JP5919847B2 - Multilayer ceramic capacitor - Google Patents

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本発明は、積層セラミックコンデンサに関する。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor.

近年、電子回路の高密度化に伴う電子部品の小型化および高性能化に対する要求は高く、これに伴い、たとえば積層セラミックコンデンサの小型・大容量化が進んでいるが、さらなる特性の向上が求められている。 In recent years, there has been a high demand for downsizing and high performance of electronic components due to higher density of electronic circuits, and for this reason, for example, monolithic ceramic capacitors are becoming smaller and larger capacity, but further improvement of characteristics is required. It has been.

このような要求に対し、たとえば、誘電体層を構成する誘電体磁器において、主成分とは異なる相を存在させることで、特性の向上を図っている。 In response to such a requirement, for example, in a dielectric ceramic that constitutes a dielectric layer, a phase different from the main component is present to improve the characteristics.

たとえば、特許文献1には、ABOで表されるペロブスカイト型化合物を主成分とする誘電体セラミックであって、ABOがたとえばBaTiOであるとき、その結晶粒子は、主成分からなるBaTiO結晶粒子を含むとともに、二次相として、少なくともMg、NiおよびTiを含む結晶性酸化物からなるMg−Ni−Ti−O系結晶性酸化物粒子と、少なくともBaおよびSiを含む結晶性酸化物からなるBa−Si−O系結晶性酸化物粒子とを含むようにすることが記載されている。この誘電体セラミックによれば、熱衝撃に対する耐性が優れた誘電体セラミックを得ることができることが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a dielectric ceramic mainly composed of a perovskite type compound represented by ABO 3 , and when ABO 3 is, for example, BaTiO 3 , the crystal particles are BaTiO 3 composed of the main component. Mg-Ni-Ti-O based crystalline oxide particles comprising crystalline particles and comprising a crystalline oxide containing at least Mg, Ni and Ti as a secondary phase, and a crystalline oxide containing at least Ba and Si And Ba—Si—O-based crystalline oxide particles made of It is described that according to this dielectric ceramic, a dielectric ceramic having excellent resistance to thermal shock can be obtained.

また、特許文献2では、コアシェル構造を有し、キュリー温度が80〜90°Cとなる誘電体磁器が提案されている。 Patent Document 2 proposes a dielectric ceramic having a core-shell structure and a Curie temperature of 80 to 90 ° C.

さらに、特許文献3では、積層セラミックコンデンサを構成している積層誘電体素子本体内部での残留応力、又は積層誘電体素子本体の外表面での残留応力を所定の値以上にすることにより、誘電率が高く且つ取得静電容量の大きい信頼性の高い積層型セラミックコンデンサを得ることができることが記載されている。 Further, in Patent Document 3, the residual stress in the multilayer dielectric element body constituting the multilayer ceramic capacitor or the residual stress in the outer surface of the multilayer dielectric element body is set to a predetermined value or more to increase the dielectric. It is described that a highly reliable multilayer ceramic capacitor having a high rate and a large acquired capacitance can be obtained.

特開2010−024086号公報JP 2010-024086 A 特開2008−239407号公報JP 2008-239407 A WO2005/050679号公報WO2005 / 050679 publication

積層セラミックコンデンサの小型・大容量化の要求に対し、特許文献1においては、実施例は、比較例よりも比誘電率が低下しており、大容量化には対応できないという問題があった。さらに、特許文献2に記載の誘電体磁器では、比誘電率が最大でも約4000であり、さらなる比誘電率の向上が求められている。
また、特許文献3に記載の積層セラミックコンデンサでは、内部電極の積層数が少ないと前記残留応力が少なくなり、積層数の少ない小型形状品においては所定の効果が得られる残留応力が得られないことが考えられ、積層数に依存せずに比誘電率を向上することができない。
In response to the demand for a smaller and larger capacity multilayer ceramic capacitor, Patent Document 1 has a problem that the specific dielectric constant of the example is lower than that of the comparative example, and the increase in capacity cannot be accommodated. Furthermore, in the dielectric ceramic described in Patent Document 2, the relative dielectric constant is about 4000 at the maximum, and further improvement of the relative dielectric constant is demanded.
Further, in the multilayer ceramic capacitor described in Patent Document 3, the residual stress is reduced when the number of internal electrodes is small, and a residual stress capable of obtaining a predetermined effect cannot be obtained in a small shape product having a small number of multilayers. Therefore, the dielectric constant cannot be improved without depending on the number of stacked layers.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、誘電体層を構成する誘電体磁器に含まれる成分の含有量や積層数にかかわらず、誘電特性(比誘電率および高温負荷信頼性)を向上できる積層セラミックコンデンサ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 improves the dielectric characteristics (relative permittivity and high temperature load reliability) regardless of the content of components contained in the dielectric ceramic constituting the dielectric layer and the number of laminated layers. An object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor that can be used.

上記目的を達成するために、本発明者等は、鋭意検討した結果、誘電体層とNiを主成分とする内部電極層が交互に積層された積層セラミックコンデンサであって、前記誘電体層の内部には、Niを主成分とする金属相と前記金属相に接するMgを主成分とする酸化物相とを含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサあることを特徴とすることで高温負荷特性を劣化させることなく比誘電率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have intensively studied, and as a result, are multilayer ceramic capacitors in which dielectric layers and internal electrode layers mainly composed of Ni are alternately laminated, The multilayer ceramic capacitor is characterized in that it includes a metal phase mainly composed of Ni and an oxide phase mainly composed of Mg in contact with the metal phase. The inventors have found that the dielectric constant is improved without deteriorating, and have completed the present invention.

好ましくは、前記誘電体層がBaTiOを主成分とすることを特徴とする。 Preferably, the dielectric layer is mainly composed of BaTiO 3 .

好ましくは、前記誘電体層の内部に含まれるNiを主成分とする金属相の前期誘電体層の厚み方向における長さと、前記誘電体層の厚み方向の長さの比が0.06以上0.40以下である事を特徴とする。   Preferably, the ratio of the length in the thickness direction of the dielectric layer of the metal phase mainly composed of Ni contained in the dielectric layer to the thickness direction of the dielectric layer is 0.06 or more and 0. .40 or less.

上記の範囲に制御する事で、さらに比誘電率の向上した積層セラミックコンデンサが得られる。   By controlling in the above range, a multilayer ceramic capacitor having a further improved dielectric constant can be obtained.

好ましくは、前記誘電体層の内部に含まれるNiを主成分とする金属相と、前記金属相に接するMgを主成分とする酸化物相の面積の比(金属相/酸化物相)が0.2以上2.0以下であることを特徴とする。   Preferably, the ratio (metal phase / oxide phase) of the area of the metal phase mainly composed of Ni contained in the dielectric layer and the oxide phase mainly composed of Mg in contact with the metal phase is 0. .2 or more and 2.0 or less.

上記の範囲に偏析相の面積を制御する事で、よりいっそう比誘電率が向上した積層セラミックコンデンサが得られる。   By controlling the segregation phase area within the above range, a multilayer ceramic capacitor having a further improved relative dielectric constant can be obtained.

本発明は、誘電体層を構成する誘電体磁器に含まれる成分の含有量にかかわらず、誘電特性(比誘電率および高温負荷信頼性)を向上できる。積層セラミックコンデンサを提供することができるという効果を奏する。   The present invention can improve dielectric characteristics (relative permittivity and high temperature load reliability) regardless of the content of components contained in the dielectric ceramic constituting the dielectric layer. There is an effect that a multilayer ceramic capacitor can be provided.

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、図1に示す誘電体層2の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the dielectric layer 2 shown in FIG.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

<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。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 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. Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the element main body 10, Usually, it is set as 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.

