8〜10モルである。Mgの酸化物の含有量が少なすぎると、後述する偏析相が形成し難くなり、誘電率を向上させることが困難になる傾向にある。一方、含有量が多すぎると、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。   The content of the Mg oxide is 0.5 to 11 mol, more preferably 0.8 to 10 mol in terms of MgO with respect to 100 mol of the main component. If the content of Mg oxide is too small, a segregation phase, which will be described later, becomes difficult to form, and it tends to be difficult to improve the dielectric constant. On the other hand, when the content is too large, the IR temperature dependency tends to increase.

Siの酸化物の含有量は、主成分100モルに対して、SiO換算で0.01〜2.0モル、より好ましくは0.5〜2.0モルである。Siの酸化物の含有量が少なすぎると、焼結が困難となる傾向にある。一方、含有量が多すぎると、誘電体層の断面積における偏析相の割合が高くなりすぎてしまい、誘電率が悪化してしまうとともに、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。 The content of the Si oxide is 0.01 to 2.0 mol, more preferably 0.5 to 2.0 mol in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component. When the content of Si oxide is too small, sintering tends to be difficult. On the other hand, when the content is too large, the ratio of the segregation phase in the cross-sectional area of the dielectric layer becomes too high, the dielectric constant deteriorates, and the IR temperature dependency tends to increase.

本実施形態の誘電体層2には、主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されている。この偏析相2は、上述したMgの副成分およびSiの副成分の少なくとも一部が偏析することにより形成されている。   In the dielectric layer 2 of the present embodiment, a segregation phase mainly including Mg and Si is formed. The segregation phase 2 is formed by segregation of at least part of the Mg subcomponent and the Si subcomponent described above.

本実施形態では、誘電体層2にMgとSiとを有する偏析相を形成することにより、粒内へのSiの拡散を防止することができる。そのため、その他の主成分および副成分の配合比を変更することなく、誘電率を向上させることができ、所望の特性、特に所望の電気特性を維持しつつ、かつ、誘電率を向上させることができる。なお、本実施形態の偏析相は、主として主成分から構成されている主相と比較して、Siの含有比率が10倍以上の濃度となっていることが好ましい。   In the present embodiment, by forming a segregation phase having Mg and Si in the dielectric layer 2, diffusion of Si into the grains can be prevented. Therefore, the dielectric constant can be improved without changing the mixing ratio of other main components and subcomponents, and the dielectric constant can be improved while maintaining desired characteristics, particularly desired electrical characteristics. it can. In addition, it is preferable that the segregation phase of this embodiment has a Si content ratio of 10 times or more as compared with a main phase mainly composed of main components.

上記偏析相の誘電体層2中における含有割合は、誘電体層2の断面積における面積比において、誘電体層2全体を100%としたときに、好ましくは0%より大きく、30%未満、より好ましくは2%以上、25%以下である。偏析相の割合が多すぎると、誘電率が低下してしまうとともに、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。   The content ratio of the segregation phase in the dielectric layer 2 is preferably greater than 0% and less than 30% when the entire dielectric layer 2 is 100% in the area ratio in the cross-sectional area of the dielectric layer 2. More preferably, it is 2% or more and 25% or less. When the ratio of the segregation phase is too large, the dielectric constant decreases and the IR temperature dependency tends to increase.

また、上記偏析相の最大径は、好ましくは3μm未満、より好ましくは0.1〜2.5μmである。偏析相の最大径が大きすぎると、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。   The maximum diameter of the segregation phase is preferably less than 3 μm, more preferably 0.1 to 2.5 μm. When the maximum diameter of the segregation phase is too large, IR temperature dependency tends to increase.

なお、上記偏析相2中には、MgおよびSiは、それぞれの酸化物あるいは複合酸化物として含有される。また、偏析相2中には、MgおよびSi以外の元素たとえば、Tiなどが含有されていても良い。   In the segregation phase 2, Mg and Si are contained as respective oxides or composite oxides. Further, the segregation phase 2 may contain elements other than Mg and Si, such as Ti.

本実施形態においては、上述したMgおよびSiの酸化物以外に、Mnの酸化物、Baの酸化物、Caの酸化物、Tiの酸化物およびRの酸化物(ただし、RはSc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,YbおよびLuから選択される少なくとも1種)を、さらに含有していることが好ましい。   In the present embodiment, in addition to the Mg and Si oxides described above, an oxide of Mn, an oxide of Ba, an oxide of Ca, an oxide of Ti, and an oxide of R (wherein R is Sc, Y, It is preferable to further contain at least one selected from La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu).

Mnの酸化物、Baの酸化物、Caの酸化物、Tiの酸化物およびRの酸化物の含有量は、主成分100モルに対して、それぞれ、MnO、BaO、CaO、TiO、R換算で、
Mnの酸化物:0.1〜0.5モル、
Baの酸化物:0.01〜2モル、
Caの酸化物:0.01〜2モル、
Tiの酸化物:0.5〜11モル、
Rの酸化物 :0.01〜3.0モル、
であることが好ましく、
より好ましくは、
Mnの酸化物:0.1〜0.3モル、
Baの酸化物:0.01〜1.0モル、
Caの酸化物:0.01〜1.0モル、
Tiの酸化物:0.8〜10モル、
Rの酸化物 :0.01〜2.5モル、
である。
The contents of Mn oxide, Ba oxide, Ca oxide, Ti oxide, and R oxide are respectively MnO, BaO, CaO, TiO 2 and R 2 with respect to 100 mol of the main component. O 3 conversion
Mn oxide: 0.1 to 0.5 mol,
Ba oxide: 0.01 to 2 mol,
Ca oxide: 0.01-2 mol,
Ti oxide: 0.5 to 11 mol,
R oxide: 0.01-3.0 mol,
It is preferable that
More preferably,
Mn oxide: 0.1 to 0.3 mol,
Ba oxide: 0.01-1.0 mol,
Ca oxide: 0.01 to 1.0 mol,
Ti oxide: 0.8 to 10 mol,
R oxide: 0.01-2.5 mol,
It is.