<誘電体層2>
誘電体層2は、誘電体磁器組成物から構成されている。該誘電体磁器組成物は、主成分として、組成式(Ba1−xCa(Ti1−yZr)Oで表される、ABOペロブスカイト型結晶構造を有する。以下、当該主成分を「ABO(Aは、Ba、CaおよびSrからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、Bは、Ti、ZrおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つである)」とする。さらに、副成分として、Mgの酸化物と、R元素の酸化物と、Siを含む酸化物と、を含有する。なお、酸素(O)量は、上記式の化学量論組成から若干偏倚してもよい。
<Dielectric layer 2>
The dielectric layer 2 is composed of a dielectric ceramic composition. The dielectric ceramic composition has an ABO 3 perovskite crystal structure represented by a composition formula (Ba 1-x Ca x ) m (Ti 1-y Zr y ) O 3 as a main component. Hereinafter, the main component is referred to as “ABO 3 (A is at least one selected from the group consisting of Ba, Ca and Sr, and B is at least one selected from the group consisting of Ti, Zr and Hf). " Further, as subcomponents, an oxide of Mg, an oxide of R element, and an oxide containing Si are contained. The amount of oxygen (O) may be slightly deviated from the stoichiometric composition of the above formula.

上記式中、xは、好ましくは0≦x≦0.06である。xはCaの原子数を表し、記号x、すなわちCa/Ba比を変えることで結晶の相転移点を任意にシフトさせることが可能となる。そのため、容量温度係数や比誘電率を任意に制御することができる。ただし、本実施形態においては、x=0、すなわちCaを含有しない態様としても良い。   In the above formula, x is preferably 0 ≦ x ≦ 0.06. x represents the number of Ca atoms, and the phase transition point of the crystal can be arbitrarily shifted by changing the symbol x, that is, the Ca / Ba ratio. Therefore, the capacity temperature coefficient and the relative dielectric constant can be arbitrarily controlled. However, in this embodiment, it is good also as an aspect which does not contain x = 0, ie, Ca.

上記式中、yは、好ましくは0≦y≦0.08である。yはZr原子数を表し、Zr量により誘電体磁器組成物のキュリー点を制御する事ができる。Zrが多すぎると、使用温度範囲に対してキュリー温度が低くなる傾向がある。ただし、本実施形態においては、y=0、すなわちZrを含有しない態様としても良い。   In the above formula, y is preferably 0 ≦ y ≦ 0.08. y represents the number of Zr atoms, and the Curie point of the dielectric ceramic composition can be controlled by the amount of Zr. When there is too much Zr, there exists a tendency for Curie temperature to become low with respect to a use temperature range. However, in this embodiment, it is good also as an aspect which does not contain y = 0, ie, Zr.

上記式中、mは、好ましくは0.995≦m≦1.020、より好ましくは1.000≦m≦1.006である。mを0.995以上にすることにより還元雰囲気下での焼成に対して半導体化を生じることが確実に防止され、mを1.020以下にすることにより焼成温度を高くしなくても緻密な焼結体を得ることができる。   In the above formula, m is preferably 0.995 ≦ m ≦ 1.020, more preferably 1.000 ≦ m ≦ 1.006. By making m 0.995 or more, it is possible to reliably prevent the formation of a semiconductor with respect to firing in a reducing atmosphere, and by making m to 1.020 or less, it is dense even without increasing the firing temperature. A sintered body can be obtained.

Mgの酸化物の含有量は、所望の特性に応じて決定すればよいが、ABO100モルに対して、MgO換算で、好ましくは0.1〜2.5モルである。該酸化物を含有させることで、所望の容量温度特性およびIR寿命が得られるという利点を有する。 The content of the Mg oxide may be determined according to desired characteristics, but is preferably 0.1 to 2.5 mol in terms of MgO with respect to 100 mol of ABO 3 . By containing the oxide, there is an advantage that desired capacity-temperature characteristics and IR lifetime can be obtained.

R元素の酸化物の含有量は、所望の特性に応じて決定すればよいが、ABO100モルに対して、R換算で、好ましくは0.2〜2.5モルである。該酸化物を含有させることで、高温負荷信頼性を向上させるという利点を有する。R元素は、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、Y、Gd、Tb、DyおよびHoからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。 The content of the R element oxide may be determined according to desired characteristics, but is preferably 0.2 to 2.5 mol in terms of R 2 O 3 with respect to 100 mol of ABO 3 . The inclusion of the oxide has the advantage of improving high temperature load reliability. The R element is at least one selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu; And at least one selected from the group consisting of Gd, Tb, Dy and Ho.

Siを含む酸化物の含有量は、所望の特性に応じて決定すればよいが、ABO100モルに対して、SiO換算で、好ましくは0.2〜3.0モルである。該酸化物を含有させることで、主に誘電体磁器組成物の焼結性を向上させる。なお、Siを含む酸化物としては、Siと他の金属元素(たとえば、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属)との複合酸化物等であってもよいが、本実施形態では、SiとBaおよびCaとの複合酸化物である(Ba,Ca)SiOが好ましい。 The content of the oxide containing Si may be determined according to desired characteristics, but is preferably 0.2 to 3.0 mol in terms of SiO 2 with respect to 100 mol of ABO 3 . Inclusion of the oxide mainly improves the sinterability of the dielectric ceramic composition. The oxide containing Si may be a composite oxide of Si and another metal element (for example, an alkali metal or an alkaline earth metal). In this embodiment, Si, Ba, and Ca are used. (Ba, Ca) SiO 3 is preferable.

本実施形態では、上記の誘電体磁器組成物は、さらに、所望の特性に応じて、その他の副成分を含有してもよい。   In the present embodiment, the above dielectric ceramic composition may further contain other subcomponents according to desired characteristics.

たとえば、本実施形態に係る誘電体磁器組成物には、Mnおよび/またはCrの酸化物が含有されていてもよい。該酸化物の含有量は、ABO100モルに対して、各酸化物換算で、0.02〜0.30モルであることが好ましい。 For example, the dielectric ceramic composition according to the present embodiment may contain an oxide of Mn and / or Cr. The content of the oxide, based on ABO 3 100 moles, each in terms of oxide is preferably 0.02 to 0.30 mol.

また、本実施形態に係る誘電体磁器組成物には、V、Ta、Nb、MoおよびWから選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物が含有されていてもよい。該酸化物の含有量は、ABO100モルに対して、各酸化物換算で、0.02〜0.30モルであることが好ましい。 The dielectric ceramic composition according to the present embodiment may contain an oxide of at least one element selected from V, Ta, Nb, Mo, and W. The content of the oxide, based on ABO 3 100 moles, each in terms of oxide is preferably 0.02 to 0.30 mol.

誘電体層2の厚みは、特に限定されず、所望の特性や用途等に応じて適宜決定すればよい。また、誘電体層2の積層数は、特に限定されないが、20以上であることが好ましく、より好ましくは50以上である。   The thickness of the dielectric layer 2 is not particularly limited, and may be determined as appropriate according to desired characteristics and applications. The number of laminated dielectric layers 2 is not particularly limited, but is preferably 20 or more, and more preferably 50 or more.

<誘電体粒子および粒界>
図2に示すように、誘電体層2は、誘電体粒子20と、隣接する複数の誘電体粒子20間に形成された粒界22と、偏析領域27を含む。本実施形態では、誘電体粒子20は、主成分粒子(ABO粒子)に対し、R元素、MgやSiなどの副成分元素が固溶(拡散)した粒子であってもよい。
<Dielectric particles and grain boundaries>
As shown in FIG. 2, the dielectric layer 2 includes dielectric particles 20, grain boundaries 22 formed between a plurality of adjacent dielectric particles 20, and segregation regions 27. In the present embodiment, the dielectric particle 20 may be a particle in which a subcomponent element such as an R element, Mg, or Si is dissolved (diffused) with respect to the main component particle (ABO 3 particle).

誘電体粒子20の結晶粒子径は、たとえば、以下のようにして測定される。素子本体10を誘電体層2および内部電極層3の積層方向に切断し、その断面において誘電体粒子の平均面積を測定し、円相当径として直径を算出し1.27倍した値である。そして、200個以上の誘電体粒子について結晶粒子径を測定し、得られた結晶粒子径の累積度数分布から累積が50%となる値を平均結晶粒子径(単位:μm)とすればよい。なお、結晶粒子径は、誘電体層2の厚さなどに応じて決定すればよい。   The crystal particle diameter of the dielectric particles 20 is measured as follows, for example. The element body 10 is cut in the stacking direction of the dielectric layer 2 and the internal electrode layer 3, the average area of the dielectric particles is measured in the cross section, and the diameter is calculated as the equivalent circle diameter, which is 1.27 times. Then, the crystal particle diameter is measured for 200 or more dielectric particles, and the value at which the accumulation is 50% from the cumulative frequency distribution of the obtained crystal particle diameters may be used as the average crystal particle diameter (unit: μm). The crystal particle diameter may be determined according to the thickness of the dielectric layer 2 and the like.