Mnの酸化物は、焼結を促進する効果と、IR(絶縁抵抗)を高くする効果と、高温負荷寿命を向上させる効果とがある。Mnの酸化物の含有量が少なすぎると、上述の効果が得られなくなるとともに、静電容量の温度特性が低下してしまい、EIA規格のX6S特性を満たさなくなってしまう傾向にある。多すぎると、比誘電率が低下する傾向にある。   The oxide of Mn has the effect of promoting sintering, the effect of increasing IR (insulation resistance), and the effect of improving the high temperature load life. If the content of the Mn oxide is too small, the above-described effects cannot be obtained, and the temperature characteristics of the capacitance are lowered, and the X6S characteristics of the EIA standard tend not to be satisfied. When the amount is too large, the relative permittivity tends to decrease.

Baの酸化物およびCaの酸化物は、誘電体層2の焼結性を向上させる効果がある。Baの酸化物、Caの酸化物の含有量が少なすぎると焼結が困難となる傾向にあり、多すぎると誘電率が低下してしまう傾向にある。   The oxide of Ba and the oxide of Ca have the effect of improving the sinterability of the dielectric layer 2. If the content of Ba oxide and Ca oxide is too small, sintering tends to be difficult, and if too much, the dielectric constant tends to decrease.

なお、Baの酸化物およびCaの酸化物は、上述のSiの酸化物とともに、(Ba,Ca)SiO2+x で表される複合酸化物の形態で添加されることにより、特に焼結性を向上させることができる。 The Ba oxide and Ca oxide, together with the above-described Si oxide, are added in the form of a composite oxide represented by (Ba, Ca) x SiO 2 + x , so that the sinterability is particularly improved. Can be improved.

Tiの酸化物は、後述するようにMgTiO粉末として、誘電体層2を構成する誘電体磁器組成物に含有され、本実施形態では、上述したMgの酸化物をTiとの複合酸化物であるMgTiOとして添加することにより、上述の偏析相を効果的に形成することができる。 The oxide of Ti is contained in the dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer 2 as MgTiO 3 powder as will be described later. In this embodiment, the above-described Mg oxide is a composite oxide with Ti. By adding as a certain MgTiO 3 , the above-mentioned segregation phase can be effectively formed.

Rの酸化物は、高温負荷寿命を向上させる効果を示す。Rの酸化物の含有量が少なすぎると、このような効果が不十分となり、容量温度特性が悪くなってしまう。一方、含有量が多すぎると、焼結性が悪化する傾向にある。なお、上記Rの酸化物のなかでも、Yの酸化物、Tbの酸化物、Dyの酸化物、Ybの酸化物が好ましく、特にYの酸化物が好ましい。   The oxide of R exhibits the effect of improving the high temperature load life. If the content of the oxide of R is too small, such an effect is insufficient and the capacity-temperature characteristics are deteriorated. On the other hand, if the content is too large, the sinterability tends to deteriorate. Among the oxides of R, a Y oxide, a Tb oxide, a Dy oxide, and a Yb oxide are preferable, and a Y oxide is particularly preferable.

誘電体層2の厚みは、特に限定されないが、一層あたり4.5μm以下であることが好ましく、より好ましくは3.5μm以下、さらに好ましくは3.0μm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 4.5 μm or less per layer, more preferably 3.5 μm or less, and even more preferably 3.0 μm or less. Although the minimum of thickness is not specifically limited, For example, it is about 0.5 micrometer.

内部電極層3
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、比較的安価な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。また、内部電極層3は、市販の電極を使用して形成してもよい。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。
Internal electrode layer 3
The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but a relatively inexpensive 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. Moreover, you may form the internal electrode layer 3 using a commercially available electrode. What is necessary is just to determine the thickness of the internal electrode layer 3 suitably according to a use etc.

外部電極4
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すればよい。
External electrode 4
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. What is necessary is just to determine the thickness of the external electrode 4 suitably according to a use etc.

積層セラミックコンデンサ1の製造方法
本実施形態の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。
Manufacturing Method of Multilayer Ceramic Capacitor 1 The multilayer ceramic capacitor of the present embodiment is the same as the conventional multilayer ceramic capacitor, in which a green chip is produced by a normal printing method or sheet method using a paste, 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製する。   First, a dielectric ceramic composition powder contained in a dielectric layer paste is prepared, and this is made into a paint to prepare a 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、上記した主成分および副成分の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 main component and subcomponent oxides and mixtures thereof, and composite oxides can be used. In addition, various compounds that become the above oxides and composite oxides by firing, For example, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, organometallic compounds, and the like can be appropriately selected and used in combination. 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.

本実施形態においては、上記誘電体層2中に含有されるMgの酸化物、およびTiの酸化物の原料として、MgとTiとの複合酸化物であるMgTiO粉末を使用する。これらの酸化物の原料としてMgTiO粉末を使用することにより、焼成後の誘電体層2において、主としてMgとSiとを有する偏析相を効果的に形成させることができる。なお、本実施形態では、Mgの酸化物およびTiの酸化物の原料を、MgTiOの形態とすることにより、効果的にSiを偏析させることができ、結果として、主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されると考えられる。 In the present embodiment, MgTiO 3 powder, which is a composite oxide of Mg and Ti, is used as a raw material for the Mg oxide and Ti oxide contained in the dielectric layer 2. By using MgTiO 3 powder as a raw material for these oxides, a segregation phase mainly containing Mg and Si can be effectively formed in the dielectric layer 2 after firing. In this embodiment, Si can be effectively segregated by using the Mg oxide and Ti oxide raw materials in the form of MgTiO 3 , and as a result, mainly contains Mg and Si. It is thought that a segregation phase is formed.