粒界22は、主として、誘電体磁器組成物に含有される元素の酸化物から構成されているが、工程中に不純物として混入する元素の酸化物あるいは内部電極層を構成する元素の酸化物などが含まれていてもよい。また、粒界22は、通常、主としてアモルファス質で構成されているが結晶質で構成されていてもよい。   The grain boundary 22 is mainly composed of an oxide of an element contained in the dielectric ceramic composition, but an oxide of an element mixed as an impurity in the process or an oxide of an element constituting the internal electrode layer, etc. May be included. Further, the grain boundary 22 is usually mainly composed of an amorphous material, but may be composed of a crystalline material.

<偏析領域>
図2に示すように、誘電体層2には、誘電体粒子20および内部電極層3とは組成が異なる偏析領域27がさらに存在している。
<Segregation area>
As shown in FIG. 2, the dielectric layer 2 further includes a segregation region 27 having a composition different from that of the dielectric particles 20 and the internal electrode layer 3.

図2に示す偏析領域27を構成する成分としては、Niを主成分とする金属相(以下、偏析Ni金属相)28と、前記金属相に接するMgを主成分とする酸化物相(以下、偏析Mg酸化物相)29が含まれる事が好ましい。   The components constituting the segregation region 27 shown in FIG. 2 include a metal phase mainly composed of Ni (hereinafter referred to as segregated Ni metal phase) 28 and an oxide phase mainly composed of Mg in contact with the metal phase (hereinafter referred to as “separated Ni metal phase”). (Segregated Mg oxide phase) 29 is preferably included.

この場合、偏析Ni金属相においては、Niが90モル%以上であることが好ましい。偏析Ni金属相は、Ni以外の金属成分(Cu、Cr、Pt、Re等)が含まれた合金相であってもよい。   In this case, it is preferable that Ni is 90 mol% or more in the segregated Ni metal phase. The segregated Ni metal phase may be an alloy phase containing a metal component other than Ni (Cu, Cr, Pt, Re, etc.).

また、前記金属相に接する偏析Mg酸化物相においては、酸素を除いた含有率で、Mgを50モル%以上であることが好ましく、Cr、Mn、Ti、Zr、Ba、Ca、Ni、Cu、V、及びR元素が含まれていてもよい。   Further, in the segregated Mg oxide phase in contact with the metal phase, it is preferable that Mg is 50 mol% or more in a content ratio excluding oxygen, and Cr, Mn, Ti, Zr, Ba, Ca, Ni, Cu , V, and R elements may be included.

また、偏析Ni金属相28と、前記金属相に接する偏析Mg酸化物相29の界面において、NiO層などの反応層が形成されていてもよい。   A reaction layer such as a NiO layer may be formed at the interface between the segregated Ni metal phase 28 and the segregated Mg oxide phase 29 in contact with the metal phase.

また、素子本体10を図1に示すように、誘電体層2および内部電極層3の積層方向に切断した断面に関し、観察される偏析Ni金属相28の誘電体層の厚み方向における長さと誘電体層2との厚みの比が、好ましくは0.06以上0.40以下、より好ましくは0.10〜0.30である。偏析Ni金属相28の誘電体層の厚み方向における長さと誘電体層2厚みの比を上記の範囲に制御することにより、比誘電率を大きくすることができる。   In addition, as shown in FIG. 1, the length of the segregated Ni metal phase 28 in the thickness direction of the dielectric layer 2 and the dielectric strength of the cross section of the element body 10 cut in the stacking direction of the dielectric layer 2 and the internal electrode layer 3 as shown in FIG. The thickness ratio with the body layer 2 is preferably 0.06 or more and 0.40 or less, more preferably 0.10 to 0.30. The relative dielectric constant can be increased by controlling the ratio of the length of the segregated Ni metal phase 28 in the thickness direction of the dielectric layer to the thickness of the dielectric layer 2 within the above range.

また、素子本体10を図1に示すように、誘電体層2および内部電極層3の積層方向に切断した断面に関し、観察される偏析Ni金属相28と偏析Mg酸化物相29面積の比(Ni金属相/Mg酸化物相)が、好ましくは、0.2以上2.0以下である。より好ましくは0.5〜1.5である。偏析Ni金属相28と偏析Mg酸化物相29大きさの比を上記の範囲に制御することにより、高温負荷信頼性を良好にすることができる。   Further, as shown in FIG. 1, the ratio of the segregated Ni metal phase 28 to the segregated Mg oxide phase 29 area (with respect to the cross section cut in the stacking direction of the dielectric layer 2 and the internal electrode layer 3 as shown in FIG. (Ni metal phase / Mg oxide phase) is preferably 0.2 or more and 2.0 or less. More preferably, it is 0.5-1.5. By controlling the ratio of the size of the segregated Ni metal phase 28 and the segregated Mg oxide phase 29 within the above range, high temperature load reliability can be improved.

なお、断面における偏析領域27の観察方法としては、素子本体10の断面全体において、偏析領域27が観察されていれば、特に制限されない。たとえば、複数の視野に分けて観察してもよいが、測定精度やばらつきを考慮すると、複数の視野、特に5視野以上に分けて観察することが好ましい。   The method for observing the segregation region 27 in the cross section is not particularly limited as long as the segregation region 27 is observed in the entire cross section of the element body 10. For example, the observation may be performed by dividing into a plurality of fields of view. However, in consideration of measurement accuracy and variation, it is preferable to observe the images by dividing into a plurality of fields of view, particularly five or more fields of view.

本実施形態では、偏析Ni金属相28の誘電体層の厚み方向における長さは、素子本体10の断面全体を倍率20000倍の倍率で10視野分測定した場合の平均値とする。このような倍率で10視野以上測定して得られる偏析Ni金属相28の誘電体層の厚み方向における長さは、素子本体10の断面全体を観察して得られる偏析Ni金属相28の誘電体層の厚み方向における長さとほぼ一致することが確認されている。   In the present embodiment, the length of the segregated Ni metal phase 28 in the thickness direction of the dielectric layer is an average value when the entire cross section of the element body 10 is measured for 10 visual fields at a magnification of 20000 times. The length in the thickness direction of the dielectric layer of the segregated Ni metal phase 28 obtained by measuring at least 10 fields of view at such a magnification is the dielectric of the segregated Ni metal phase 28 obtained by observing the entire cross section of the element body 10. It has been confirmed that it substantially matches the length in the thickness direction of the layer.

また、同様にして誘電体層2の厚みは、素子本体10の断面全体を20000倍の倍率で10視野選定し、1視野当たり300箇所測定した平均値とする。   Similarly, the thickness of the dielectric layer 2 is set to an average value obtained by selecting 10 views of the entire cross section of the element body 10 at a magnification of 20000 times and measuring 300 locations per view.

また、倍率については、特に制限されず適宜設定すればよいが、1視野の範囲に少なくとも一対の内部電極が含まれるような倍率が好ましい。このような倍率とすることで、誘電体層2の厚み方向における長さも測定する事ができ、誘電体層の厚み方向における偏析Ni金属相28の長さと誘電体層2の厚み方向における長さの比を算出することができる。   Further, the magnification is not particularly limited and may be set as appropriate. However, a magnification that includes at least a pair of internal electrodes in one visual field is preferable. By setting such a magnification, the length of the dielectric layer 2 in the thickness direction can also be measured. The length of the segregated Ni metal phase 28 in the thickness direction of the dielectric layer and the length of the dielectric layer 2 in the thickness direction. The ratio can be calculated.

偏析Ni金属相28と偏析Mg酸化物相29の面積割合を算出する方法としては、特に制限されないが、上記の視野において、誘電体層2および内部電極層3とは異なるコントラストを有する領域を偏析Mg酸化物相29とし、誘電体層2内部における内部電極層3と同じコントラストを有する領域を偏析Ni金属相28とし、目視あるいは画像処理を行うソフトウェア等によりその面積割合を算出すればよい。   A method for calculating the area ratio between the segregated Ni metal phase 28 and the segregated Mg oxide phase 29 is not particularly limited, but in the above field of view, a region having a contrast different from that of the dielectric layer 2 and the internal electrode layer 3 is segregated. A region having the same contrast as the internal electrode layer 3 in the dielectric layer 2 as the Mg oxide phase 29 is set as the segregated Ni metal phase 28, and the area ratio may be calculated visually or by software for image processing.

偏析Ni金属相28と、前記金属相に接する偏析Mg酸化物相29を誘電体層2の内部に偏析させる方法としては、特に限定されないが、金属NiとMg酸化物の複合粒子を作製した後に、誘電体磁器組成物に添加してもよい。また、NiとMgの複合酸化物粒子を作製した後に誘電体磁器組成物に添加し、焼成条件の調整により、酸化Niを還元し、金属NiとMg酸化物の隣接粒子を析出させてもよい。さらに、MgO酸化物を添加した後に内部電極層2中のNiと反応させ、その後、Niを還元により析出させてもよい。   A method for segregating the segregated Ni metal phase 28 and the segregated Mg oxide phase 29 in contact with the metal phase inside the dielectric layer 2 is not particularly limited, but after producing composite particles of metal Ni and Mg oxide It may be added to the dielectric ceramic composition. Alternatively, Ni and Mg composite oxide particles may be prepared and then added to the dielectric ceramic composition, and by adjusting the firing conditions, Ni oxide may be reduced to deposit adjacent particles of metal Ni and Mg oxide. . Further, after adding the MgO oxide, it may be reacted with Ni in the internal electrode layer 2 and then Ni may be precipitated by reduction.

通常、焼成後の誘電体層2には、誘電体粒子20(主成分粒子)と、それらの間に形成される粒界22とが存在している。前記粒界22には、焼成時に主成分粒子に固溶できなかった元素や固溶し難い元素が含まれる。また、偏析領域27には、焼成時に主成分粒子に固溶できなかった元素や固溶し難い元素が析出する。前記偏析領域27に、誘電体層内部に偏析Ni金属相28が析出した場合、積層数を増やすことと同様の効果が生じ、誘電体の比誘電率を向上させることができるが、絶縁物である誘電体層内部に導電相が存在することとなり、高温負荷信頼性は劣化する。しかし、本実施形態では、偏析Ni金属相28と前記金属相に接する偏析Mg酸化物相29を偏析させることで、偏析Ni金属相28の導電性による高温負荷信頼性の劣化を抑制することができる。   Usually, the dielectric layer 2 after firing has dielectric particles 20 (main component particles) and grain boundaries 22 formed between them. The grain boundary 22 contains an element that could not be dissolved in the main component particles during firing or an element that is difficult to dissolve. Further, in the segregation region 27, an element that cannot be dissolved in the main component particles during firing or an element that does not easily dissolve is precipitated. When the segregated Ni metal phase 28 is deposited inside the dielectric layer 27 in the segregation region 27, the same effect as increasing the number of layers can be produced and the dielectric constant of the dielectric can be improved. The conductive phase is present inside a certain dielectric layer, and the high temperature load reliability deteriorates. However, in the present embodiment, the segregated Ni metal phase 28 and the segregated Mg oxide phase 29 in contact with the metal phase are segregated, thereby suppressing deterioration in high temperature load reliability due to the conductivity of the segregated Ni metal phase 28. it can.

<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、本実施形態では、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。
<Internal electrode layer 3>
The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but Ni or Ni alloy is preferable in the present embodiment. 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. 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1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。
<Method for Manufacturing Multilayer Ceramic Capacitor 1>
In the multilayer ceramic capacitor 1 of this embodiment, a green chip is produced by a normal printing method or a sheet method using a paste, and fired, and then printed or transferred an external electrode, similarly to a conventional multilayer ceramic capacitor. It is manufactured by baking. Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.

まず、誘電体層を形成するための誘電体原料を準備し、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 material for forming a dielectric layer is prepared, and this is made into a paint to prepare a dielectric layer paste.

誘電体原料として、まずABOの原料と、Mgの酸化物の原料と、Rの酸化物の原料と、Siを含む酸化物の原料とを準備する。これらの原料としては、上記した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、たとえば、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。 As dielectric materials, first, an ABO 3 material, an Mg oxide material, an R oxide material, and an oxide material containing Si are prepared. As these raw materials, oxides of the above-described components, mixtures thereof, and composite oxides can be used. In addition, various compounds that become the above-described oxides or composite oxides by firing, such as carbonates and oxalic acid. They can be appropriately selected from salts, nitrates, hydroxides, organometallic compounds, and the like, and can also be used as a mixture.

なお、ABOの原料は、いわゆる固相法の他、各種液相法(たとえば、シュウ酸塩法、水熱合成法、アルコキシド法、ゾルゲル法など)により製造されたものなど、種々の方法で製造されたものを用いることができる。 In addition to the so-called solid phase method, the raw material of ABO 3 can be produced by various methods such as those produced by various liquid phase methods (for example, oxalate method, hydrothermal synthesis method, alkoxide method, sol-gel method, etc.). What was manufactured can be used.

さらに、誘電体層に、上記の主成分および副成分以外の成分が含有される場合には、該成分の原料として、上記と同様に、それらの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。また、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を用いることができる。   Further, when the dielectric layer contains components other than the main component and subcomponents, as described above, oxides of these components, mixtures thereof, and composite oxides are used as the raw materials of the components. Can be used. In addition, various compounds that become oxides or composite oxides by firing can be used.

誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上述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、誘電体原料の粒径は、通常、平均粒径0.1〜1μm程度である。   What is necessary is just to determine content of each compound in a dielectric raw material so that it may become a composition of the dielectric ceramic composition mentioned above after baking. In the state before forming a paint, the particle size of the dielectric material is usually about 0.1 to 1 μm in average particle size.

誘電体層用ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクルとを混練した有機系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 material and an organic vehicle, or may be a water-based paint.

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。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。有機溶剤も特に限定されず、印刷法やシート法などに応じて、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. A binder is not specifically limited, What is necessary is just to select suitably from normal various binders, such as an ethyl cellulose and polyvinyl butyral. The organic solvent is not particularly limited, and may be appropriately selected from various organic solvents such as terpineol, butyl carbitol, acetone, and toluene depending on the printing method, the sheet method, and the like.

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。水溶性バインダは特に限定されず、たとえば、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 is not particularly limited, and for example, polyvinyl alcohol, cellulose, water-soluble acrylic resin, etc. may be used.

内部電極層用ペーストは、上記したNiやNi合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記したNiやNi合金となる各種酸化物、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ればよい。また、内部電極層用ペーストには、共材が含まれていてもよい。共材としては特に制限されないが、主成分と同様の組成を有していることが好ましい。   The internal electrode layer paste is obtained by kneading the above-described organic vehicle with the above-described conductive material made of Ni or Ni alloy, or various oxides, organometallic compounds, resinates, etc. that become Ni or Ni alloy after firing. What is necessary is just to prepare. The internal electrode layer paste may contain a common material. The common material is not particularly limited, but preferably has the same composition as the main component.

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、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 the printing method is used, 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 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および焼成処理を施す。脱バインダ処理および焼成処理は、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。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。   Before firing, the green chip is subjected to binder removal processing and firing processing. The binder removal process and the firing process may be appropriately determined according to the type of the conductive material in the internal electrode layer paste. 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.

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。 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.

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 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、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

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.