上記MgTiO粉末は、たとえば、MgCOなどのMg原料とTiOなどのTi原料とをボールミルなどを使用して水系で混合し、次いで、仮焼きし、得られた仮焼き物を粉砕することにより調製することができる。本実施形態では、MgTiO粉末としては、平均粒径が、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.01〜0.2μmである粉末を使用する。MgTiO粉末の平均粒径が大きすぎると、誘電体層2の断面積における偏析相の割合が高くなりすぎてしまい、誘電率が低下してしまうとともに、IR温度依存性が大きくなる傾向にある。 The MgTiO 3 powder is obtained by, for example, mixing an Mg raw material such as MgCO 3 and a Ti raw material such as TiO 2 in a water system using a ball mill or the like, then calcining, and pulverizing the obtained calcined product. Can be prepared. In the present embodiment, as the MgTiO 3 powder, a powder having an average particle diameter of preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.01 to 0.2 μm is used. If the average particle size of the MgTiO 3 powder is too large, the ratio of the segregation phase in the cross-sectional area of the dielectric layer 2 becomes too high, the dielectric constant decreases, and the IR temperature dependency tends to increase. .

また、本実施形態においては、主成分原料粉末とMgTiO粉末とその他の副成分原料粉末とからなる誘電体磁器組成物粉末を調製する方法としては、特に限定されないが、たとえば、まず、主成分原料粉末と、MgTiO粉末以外のその他の副成分原料粉末とを、仮焼きし、得られた仮焼き物にMgTiO粉末を添加・混合する方法や、主成分原料粉末と、MgTiO粉末と、その他の副成分原料粉末とを一度に混合する方法などが挙げられる。 In the present embodiment, the method for preparing the dielectric ceramic composition powder composed of the main component raw material powder, MgTiO 3 powder and other subcomponent raw material powder is not particularly limited. and the raw material powder, and other subcomponent materials powders other than MgTiO 3 powder, and a method of calcining was added and mixed MgTiO 3 powder calcined obtained, the main component raw material powder, and MgTiO 3 powder, Examples include a method of mixing other subcomponent raw material powders at once.

具体的には、たとえば、MgTiO粉末以外のその他の副成分原料粉末を予め焙焼して焙焼粉とし、この焙焼粉と主成分原料粉末とを予め仮焼きし、その後、MgTiO粉末を添加する方法、あるいは、この焙焼粉と主成分原料粉末とMgTiO粉末とを一度に混合する方法などが挙げられる。また、それ以外の方法として、MgTiO粉末以外のその他の副成分原料粉末を、主成分原料粉末の表面に予めコートした状態とし、次いで、MgTiO粉末を添加、混合する方法、または、副成分原料の少なくとも一部を、主成分原料にドープさせた後に、MgTiO粉末と残りの副成分原料粉末とを添加、混合する方法も例示される。 Specifically, for example, other subcomponent raw material powders other than MgTiO 3 powder are pre-baked to make a roasted powder, and the roasted powder and the main component raw material powder are calcined in advance, and then MgTiO 3 powder Or a method of mixing the roasted powder, the main component raw material powder, and the MgTiO 3 powder at once. In addition, as another method, other subcomponent raw material powders other than MgTiO 3 powder are pre-coated on the surface of the main component raw material powder, and then MgTiO 3 powder is added and mixed, or subcomponents An example is a method in which at least a part of the raw material is doped into the main component raw material, and then the MgTiO 3 powder and the remaining subcomponent raw material powder are added and mixed.

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 obtained 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.

なお、上記内部電極層用ペースト、外部電極用ペーストは、それぞれ市販の電極用ペーストを使用してもよく、あるいは市販の電極用材料をペースト化したものを使用してもよい。   The internal electrode layer paste and the external electrode paste may be commercially available electrode pastes, or may be pastes of commercially available electrode materials.

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、たとえば、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等の基板上に印刷、積層し、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 the printing method is used, the dielectric layer paste and the internal electrode layer paste are printed and laminated on a substrate such as PET, cut into a predetermined shape, and then peeled 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。脱バインダ条件としては、昇温速度を好ましくは5〜300℃/時間、保持温度を好ましくは180〜400℃、温度保持時間を好ましくは0.5〜24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。   Before firing, the green chip is subjected to binder removal processing. As binder removal conditions, the temperature rising rate is preferably 5 to 300 ° C./hour, the holding temperature is preferably 180 to 400 ° C., and the temperature holding time is preferably 0.5 to 24 hours. The firing atmosphere is air or a reducing atmosphere.

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、10−7〜10−3Paとすることが好ましい。酸素分圧が上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 −7 to 10 −3 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1200〜1300℃である。保持温度が上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 1200-1300 degreeC. If the holding temperature is less than the above range, the densification is insufficient. 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できる。 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 can be 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、10−1〜10Pa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 −1 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。保持温度が上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、高温負荷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、高温負荷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 high temperature load life is likely to be shortened. On the other hand, when 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, and the high temperature is increased. The load 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塗布して焼成し、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 main body obtained as described above is subjected to end face polishing, for example, by barrel polishing or sand blasting, and the external electrode paste is applied and fired 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.

本実施形態では、誘電体層2には、主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されている。そのため、粒内へのSiの拡散を防止することができ、その他の主成分および副成分の配合比を変更することなく、誘電体層2の誘電率を向上させることができる。そのため、積層セラミックコンデンサ1において、所望の特性、特に所望の電気特性を維持しつつ、かつ、誘電率を向上させることができる。   In the present embodiment, a segregation phase mainly including Mg and Si is formed on the dielectric layer 2. Therefore, the diffusion of Si into the grains can be prevented, and the dielectric constant of the dielectric layer 2 can be improved without changing the blending ratio of other main components and subcomponents. Therefore, in the multilayer ceramic capacitor 1, it is possible to improve the dielectric constant while maintaining desired characteristics, particularly desired electrical characteristics.

さらに、本実施形態の製造方法においては、Mgの酸化物、およびTiの酸化物の原料として、MgおよびTiの複合酸化物であるMgTiO粉末を使用する。そのため、主としてMgとSiとを有する偏析相を効果的に形成することができる。 Furthermore, in the manufacturing method of the present embodiment, MgTiO 3 powder, which is a composite oxide of Mg and Ti, is used as a raw material for Mg oxide and Ti oxide. Therefore, a segregation phase mainly containing Mg and Si can be effectively formed.

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 has been 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、本発明に係るセラミック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、本発明に係るセラミック電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記構成の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 ceramic electronic component according to the present invention. However, the ceramic electronic component according to the present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor, and has a dielectric layer having the above configuration. Anything 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
まず、誘電層を構成する誘電体磁器組成物を調製するための出発原料として、平均粒径0.2μmの主成分原料粉末(BaTiO、Ba/Ti=1.005)および以下に示す各副成分原料を用意した。
MnO :0.1モル
:0.2モル
BaO :0.6モル
CaO :0.2モル
SiO :0.8モル
MgO :1.0モル
上記各副成分の添加量は、主成分であるBaTiO100モルに対するモル数である。
Example 1
First, as a starting material for preparing a dielectric ceramic composition constituting the dielectric layer, a main component raw material powder (BaTiO 3 , Ba / Ti = 1.005) having an average particle size of 0.2 μm and each of the sub-materials shown below Ingredient raw materials were prepared.
MnO: 0.1 mol Y 2 O 3 : 0.2 mol BaO: 0.6 mol CaO: 0.2 mol SiO 2 : 0.8 mol MgO: 1.0 mol The amount of each subcomponent added is mainly It is the number of moles relative to 100 moles of BaTiO 3 as a component.

次に、これらの主成分および各副成分の原料粉末と、MgTiO粉末とを、ボールミルにより16時湿式混合し、乾燥させて誘電体磁器組成物粉末とした。なお、MgTiO粉末は、MgCO粉末とTiO粉末とを秤量し、溶媒として水を使用して、ボールミルにて混合し、次いで、1300℃および3時間の条件で仮焼きし、得られた仮焼き物を、再度、溶媒として水を使用して、ボールミルにて粉砕し、0.3μm以下とすることにより調製した。また、本実施例では、MgTiO粉末の添加量を表1に示すようにそれぞれ変化させ、MgTiO粉末の添加量がぞれぞれ異なる試料番号1〜7の各試料を調製した。 Next, the raw material powders of these main components and subcomponents and MgTiO 3 powder were wet-mixed for 16 hours by a ball mill and dried to obtain a dielectric ceramic composition powder. The MgTiO 3 powder was obtained by weighing MgCO 3 powder and TiO 2 powder, mixing with a ball mill using water as a solvent, and then calcining under conditions of 1300 ° C. and 3 hours. The calcined product was again prepared by pulverizing with a ball mill using water as a solvent to 0.3 μm or less. In this example, the addition amount of MgTiO 3 powder was changed as shown in Table 1, and samples Nos. 1 to 7 having different addition amounts of MgTiO 3 powder were prepared.

次いで、得られた乾燥後の誘電体磁器組成物粉末100重量部と、ポリビニルブチラール樹脂10重量部と、可塑剤としてのジブチルフタレート(DOP)5重量部と、溶媒としてのアルコール100重量部とをボールミルで混合してペースト化し、誘電体層用ペーストを得た。   Next, 100 parts by weight of the obtained dielectric ceramic composition powder after drying, 10 parts by weight of polyvinyl butyral resin, 5 parts by weight of dibutyl phthalate (DOP) as a plasticizer, and 100 parts by weight of alcohol as a solvent. The paste was mixed by a ball mill to obtain a dielectric layer paste.

また、本実施例においては内部電極層用ペーストとして、コンデンサ電極用のペースト(導電性粒子として、主にNi粒子を含有するペースト)を使用した。   In this example, a capacitor electrode paste (a paste mainly containing Ni particles as conductive particles) was used as the internal electrode layer paste.

これらのペーストを用い、以下のようにして、図1に示される積層型セラミックチップコンデンサ1を製造した。   Using these pastes, the multilayer ceramic chip capacitor 1 shown in FIG. 1 was manufactured as follows.

まず、得られた誘電体層用ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、PETフィルム上に、乾燥後の厚みが4μmとなるように、グリーンシートを形成した。次いで、このグリーンシートの上に、内部電極層用ペーストを用いて、スクリーン印刷により、厚さ1.5μmの電極パターンを印刷し、電極パターンの印刷されたグリーンシートを製造した。次いで、上記のグリーンシートとは別に、誘電体層用ペーストを用いて、ドクターブレード法にて、PETフィルム上に電極パターンの印刷されていないグリーンシートを製造した。   First, using the obtained dielectric layer paste, a green sheet was formed on a PET film by a doctor blade method so that the thickness after drying was 4 μm. Next, an electrode pattern having a thickness of 1.5 μm was printed on the green sheet by screen printing using the internal electrode layer paste, thereby producing a green sheet on which the electrode pattern was printed. Next, separately from the above green sheet, a green sheet with no electrode pattern printed on the PET film was manufactured by a doctor blade method using the dielectric layer paste.

そして、上記にて製造した各グリーンシートを次の順序にて積層し、得られた積層体を加圧することにより、グリーンチップを製造した。
すなわち、まず、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚みが300μmとなるまで積層した。その上に、電極パターンの印刷されたグリーンシートを5枚積層した。さらにその上に、電極パターンの印刷されていないグリーンシートを合計の厚さが300μmとなるまで積層し、積層体とした。そして、得られた積層体について、温度80℃、圧力1t/cmの条件で加熱・加圧して、グリーンチップを得た。
And each green sheet manufactured above was laminated | stacked in the following order, and the green chip | tip was manufactured by pressing the obtained laminated body.
That is, first, green sheets on which no electrode patterns were printed were laminated until the total thickness reached 300 μm. On top of that, five green sheets printed with electrode patterns were laminated. Further thereon, a green sheet on which no electrode pattern was printed was laminated until the total thickness reached 300 μm to obtain a laminate. The obtained laminate was heated and pressurized under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a pressure of 1 t / cm 2 to obtain a green chip.