<実験例1>
実験例1では、表1に示すような積層セラミックコンデンサ試料を作製し、偏析相の種類が及ぼす影響について調べた。
<Experimental example 1>
In Experimental Example 1, a multilayer ceramic capacitor sample as shown in Table 1 was prepared, and the influence of the type of segregation phase was examined.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

(比較例1−1)
まず、主成分の原料として、固相反応法により製造した平均原料粒径が0.35μmである(Ba0.96Ca0.04)(Ti0.94Zr0.06)Oに、MgO、Mn、BaCO、CaCO、SiO、Y、Vを添加してボールミルにより16時間湿式混合し、最終組成として、(Ba0.96Ca0.04)(Ti0.94Zr0.06)Oに、MgO:0.1mol%、MnO:0.2mol%、Y:0.4mol%、(Ba,Ca)SiO:1.25mol%、V:0.05mol%を含有する誘電体原料を得た。
(Comparative Example 1-1)
First, as the main component raw material, (Ba 0.96 Ca 0.04 ) (Ti 0.94 Zr 0.06 ) O 3 having an average raw material particle size of 0.35 μm produced by a solid phase reaction method is added to MgO. , Mn 3 O 4 , BaCO 3 , CaCO 3 , SiO 2 , Y 2 O 3 , V 2 O 5 are added and wet-mixed by a ball mill for 16 hours. As a final composition, (Ba 0.96 Ca 0.04 ) (Ti 0.94 Zr 0.06 ) O 3 , MgO: 0.1 mol%, MnO: 0.2 mol%, Y 2 O 3 : 0.4 mol%, (Ba, Ca) SiO 3 : 1.25 mol% , V 2 O 5 : A dielectric material containing 0.05 mol% was obtained.

次いで、得られた誘電体原料: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(DBP):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作製した。   Next, the obtained dielectric material: 100 parts by weight, polyvinyl butyral resin: 10 parts by weight, dibutyl phthalate (DBP) as a plasticizer: 5 parts by weight, and alcohol as a solvent: 100 parts by weight with a ball mill The mixture was pasted into a dielectric layer paste.

また、上記とは別に、Ni粒子:45重量部と、テルピネオール:52重量部と、エチルセルロース:3重量部とを、3本ロールにより混練し、スラリー化して内部電極層用ペーストを作製した。   Separately from the above, Ni particles: 45 parts by weight, terpineol: 52 parts by weight, and ethylcellulose: 3 parts by weight were kneaded with three rolls to form a slurry, thereby preparing an internal electrode layer paste.

そして、上記にて作製した誘電体層用ペーストを用いて、PETフィルム上に、乾燥後の厚みが0.9μmとなるようにグリーンシートを形成した。次いで、この上に内部電極層用ペーストを用いて、電極層を所定パターンで印刷した後、PETフィルムからシートを剥離し、電極層を有するグリーンシートを作製した。次いで、電極層を有するグリーンシートを複数枚積層し、加圧接着することによりグリーン積層体とし、このグリーン積層体を所定サイズに切断することにより、グリーンチップを作製した。   Then, using the dielectric layer paste prepared above, a green sheet was formed on the PET film so that the thickness after drying was 0.9 μm. Next, the electrode layer was printed in a predetermined pattern using the internal electrode layer paste thereon, and then the sheet was peeled off from the PET film to produce a green sheet having the electrode layer. Next, a plurality of green sheets having electrode layers were laminated and pressure-bonded to form a green laminate, and this green laminate was cut into a predetermined size to produce a green chip.

次いで、得られたグリーンチップについて、脱バインダ処理を行い、熱処理条件を下記条件にて行って、積層セラミック焼成体を作製した。   Next, the obtained green chip was subjected to binder removal treatment and heat treatment conditions were as follows to produce a multilayer ceramic fired body.

脱バインダ処理条件は、昇温速度:25℃/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。   The binder removal treatment conditions were temperature rising rate: 25 ° C./hour, holding temperature: 250 ° C., temperature holding time: 8 hours, and atmosphere: in the air.

〔焼成条件1−A〕
昇温速度:600℃/時間、保持温度:1200℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:600℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H )混合ガス(酸素分圧:10−12MPa)の条件で熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1000℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:10−7MPa)の熱処理を行った。
[Firing condition 1-A]
Temperature rising rate: 600 ° C./hour, holding temperature: 1200 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 600 ° C./hour, atmospheric gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 10 − 12 MPa), followed by heat treatment, followed by heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1000 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas Heat treatment (oxygen partial pressure: 10 −7 MPa) was performed.

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作製した。得られたコンデンサ試料のサイズは、2.0mm×1.2mm×0.5mmであり、誘電体層の厚み0.8μm、内部電極層の厚み0.7μm、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は200、1層あたりの対向電極面積は1.7mm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 produce a sample of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. The size of the obtained capacitor sample is 2.0 mm × 1.2 mm × 0.5 mm, the thickness of the dielectric layer is 0.8 μm, the thickness of the internal electrode layer is 0.7 μm, and the dielectric sandwiched between the internal electrode layers The number of layers was 200, and the counter electrode area per layer was 1.7 mm 2 .

(比較例1−2)
まず、複合粒子を作製した。MgCO、NiOの粉末を、モル比で1:1になるように秤量し、次いで、ボールミルにより混合し、空気中1000℃の温度で熱処理し、Mg−Ni−Oの複合酸化物粒子の粉末を得た。また、この複合酸化物粒子粉末の平均粒径は0.05μmであった。
(Comparative Example 1-2)
First, composite particles were produced. MgCO 3 and NiO powders are weighed so as to have a molar ratio of 1: 1, then mixed by a ball mill, heat-treated in air at a temperature of 1000 ° C., and powders of composite oxide particles of Mg—Ni—O Got. The average particle size of the composite oxide particle powder was 0.05 μm.

次いで、上記複合酸化物粒子を比較例1−1と同様の誘電体原料:100重量%に対し、0.1重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例1−1と同様に、比較例1−2の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。   Next, Comparative Example 1-1 except that 0.1% by weight of the composite oxide particles was added to the dielectric material paste similar to Comparative Example 1-1: 100% by weight to the dielectric layer paste. Similarly to the above, a sample of the multilayer ceramic capacitor of Comparative Example 1-2 was produced.

(比較例1−3)
平均粒径0.05μmのNi金属の粉末を比較例1−1の誘電体原料:100重量%に対し、0.05重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例1−1と同様に、比較例1−3の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。
(Comparative Example 1-3)
Comparative Example 1 except that 0.05% by weight of Ni metal powder having an average particle size of 0.05 μm was added to the dielectric material paste of Comparative Example 1-1 with respect to 100% by weight of the dielectric material of Comparative Example 1-1. Similarly to -1, a sample of the multilayer ceramic capacitor of Comparative Example 1-3 was produced.

(実施例1−1)
まず、複合粒子を作製した。MgCOとNi金属の粉末を、モル比で1:1になるように秤量し、次いで、ボールミルにより混合し、還元雰囲気中1000℃の温度で熱処理し、Ni金属とMg酸化物の複合粒子の粉末を得た。また、この複合粒子粉末の平均粒径は0.05μmであった。
(Example 1-1)
First, composite particles were produced. The powder of MgCO 3 and Ni metal is weighed so as to have a molar ratio of 1: 1, then mixed by a ball mill, heat-treated at a temperature of 1000 ° C. in a reducing atmosphere, and the composite particles of Ni metal and Mg oxide are mixed. A powder was obtained. The average particle size of the composite particle powder was 0.05 μm.

次いで、上記複合粒子を比較例1−1と同様の誘電体原料:100重量%に対し、0.1重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例1−1と同様に、実施例1−2の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。   Next, the composite particles were the same as in Comparative Example 1-1 except that 0.1% by weight was added to the dielectric layer paste with respect to 100% by weight of the same dielectric material as in Comparative Example 1-1. A sample of the multilayer ceramic capacitor of Example 1-2 was prepared.

(実施例1−2)
焼成条件を、以下焼成条件1−Bのように変更した以外は、比較例1−2と同様にして、実施例1−2の積層セラミックコンデンサ試料を作製した。
(Example 1-2)
A multilayer ceramic capacitor sample of Example 1-2 was produced in the same manner as Comparative Example 1-2, except that the firing conditions were changed to firing condition 1-B below.

〔焼成条件1−B〕
昇温速度:5000℃/時間、保持温度:1220℃、温度保持時間:6分、冷却速度:5000℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H )混合ガス(酸素分圧:3×10−15MPa)の熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:800℃、温度保持時間:200時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:3×10−9MPa)の熱処理を行った。
[Baking condition 1-B]
Temperature rising rate: 5000 ° C./hour, holding temperature: 1220 ° C., temperature holding time: 6 minutes, cooling rate: 5000 ° C./hour, atmospheric gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 3 × 10-15 MPa), followed by a heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 800 ° C., temperature holding time: 200 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas A heat treatment (oxygen partial pressure: 3 × 10 −9 MPa) was performed.

(実施例1−3)
焼成条件を、以下焼成条件1−Cのように変更した以外は、比較例1−1と同様にして、実施例1−3の積層セラミックコンデンサ試料を作製した。
(Example 1-3)
A multilayer ceramic capacitor sample of Example 1-3 was produced in the same manner as Comparative Example 1-1 except that the firing conditions were changed to firing conditions 1-C.

〔焼成条件1−C〕
昇温速度:600℃/時間、保持温度:1200℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:600℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H )混合ガス(酸素分圧:1×10−9MPa)の熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1000℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:5×10−18MPa)の熱処理を行い、昇温速度:200℃/時間、保持温度:800℃、温度保持時間:200時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:3×10−9MPa)の熱処理を行った。
[Baking condition 1-C]
Temperature rising rate: 600 ° C./hour, holding temperature: 1200 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 600 ° C./hour, atmospheric gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 1 × 10 −9 MPa), followed by heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1000 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas (Oxygen partial pressure: 5 × 10 −18 MPa) is heat-treated, heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 800 ° C., temperature holding time: 200 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: Heat treatment of humidified N 2 gas (oxygen partial pressure: 3 × 10 −9 MPa) was performed.

得られた積層セラミックコンデンサ試料について、誘電体粒径、偏析相の形態、誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相の長さと誘電体層厚みの長さの比、隣接する偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相の面積比、比誘電率(εs)、高温負荷信頼性(HALT)を下記に示す方法により測定した。結果を表2に示す。   For the obtained multilayer ceramic capacitor sample, dielectric particle size, segregation phase form, ratio of segregation Ni metal phase length to dielectric layer thickness in the dielectric layer thickness direction, adjacent segregation Ni metal phase and segregation The area ratio, relative dielectric constant (εs), and high temperature load reliability (HALT) of the Mg oxide phase were measured by the following methods. The results are shown in Table 2.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

<誘電体粒径>
まず、積層セラミックコンデンサ試料を誘電体層および内部電極層の積層方向に切断し、その断面における走査電子顕微鏡(SEM)により誘電体粒子の平均面積を測定し、円相当径として直径を算出し1.27倍した値である。そして、結晶粒子径を200個以上の誘電体粒子について測定し、得られた結晶粒子径の累積度数分布から累積が50%となる値を平均粒子径(単位:μm)とした。実験例1における誘電体平均粒子径は、0.4μmであった。
<Dielectric particle size>
First, a multilayer ceramic capacitor sample is cut in the stacking direction of the dielectric layer and the internal electrode layer, the average area of the dielectric particles is measured by a scanning electron microscope (SEM) in the cross section, and the diameter is calculated as the equivalent circle diameter. The value is multiplied by 27. Then, the crystal particle diameter was measured for 200 or more dielectric particles, and the value at which the accumulation was 50% from the cumulative frequency distribution of the obtained crystal particle diameter was defined as the average particle diameter (unit: μm). The dielectric average particle diameter in Experimental Example 1 was 0.4 μm.

<偏析相形態>
走査電子顕微鏡を用いて誘電体層2を観察することにより、コントラストの違いから誘電体と偏析相とを判別し、さらに、走査透過型電子顕微鏡(STEM)とSTEMに付属のエネルギー分散型X線分光装置(EDS)を用いて、偏析相における中心部の点分析を行い、偏析相の形態を判別した。
<Segregation phase morphology>
By observing the dielectric layer 2 using a scanning electron microscope, the dielectric and the segregation phase are discriminated from the difference in contrast. Furthermore, the energy dispersive X-ray attached to the scanning transmission electron microscope (STEM) and the STEM is used. Using a spectroscopic device (EDS), point analysis of the central portion of the segregation phase was performed to determine the form of the segregation phase.

<誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相長さと誘電体層厚みの長さの比>
走査電子顕微鏡を用いて誘電体層を観察することにより、コントラストの違いから誘電体と偏析相とを判別し、誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相長さと誘電体層厚みの長さの比を算出した。
<Ratio of Segregated Ni Metal Phase Length to Dielectric Layer Thickness Length in Dielectric Layer Thickness Direction>
By observing the dielectric layer using a scanning electron microscope, the dielectric and the segregated phase are distinguished from the difference in contrast, and the ratio of the segregated Ni metal phase length to the dielectric layer thickness in the dielectric layer thickness direction. Was calculated.

<隣接する偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相の面積比>
走査電子顕微鏡を用いて誘電体層を観察することにより、コントラストの違いから誘電体と偏析相とを判別し、偏析Ni金属相の長さ及び隣接する偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相の面積比を算出した。
<Area ratio between adjacent segregated Ni metal phase and segregated Mg oxide phase>
By observing the dielectric layer using a scanning electron microscope, the dielectric and the segregated phase are discriminated from the difference in contrast, the length of the segregated Ni metal phase and the adjacent segregated Ni metal phase and segregated Mg oxide phase. The area ratio was calculated.

<比誘電率εs>
比誘電率εsは、大気中150℃で1時間熱処理を行い24時間経過した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4274A)にて、周波数1kHz,入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの条件下で測定された静電容量から算出した(単位なし)。比誘電率は高いほうが好ましく、本実施例では、比較例1−1と比較して、10%以上誘電率が向上する、6600以上を良好とした。
<Relative permittivity εs>
The relative dielectric constant εs was determined by using a digital LCR meter (4274A manufactured by YHP) at a reference temperature of 25 ° C. for a capacitor sample that had been heat-treated at 150 ° C. for 1 hour in the atmosphere for 24 hours. Measurement voltage) It was calculated from the capacitance measured under the condition of 1.0 Vrms (no unit). It is preferable that the relative dielectric constant is high, and in this example, 6600 or more, which improves the dielectric constant by 10% or more compared with Comparative Example 1-1, was considered good.

<高温加速信頼性(HALT)>
コンデンサ試料に対し、160℃にて、10V/μmの電界下で直流電圧の印加状態に保持し、寿命時間を測定することにより、高温加速寿命(HALT)を評価した。本実施例においては、印加開始から絶縁抵抗が一桁落ちるまでの時間を寿命と定義した。また、この高温加速寿命は、10個のコンデンサ試料について行った。本実施例では、10時間の試験で不良ありを×、不良なしを○とした。
<High temperature acceleration reliability (HALT)>
The capacitor sample was held at 160 ° C. under an electric field of 10 V / μm and applied with a DC voltage, and the lifetime was measured to evaluate the high temperature accelerated lifetime (HALT). In this example, the time from the start of application until the insulation resistance drops by an order of magnitude was defined as the lifetime. Further, this high temperature accelerated life was performed for 10 capacitor samples. In this example, in the 10-hour test, “No” is indicated as “Poor” and “No” is indicated as “No”.

添加方法、焼成方法にかかわらず、偏析相として、Ni金属相とMg酸化物相が隣接した偏析粒子を析出させる事で、高温負荷信頼性は劣化せず、比誘電率が10%以上向上することを確認した。   Regardless of the addition method and the firing method, as the segregation phase, the segregated particles in which the Ni metal phase and the Mg oxide phase are adjacent to each other are precipitated, the high temperature load reliability is not deteriorated and the relative dielectric constant is improved by 10% or more. It was confirmed.