次いで、得られたグリーンチップを所定のサイズに切断し、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。
脱バインダ処理条件は、昇温速度:30℃/時間、保持温度:250℃、温度保持時間:8時間、雰囲気:空気中とした。
焼成条件は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1240℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:300℃/時間、雰囲気ガス:加湿したNと0.5〜5体積%のHとの混合ガス(酸素分圧:10−7Pa)とした。
アニール条件は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1050℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:300℃/時間、雰囲気ガス:加湿したNガス(酸素分圧:10−1Pa)とした。
なお、焼成およびアニールの際の雰囲気ガスの加湿には、水温を5〜75℃としたウエッターを用いた。
Next, the obtained 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 conditions were temperature rising rate: 30 ° C./hour, holding temperature: 250 ° C., temperature holding time: 8 hours, and atmosphere: in the air.
Firing conditions are: temperature rising rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1240 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 300 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 and 0.5 to 5% by volume. A mixed gas with H 2 (oxygen partial pressure: 10 −7 Pa) was used.
The annealing conditions were as follows: temperature rising rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1050 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 300 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas (oxygen partial pressure: 10 −1 Pa).
Note that a wetter with a water temperature of 5 to 75 ° C. was used for humidifying the atmospheric gas during firing and annealing.

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1〜7を得た。得られたコンデンサ試料のサイズは、3.2mm×1.6mm×1.0mmであり、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は4とした。   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 samples 1 to 7 of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. The size of the obtained capacitor sample was 3.2 mm × 1.6 mm × 1.0 mm, and the number of dielectric layers sandwiched between internal electrode layers was four.

得られた各コンデンサ試料について、主としてMgとSiとを含有する偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を下記に示す方法により測定した。   For each of the obtained capacitor samples, the area ratio of the segregated phase mainly containing Mg and Si, the maximum diameter of the segregated phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance were measured by the following methods. .

偏析相の面積比、偏析相の最大径
まず、得られたコンデンサ試料を内部電極に垂直な面で切断し、切断面を研磨した。次いで、この研磨面についてEPMA分析を行い、Mg元素およびSi元素の元素マッピングの結果から、主としてMgとSiとを含有する偏析相の面積比および最大径を測定した。結果を表1に示す。なお、EPMA分析は、研磨面のうち誘電体層部分について行い、観察視野30×30μmとした。また、観察に際しては、内部電極部分が観察視野内に入らないような領域を選択した。
Area ratio of segregation phase, maximum diameter of segregation phase First, the obtained capacitor sample was cut along a plane perpendicular to the internal electrode, and the cut surface was polished. Next, EPMA analysis was performed on the polished surface, and the area ratio and maximum diameter of the segregated phase mainly containing Mg and Si were measured from the results of element mapping of the Mg element and the Si element. The results are shown in Table 1. The EPMA analysis was performed on the dielectric layer portion of the polished surface, and the observation field of view was 30 × 30 μm. In observation, a region was selected in which the internal electrode portion did not enter the observation field.

なお、図2(A)に実施例3の試料番号12のMg元素の元素マッピングの写真を、図2(B)に同じ部分のSi元素の元素マッピングの写真をそれぞれ示す。また、図2(C)は、偏析相の最大径の測定方法を説明するための図である。すなわち、本実施例においては、まず、図2(C)に示すように、偏析相の端から端までの直線距離のうち、一番長い直線の長さを偏析相の粒径とし、各偏析相の粒径を測定した。そして、測定の結果、得られた各偏析相の粒径のうち最大のものを、偏析相の最大径とした。   2A shows an element mapping photograph of the Mg element of Sample No. 12 in Example 3, and FIG. 2B shows an element mapping photograph of the Si element of the same portion. FIG. 2C is a diagram for explaining a method for measuring the maximum diameter of the segregation phase. That is, in this example, first, as shown in FIG. 2 (C), the length of the longest straight line among the linear distances from the end of the segregation phase is defined as the segregation phase particle size. The particle size of the phase was measured. As a result of the measurement, the maximum particle size of the segregated phases obtained was determined as the maximum diameter of the segregated phase.

FESEM(電界放射型走査電子顕微鏡)測定
得られたコンデンサ試料について、上記と同様にして、内部電極に垂直な面で切断し、切断面を研磨した。そして、この研磨面について、FESEM(電界放射型走査電子顕微鏡)により、誘電体層の測定を行った。測定の結果得られた写真を図3に示す。なお、図3は、試料番号6の写真である。図3より、偏析相の大きさが確認できる。
The capacitor sample obtained by FESEM (field emission scanning electron microscope) measurement was cut in a plane perpendicular to the internal electrode in the same manner as described above, and the cut surface was polished. And about this grinding | polishing surface, the dielectric material layer was measured by FESEM (field emission type scanning electron microscope). A photograph obtained as a result of the measurement is shown in FIG. FIG. 3 is a photograph of sample number 6. From FIG. 3, the size of the segregation phase can be confirmed.

誘電率ε
まず、コンデンサ試料に対し、基準温度25℃において、デジタルLCRメータ(YHP社製4284A)にて、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの信号を入力し、静電容量Cを測定した。誘電率ε(単位なし)は、誘電体層の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Cとに基づき算出した。誘電率εは大きいほど好ましい。結果を表1に示す。
Dielectric constant ε
First, at a reference temperature of 25 ° C., a capacitor with a frequency of 1 kHz and an input signal level (measurement voltage) of 1.0 Vrms is input with a digital LCR meter (YHP 4284A), and the capacitance C is measured. did. The dielectric constant ε (no unit) was calculated based on the thickness of the dielectric layer, the effective electrode area, and the capacitance C obtained as a result of the measurement. A larger dielectric constant ε is preferable. The results are shown in Table 1.