<実験例2>
実験例2では、誘電体層の主成分をBaTiOに変更し、表3に示すような積層セラミックコンデンサ試料を作製し、偏析相の種類が及ぼす影響について調べた。
<Experimental example 2>
In Experimental Example 2, the main component of the dielectric layer was changed to BaTiO 3 to produce a multilayer ceramic capacitor sample as shown in Table 3, and the influence of the type of segregation phase was examined.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

(比較例2−1)
まず、主成分の原料として、シュウ酸塩法により製造した平均原料粒径が0.18μmであるBaTiOに、MgO、Mn、BaCO、CaCO、SiO、Y、VO5を添加してボールミルにより16時間湿式混合し、最終組成として、BaTiOに、MgO:1.0mol%、MnO:0.1mol%、Y:0.5mol%、(Ba,Ca)SiO:0.5mol%、V:0.1mol%を含有する誘電体原料を得た。
(Comparative Example 2-1)
First, as the main component raw material, BaTiO 3 produced by the oxalate method and having an average raw material particle size of 0.18 μm, MgO, Mn 3 O 4 , BaCO 3 , CaCO 3 , SiO 2 , Y 2 O 3 , V 2 O 5 was added and wet mixed by a ball mill for 16 hours, and the final composition was BaTiO 3 with MgO: 1.0 mol%, MnO: 0.1 mol%, Y 2 O 3 : 0.5 mol%, (Ba, A dielectric material containing Ca) SiO 3 : 0.5 mol% and V 2 O 5 : 0.1 mol% was obtained.

次いで、得られた誘電体原料: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(DBP):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作製した。   Next, the obtained dielectric material: 100 parts by weight, polyvinyl butyral resin: 10 parts by weight, dibutyl phthalate (DBP) as a plasticizer: 5 parts by weight, and alcohol as a solvent: 100 parts by weight with a ball mill The mixture was pasted into a dielectric layer paste.

また、上記とは別に、Ni粒子:45重量部と、テルピネオール:52重量部と、エチルセルロース:3重量部とを、3本ロールにより混練し、スラリー化して内部電極層用ペーストを作製した。   Separately from the above, Ni particles: 45 parts by weight, terpineol: 52 parts by weight, and ethylcellulose: 3 parts by weight were kneaded with three rolls to form a slurry, thereby preparing an internal electrode layer paste.

そして、上記にて作製した誘電体層用ペーストを用いて、PETフィルム上に、乾燥後の厚みが0.9μmとなるようにグリーンシートを形成した。次いで、この上に内部電極層用ペーストを用いて、電極層を所定パターンで印刷した後、PETフィルムからシートを剥離し、電極層を有するグリーンシートを作製した。次いで、電極層を有するグリーンシートを複数枚積層し、加圧接着することによりグリーン積層体とし、このグリーン積層体を所定サイズに切断することにより、グリーンチップを作製した。   Then, using the dielectric layer paste prepared above, a green sheet was formed on the PET film so that the thickness after drying was 0.9 μm. Next, the electrode layer was printed in a predetermined pattern using the internal electrode layer paste thereon, and then the sheet was peeled off from the PET film to produce a green sheet having the electrode layer. Next, a plurality of green sheets having electrode layers were laminated and pressure-bonded to form a green laminate, and this green laminate was cut into a predetermined size to produce a green chip.

次いで、得られたグリーンチップについて、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作製した。   Next, the obtained green chip was subjected to binder removal processing, firing and annealing under the following conditions to produce a multilayer ceramic fired body.

脱バインダ処理条件は、昇温速度:25℃/時間、保持温度:240℃、温度保持時間:16時間、雰囲気:空気中とした。   The binder removal treatment conditions were temperature rising rate: 25 ° C./hour, holding temperature: 240 ° C., temperature holding time: 16 hours, and atmosphere: in the air.

〔焼成条件2−A〕
昇温速度:2000℃/時間、保持温度:1180℃、温度保持時間:1時間、冷却速度:2000℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H) 混合ガス(酸素分圧:1×10−11MPa)の熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1000℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:5×10−8MPa)の熱処理を行った。
[Firing condition 2-A]
Temperature rising rate: 2000 ° C./hour, holding temperature: 1180 ° C., temperature holding time: 1 hour, cooling rate: 2000 ° C./hour, atmospheric gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 1 × 10 −11 MPa), followed by heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1000 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas A heat treatment (oxygen partial pressure: 5 × 10 −8 MPa) was performed.

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作製した。得られたコンデンサ試料のサイズは、2.0mm×1.2mm×0.5mmであり、誘電体層の厚み0.8μm、内部電極層の厚み0.7μm、内部電極層に挟まれた誘電体層の数は200、1層あたりの対向電極面積は1.7mm2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 produce a sample of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG. The size of the obtained capacitor sample is 2.0 mm × 1.2 mm × 0.5 mm, the thickness of the dielectric layer is 0.8 μm, the thickness of the internal electrode layer is 0.7 μm, and the dielectric sandwiched between the internal electrode layers The number of layers was 200, and the counter electrode area per layer was 1.7 mm 2.

(比較例2−2)
まず、複合粒子を作製した。MgCO3、NiOの粉末を、モル比で1:1になるように秤量し、次いで、ボールミルにより混合し、空気中1000℃の温度で熱処理し、Mg−Ni−Oの複合酸化物粒子の粉末を得た。また、この複合酸化物粒子粉末の平均粒径は0.05μmであった。
(Comparative Example 2-2)
First, composite particles were produced. MgCO3 and NiO powders are weighed so as to have a molar ratio of 1: 1, then mixed by a ball mill, heat-treated at a temperature of 1000 ° C. in air, and Mg—Ni—O composite oxide particle powders are obtained. Obtained. The average particle size of the composite oxide particle powder was 0.05 μm.

次いで、上記複合酸化物粒子を比較例2−1と同様の誘電体原料:100重量%に対し、0.1重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例2−1と同様に、比較例2−2の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。   Next, Comparative Example 2-1 except that 0.1% by weight of the composite oxide particles was added to the dielectric material paste similar to Comparative Example 2-1: 100% by weight to the dielectric layer paste. Similarly to the above, a sample of the multilayer ceramic capacitor of Comparative Example 2-2 was produced.

(比較例2−2)
平均粒径0.05μmのNi金属の粉末を比較例1−1の誘電体原料:100重量%に対し、0.05重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例2−1と同様に、比較例2−3の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。
(Comparative Example 2-2)
Comparative Example 2 except that 0.05% by weight of Ni metal powder having an average particle size of 0.05 μm was added to the dielectric layer paste with respect to 100% by weight of the dielectric material of Comparative Example 1-1. Similarly to -1, a sample of the multilayer ceramic capacitor of Comparative Example 2-3 was produced.

(実施例2−1)
まず、複合粒子を作製した。MgCO3とNi金属の粉末を、モル比で1:1になるように秤量し、次いで、ボールミルにより混合し、還元雰囲気中1000℃の温度で熱処理し、Ni金属とMg酸化物の複合粒子の粉末を得た。また、この複合粒子粉末の平均粒径は0.05μmであった。
(Example 2-1)
First, composite particles were produced. MgCO3 and Ni metal powder are weighed so as to have a molar ratio of 1: 1, then mixed by a ball mill, and heat-treated at a temperature of 1000 ° C. in a reducing atmosphere to obtain a powder of composite particles of Ni metal and Mg oxide. Got. The average particle size of the composite particle powder was 0.05 μm.

次いで、上記複合粒子を比較例2−1と同様の誘電体原料:100重量%に対し、0.1重量%を誘電体層用ペーストに添加したことを除いて、比較例2−1と同様に、実施例2−1の積層セラミックコンデンサの試料を作製した。   Next, the composite particles were the same as in Comparative Example 2-1, except that 0.1% by weight was added to the dielectric layer paste with respect to 100% by weight of the same dielectric material as in Comparative Example 2-1. A sample of the multilayer ceramic capacitor of Example 2-1 was prepared.

(実施例2−2)
焼成条件を、以下焼成条件2−Bのように変更した以外は、比較例2−2と同様にして、実施例2−2の積層セラミックコンデンサ試料を作製した。
(Example 2-2)
A multilayer ceramic capacitor sample of Example 2-2 was produced in the same manner as in Comparative Example 2-2, except that the firing conditions were changed as in firing condition 2-B below.