IR温度依存性
まず、コンデンサ試料について、25℃における絶縁抵抗IR25、および180℃における絶縁抵抗IR180を、それぞれ測定した。絶縁抵抗の測定は、絶縁抵抗計(アドバンテスト社製R8340A)を用い、25℃および180℃において、DC7V/μmを60秒間印加した後の絶縁抵抗IR(単位はΩ)を測定した。次いで、絶縁抵抗値IR180とIR25との比(IR180/IR25)を算出した。本実施例においては、IR180/IR25が1/4以上となった試料を良好とした。結果を表1に示す。なお、表1においては、IR180/IR25が1/4以上となった試料を「○」、1/4未満となった試料を「×」とした。
IR Temperature Dependence First, with respect to the capacitor sample, an insulation resistance IR 25 at 25 ° C. and an insulation resistance IR 180 at 180 ° C. were measured. The insulation resistance was measured by using an insulation resistance meter (R8340A manufactured by Advantest) at 25 ° C. and 180 ° C., and measuring the insulation resistance IR (unit: Ω) after applying DC 7 V / μm for 60 seconds. Subsequently, the ratio (IR 180 / IR 25 ) between the insulation resistance values IR 180 and IR 25 was calculated. In this example, a sample having IR 180 / IR 25 of ¼ or more was considered good. The results are shown in Table 1. In Table 1, samples with IR 180 / IR 25 of ¼ or more were designated as “◯”, and samples with less than ¼ were designated as “x”.

静電容量の温度特性
コンデンサ試料について、−55℃、25℃および105℃の各温度における静電容量を測定し、25℃における静電容量に対する−55℃および105℃での静電容量の変化率△C(単位は%)を算出した。静電容量の変化率は、0%に近い(絶対値が小さい)ほうが好ましい。本実施例では、静電容量の変化率が、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC=±22%以内)を満たしている試料を良好とした。結果を表1に示す。なお、表1においては、X6S特性を満足する試料を「○」、X6S特性を満足しない試料を「×」とした。
Capacitance Temperature Characteristics Capacitor samples were measured for capacitance at −55 ° C., 25 ° C., and 105 ° C., and changes in capacitance at −55 ° C. and 105 ° C. with respect to capacitance at 25 ° C. The rate ΔC (unit:%) was calculated. The rate of change in capacitance is preferably close to 0% (small absolute value). In this example, a sample in which the rate of change in electrostatic capacitance satisfies the X6S characteristic of the EIA standard (−55 to 105 ° C., ΔC = within ± 22%) is considered good. The results are shown in Table 1. In Table 1, samples that satisfy the X6S characteristics are indicated by “◯”, and samples that do not satisfy the X6S characteristics are indicated by “X”.

Figure 0004661203
Figure 0004661203

評価1
表1に試料1〜7の副成分の添加量、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を示す。
表1に示すように、MgTiOの添加量を、主成分100モルに対して、0モルより多く、10モル以下とした実施例の試料2〜6は、主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されており、かつ、偏析相の面積比および偏析相の最大径が、本発明の好ましい範囲内となり、誘電率が高く、IR温度依存性、静電容量の温度特性も良好な結果となった。特に、実施例3の試料番号12のMgの偏析およびSiの偏析の写真である図2(A)、図2(B)に示すように、Mgの偏析(図2(A))と、Siの偏析(図(B))とは、ほぼ同じ場所に起こっており、実施例1の各試料においても同様の傾向が確認できた。すなわち、主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されていることが確認できる。
Evaluation 1
Table 1 shows the added amount of subcomponents of Samples 1 to 7, the area ratio of the segregation phase, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the capacitance temperature characteristics.
As shown in Table 1, Samples 2 to 6 of Examples in which the addition amount of MgTiO 3 is more than 0 mole and less than or equal to 10 moles with respect to 100 moles of the main component are segregated phases mainly containing Mg and Si. And the area ratio of the segregation phase and the maximum diameter of the segregation phase are within the preferred range of the present invention, the dielectric constant is high, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance are also good. became. In particular, as shown in FIGS. 2A and 2B which are photographs of Mg segregation and Si segregation of sample number 12 of Example 3, Mg segregation (FIG. 2A) and Si The segregation (FIG. (B)) occurred in almost the same place, and the same tendency was confirmed in each sample of Example 1. That is, it can be confirmed that a segregation phase mainly containing Mg and Si is formed.

一方で、副成分の原料としてMgTiOを添加しなかった比較例の試料1では、MgとSiとを有する偏析相が形成されず、実施例の試料2〜6と比較して、誘電率が低くなる結果となった。 On the other hand, in the sample 1 of the comparative example in which MgTiO 3 was not added as a raw material of the subcomponent, a segregation phase having Mg and Si was not formed, and the dielectric constant was higher than that of the samples 2 to 6 of the examples. The result was lower.

なお、MgTiOの添加量を11モルとした参考例の試料7は、偏析相の最大径が3μmとなり、誘電率は4000と高くすることができたが、IR温度依存性に劣る結果となってしまった。 In addition, sample 7 of the reference example in which the addition amount of MgTiO 3 was 11 mol had a maximum segregation phase diameter of 3 μm and a dielectric constant as high as 4000, but it was inferior in IR temperature dependency. I have.

これらの結果より、他の電気特性(たとえば、IR温度依存性、静電容量の温度特性)を維持しつつ、誘電率を向上させるためには、主としてMgとSiとを有する偏析相を形成することが望ましく、好ましくは、偏析相の最大径が3μm未満であることが確認できた。さらに、上記の結果より、副成分の原料として、MgTiO粉末の形態で添加することにより、主としてMgとSiとを有する偏析相を、効果的に形成することができることが確認でき、特に、MgTiO粉末の添加量を主成分100モルに対して、10モル以下とすることが好ましいことが確認できた。 From these results, in order to improve the dielectric constant while maintaining other electrical characteristics (for example, IR temperature dependence, capacitance temperature characteristics), a segregation phase mainly including Mg and Si is formed. It was desirable that, preferably, the maximum diameter of the segregation phase was confirmed to be less than 3 μm. Furthermore, from the above results, it can be confirmed that a segregation phase mainly containing Mg and Si can be effectively formed by adding in the form of MgTiO 3 powder as a subcomponent raw material. It was confirmed that the amount of 3 powder added was preferably 10 mol or less with respect to 100 mol of the main component.

実施例2
実施例1において、MgTiO粉末の代わりに、MgO粉末およびTiO粉末を使用した以外は、実施例1と同様にコンデンサの試料8,9を得て、実施例1と同様に、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を測定した。
Example 2
In Example 1, capacitor samples 8 and 9 were obtained in the same manner as in Example 1 except that MgO powder and TiO 2 powder were used instead of MgTiO 3 powder. The area ratio, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance were measured.

表2に示すように、試料8では、MgO粉末:1モル、TiO粉末:1モルとし、試料9では、MgO粉末:2モル、TiO粉末:1モルとした。なお、試料9においては、焼成後の誘電体層の組成比を、実施例1の試料3と実質的に同じとした。 As shown in Table 2, in sample 8, MgO powder: 1 mol, TiO 2 powder: 1 mol, and in sample 9, MgO powder: 2 mol, TiO 2 powder: 1 mol. In Sample 9, the composition ratio of the dielectric layer after firing was made substantially the same as that of Sample 3 in Example 1.

Figure 0004661203
Figure 0004661203

評価2
表2に試料8,9の副成分の添加量、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を示す。
表2に示すように、MgTiO粉末の代わりに、MgO粉末およびTiO粉末を使用した比較例の試料8および9は、いずれもMgとSiとを有する偏析相が形成されず、誘電率が低くなり、IR温度依存性に劣る結果となった。特に、比較例の試料9は、実施例1の試料3と組成比を実質的に同じとしたにも関わらず、誘電率およびIR温度依存性に劣る結果となった。
Evaluation 2
Table 2 shows the added amounts of subcomponents of Samples 8 and 9, the area ratio of the segregation phase, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance.
As shown in Table 2, in Comparative Examples 8 and 9 using MgO powder and TiO 2 powder instead of MgTiO 3 powder, neither segregation phase containing Mg and Si was formed, and the dielectric constant was As a result, the IR temperature dependency was poor. In particular, the sample 9 of the comparative example was inferior in the dielectric constant and IR temperature dependency although the composition ratio was substantially the same as the sample 3 of the example 1.

実施例3
副成分原料粉末の添加量を表3に示す各添加量とした以外は、実施例1と同様にコンデンサの試料10〜14を得て、実施例1と同様に、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を測定した。特に、実施例3の各試料(試料10〜14)においては、副成分の原料としてMgO粉末を使用しなかった。
Example 3
Except for the addition amount of the subcomponent raw material powders shown in Table 3, the capacitor samples 10 to 14 were obtained in the same manner as in Example 1, and the area ratio of the segregation phase and segregation in the same manner as in Example 1. The maximum diameter of the phase, dielectric constant, IR temperature dependency and capacitance temperature characteristics were measured. In particular, in each sample (samples 10 to 14) of Example 3, MgO powder was not used as a raw material for the accessory component.

Figure 0004661203
Figure 0004661203

評価3
表3に試料10〜14の副成分の添加量、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を示す。
表3に示すように、副成分原料粉末の添加量を変化させた実施例の試料10〜13は、いずれも主としてMgとSiとを有する偏析相が形成されており、かつ、偏析相の面積比および偏析相の最大径が、本発明の好ましい範囲内となり、誘電率が高く、IR温度依存性、静電容量の温度特性も良好な結果となった。この結果より、副成分原料粉末の添加量を変化させた場合においても本発明の作用効果が奏されることが確認できた。
Evaluation 3
Table 3 shows the additive amount of the subcomponents of Samples 10 to 14, the area ratio of the segregation phase, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance.
As shown in Table 3, all the samples 10 to 13 of the examples in which the addition amount of the subcomponent raw material powder was changed had a segregation phase mainly containing Mg and Si, and the area of the segregation phase. The ratio and the maximum diameter of the segregation phase were within the preferred range of the present invention, the dielectric constant was high, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance were good. From this result, it was confirmed that the effects of the present invention were achieved even when the addition amount of the subcomponent raw material powder was changed.

なお、SiOの添加量を本発明の好ましい範囲外とした参考例の試料14は、偏析相の面積比が30%、偏析相の最大径が3μmとなってしまい、誘電率およびIR温度依存性に劣る結果となってしまった。 In addition, in the sample 14 of the reference example in which the addition amount of SiO 2 is outside the preferable range of the present invention, the area ratio of the segregation phase is 30%, the maximum diameter of the segregation phase is 3 μm, and the dielectric constant and IR temperature dependence The result was inferior.

実施例4
実施例1において、MgTiO粉末の代わりに、CaTiO粉末またはSrTiO粉末を使用したこと、およびその他の副成分原料の添加量を変更したこと以外は、実施例1と同様にコンデンサの試料15〜17を得て、実施例1と同様に、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を測定した。なお、CaTiOまたはSrTiOの添加量は、それぞれ表4に示す量とした。
Example 4
In Example 1, in place of the MgTiO 3 powder, that was used CaTiO 3 powder or SrTiO 3 powder, and except for changing the addition amount of the other subcomponent materials, the capacitor in the same manner as in Example 1 Sample 15 To 17 and the area ratio of the segregation phase, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance were measured in the same manner as in Example 1. The amount of CaTiO 3 or SrTiO 3 added was the amount shown in Table 4, respectively.

Figure 0004661203
Figure 0004661203

評価4
表4に試料15〜17の副成分の添加量、偏析相の面積比、偏析相の最大径、誘電率、IR温度依存性および静電容量の温度特性を示す。
表4に示すように、MgTiO粉末の代わりに、MgTiOと同様な結晶構造を有するCaTiO粉末、SrTiO粉末を使用した比較例の試料15〜17は、いずれもMgとSiとを有する偏析相が形成されず、誘電率が低くなる結果となった。
Evaluation 4
Table 4 shows the addition amount of the subcomponents of Samples 15 to 17, the area ratio of the segregation phase, the maximum diameter of the segregation phase, the dielectric constant, the IR temperature dependency, and the temperature characteristics of the capacitance.
As shown in Table 4, in place of the MgTiO 3 powder, samples 15 to 17 of the comparative example using CaTiO 3 powder, SrTiO 3 powder having the same crystal structure as MgTiO 3 are both having Mg and Si A segregation phase was not formed, resulting in a low dielectric constant.

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(A)は本発明の実施例に係る誘電体層の微細構造をEPMA分析して表されたSiの偏析状態を示す写真、図2(B)は本発明の実施例に係る誘電体層の微細構造をEPMA分析して表されたMgの偏析状態を示す写真、図2(C)は偏析相の最大粒径の測定方法を説明するための図である。2A is a photograph showing the segregation state of Si expressed by EPMA analysis of the microstructure of the dielectric layer according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is the dielectric according to the embodiment of the present invention. A photograph showing the segregation state of Mg expressed by EPMA analysis of the fine structure of the layer, FIG. 2C is a diagram for explaining a method for measuring the maximum particle size of the segregation phase. 図3は本発明の実施例に係る誘電体層のFESEM(電界放射型走査電子顕微鏡)写真である。FIG. 3 is a FESEM (field emission scanning electron microscope) photograph of a dielectric layer 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
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
200…偏析相
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Capacitor element main body 2 ... Dielectric layer 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode 200 ... Segregation phase

Claims (8)

誘電体層を含有するセラミック電子部品であって、
前記誘電体層が、チタン酸バリウムを含む主成分と、
Mgの酸化物およびSiの酸化物を含む副成分とを含有し、
前記副成分として、Mnの酸化物、Baの酸化物、Caの酸化物、Tiの酸化物およびRの酸化物(ただし、RはSc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,YbおよびLuから選択される少なくとも1種)を、さらに含有し、
前記主成分100モルに対する各酸化物の含有量が、それぞれ、MnO、BaO、CaO、TiO 、R 換算で、
Mnの酸化物:0.1〜0.5モル、
Baの酸化物:0.01〜2モル、
Caの酸化物:0.01〜2モル、
Tiの酸化物:0.5〜11モル、
Rの酸化物 :0.01〜3.0モル、
であり、
前記誘電体層には、主としてMgとSiとを含む偏析相が形成されていることを特徴とするセラミック電子部品。
A ceramic electronic component containing a dielectric layer,
The dielectric layer comprises a main component comprising barium titanate;
A subcomponent containing Mg oxide and Si oxide,
As the subcomponent, Mn oxide, Ba oxide, Ca oxide, Ti oxide and R oxide (wherein R is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, And at least one selected from Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu),
The content of each oxide with respect to 100 moles of the main component is calculated in terms of MnO, BaO, CaO, TiO 2 and R 2 O 3 , respectively.
Mn oxide: 0.1 to 0.5 mol,
Ba oxide: 0.01 to 2 mol,
Ca oxide: 0.01-2 mol,
Ti oxide: 0.5 to 11 mol,
R oxide: 0.01-3.0 mol,
And
A ceramic electronic component, wherein a segregation phase mainly containing Mg and Si is formed in the dielectric layer.
前記誘電体層の断面積における前記偏析相の割合が、前記誘電体層全体を100%としたときに、面積比で、0%より大きく、30%未満である請求項1に記載のセラミック電子部品。   2. The ceramic electron according to claim 1, wherein a ratio of the segregation phase in a cross-sectional area of the dielectric layer is an area ratio of greater than 0% and less than 30% when the entire dielectric layer is 100%. parts. 前記偏析相の最大径が、3μm未満である請求項1または2に記載のセラミック電子部品。   The ceramic electronic component according to claim 1 or 2, wherein a maximum diameter of the segregation phase is less than 3 µm. 前記誘電体層における前記Mgの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、MgO換算で0.5〜11モルであり、
前記Siの酸化物の含有量が、前記主成分100モルに対して、SiO換算で0.01〜2.0モルである請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック電子部品。
The content of the Mg oxide in the dielectric layer is 0.5 to 11 mol in terms of MgO with respect to 100 mol of the main component,
4. The ceramic electronic component according to claim 1, wherein the content of the Si oxide is 0.01 to 2.0 mol in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of the main component.
前記チタン酸バリウムのBaとTiとの比が0.998≦Ba/Ti≦1.020である請求項1〜4のいずれかに記載のセラミック電子部品。   The ceramic electronic component according to claim 1, wherein a ratio of Ba and Ti in the barium titanate is 0.998 ≦ Ba / Ti ≦ 1.020. 前記Rの酸化物が、Yの酸化物である請求項1〜5のいずれかに記載のセラミック電子部品。 The oxide of R is, the ceramic electronic component according to claim 1 which is an oxide of Y. 請求項1〜のいずれかに記載のセラミック電子部品を製造する方法であって、
前記誘電体層を形成することとなる副成分の原料として、MgTiO粉末を使用することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
A method of manufacturing a ceramic electronic component according to any one of claims 1 to 6
A method for manufacturing a ceramic electronic component, wherein MgTiO 3 powder is used as a raw material of a subcomponent that forms the dielectric layer.
前記MgTiO粉末として、平均粒径が0.3μm以下であるMgTiO粉末を使用する請求項に記載のセラミック電子部品の製造方法。 Examples MgTiO 3 powder, a manufacturing method of a ceramic electronic component according to claim 7 having an average particle size using the MgTiO 3 powder is 0.3μm or less.
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