〔焼成条件2−B〕
昇温速度:5000℃/時間、保持温度:1200℃、温度保持時間:6分、冷却速度:5000℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H)混合ガス(酸素分圧:3×10−15MPa)の熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:800℃、温度保持時間:200時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:3×10−9MPa)の熱処理を行った。
[Baking condition 2-B]
Temperature rising rate: 5000 ° C./hour, holding temperature: 1200 ° C., temperature holding time: 6 minutes, cooling rate: 5000 ° C./hour, atmospheric gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 3 × 10-15 MPa), followed by a heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 800 ° C., temperature holding time: 200 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas A heat treatment (oxygen partial pressure: 3 × 10 −9 MPa) was performed.

(実施例2−3)
焼成条件を、以下焼成条件2−Cのように変更した以外は、比較例2−1と同様にして、実施例2−3の積層セラミックコンデンサ試料を作製した。
(Example 2-3)
A multilayer ceramic capacitor sample of Example 2-3 was produced in the same manner as Comparative Example 2-1, except that the firing conditions were changed to firing conditions 2-C.

〔焼成条件2−C〕
昇温速度:800℃/時間、保持温度:1180℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:800℃/時間、雰囲気ガス:加湿した(N +H)混合ガス(酸素分圧:1×10−9MPa)の熱処理を行い、その後、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1000℃、温度保持時間:2時間、冷却速度:400℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:5×10−18MPa)の熱処理を行い、昇温速度:400℃/時間、保持温度:800℃、温度保持時間:200時間、冷却速度:200℃/時間、雰囲気ガス:加湿したN ガス(酸素分圧:3×10−9MPa)の熱処理を行った。
[Firing condition 2-C]
Temperature rising rate: 800 ° C./hour, holding temperature: 1180 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 800 ° C./hour, atmosphere gas: humidified (N 2 + H 2 ) mixed gas (oxygen partial pressure: 1 × 10 −9 MPa), followed by a heating rate: 200 ° C./hour, holding temperature: 1000 ° C., temperature holding time: 2 hours, cooling rate: 400 ° C./hour, atmospheric gas: humidified N 2 gas (Oxygen partial pressure: 5 × 10 −18 MPa) is heat-treated, temperature rising rate: 400 ° C./hour, holding temperature: 800 ° C., temperature holding time: 200 hours, cooling rate: 200 ° C./hour, atmospheric gas: Heat treatment of humidified N 2 gas (oxygen partial pressure: 3 × 10 −9 MPa) was performed.

得られた積層セラミックコンデンサ試料について、誘電体粒径、偏析相の形態、誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相長さと誘電体層厚みの比、隣接する偏析Ni金属相とMg酸化物相の面積比、比誘電率(εs)、高温負荷信頼性(HALT)を下記に示す方法により測定した。結果を表4に示す。誘電体粒径、偏析相の形態、誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相長さと誘電体層厚みの比、隣接する偏析Ni金属相とMg酸化物相の面積比については、実験例1と同様に評価を行った。実験例2における誘電体平均粒子径は、0.23μmであった。   About the obtained multilayer ceramic capacitor sample, dielectric particle size, segregation phase form, ratio of segregation Ni metal phase length to dielectric layer thickness in the dielectric layer thickness direction, adjacent segregation Ni metal phase and Mg oxide phase The area ratio, relative dielectric constant (εs), and high temperature load reliability (HALT) were measured by the following methods. The results are shown in Table 4. Regarding the dielectric particle size, the form of the segregation phase, the ratio of the segregation Ni metal phase length to the dielectric layer thickness in the dielectric layer thickness direction, and the area ratio of the adjacent segregation Ni metal phase and Mg oxide phase, Evaluation was performed in the same manner. The average dielectric particle size in Experimental Example 2 was 0.23 μm.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

<比誘電率εs>
比誘電率εsは、実験例1と同様に評価を行った。実験例2では、比較例2−1と比較して、好ましい範囲として、10%以上誘電率が向上する4400以上を良好とし、さらに好ましい範囲として、15%以上誘電率が向上する4600以上をさらに良好とした。
<Relative permittivity εs>
The relative dielectric constant εs was evaluated in the same manner as in Experimental Example 1. In Experimental Example 2, compared with Comparative Example 2-1, as a preferable range, 4400 or more that improves the dielectric constant by 10% or more is preferable, and as a more preferable range, 4600 or more that improves the dielectric constant by 15% or more is further preferable. It was good.

<高温加速信頼性(HALT)>
実験例2では、コンデンサ試料に対し、125℃にて、10V/μmの電界下で直流電圧の印加状態に保持し、実験例1と同様に評価を行った。実験例2では、100個のコンデンサ試料について行った。実験例2では、1000時間の試験で不良ありを×、不良なしを○とし、2000時間の試験でも不良なしを◎とした。
<High temperature acceleration reliability (HALT)>
In Experimental Example 2, evaluation was performed in the same manner as in Experimental Example 1 while maintaining a DC voltage applied to the capacitor sample at 125 ° C. under an electric field of 10 V / μm. In Experimental Example 2, 100 capacitor samples were used. In Experimental Example 2, “x” indicates that there is a defect in the test for 1000 hours, “◯” indicates that there is no defect, and “◎” indicates that there is no defect in the test for 2000 hours.

主成分がBaTiOとした場合においても、偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相が隣接した偏析粒子を析出する事で、高温負荷信頼性は劣化せず、比誘電率が20%以上向上することを確認した。また、実験例1の(Ba,Ca)(Ti、Zr)Oよりも効果が大きい事が分った。 Even when the main component is BaTiO 3 , the segregated particles in which the segregated Ni metal phase and the segregated Mg oxide phase are adjacent to each other are precipitated, so that the high temperature load reliability is not deteriorated and the relative dielectric constant is improved by 20% or more. It was confirmed. Further, in Experimental Example 1 (Ba, Ca) (Ti , Zr) effect it has been found greater than O 3.

<実験例3>
実験例3では、Ni金属とMg酸化物の複合粒子の粒径を調整し、偏析Ni金属相の誘電体層厚みに対する大きさが及ぼす影響について調べた。
<Experimental example 3>
In Experimental Example 3, the particle size of the composite particles of Ni metal and Mg oxide was adjusted, and the influence of the size of the segregated Ni metal phase on the dielectric layer thickness was examined.

Ni金属とMg酸化物の複合粒子の粒径を表5に示すように変更した以外は、比較例2−1と同様の条件で積層セラミックコンデンサ試料を作製し、評価を行った。結果を表5に示す。   A multilayer ceramic capacitor sample was prepared and evaluated under the same conditions as in Comparative Example 2-1, except that the particle diameter of the composite particles of Ni metal and Mg oxide was changed as shown in Table 5. The results are shown in Table 5.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

誘電体層厚み方向における偏析Ni金属相長さと誘電体層厚みの比が、0.06〜0.40の範囲で、比誘電率10%向上と高温負荷信頼性が両立することが分った。厚み比率が上記範囲を外れる場合、比誘電率を大きくするための残留応力の効果が小さくなったものと考えられる。   It was found that the ratio of the segregated Ni metal phase length to the dielectric layer thickness in the dielectric layer thickness direction is in the range of 0.06 to 0.40, and both a 10% increase in relative permittivity and high temperature load reliability are compatible. . When the thickness ratio is out of the above range, it is considered that the effect of residual stress for increasing the relative dielectric constant is reduced.

<実験例4>
実験例4では、Ni金属とMg酸化物の複合粒子の配合比を調整し、隣接する偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相の面積比の影響について調べた。
<Experimental example 4>
In Experimental Example 4, the compounding ratio of the composite particles of Ni metal and Mg oxide was adjusted, and the influence of the area ratio between the adjacent segregated Ni metal phase and the segregated Mg oxide phase was examined.

Ni金属とMg酸化物の複合粒子の配合比を表6に示すように変更した以外は、比較例2−1と同様の条件で積層セラミックコンデンサ試料を作製し、評価を行った。結果を表6に示す。   A multilayer ceramic capacitor sample was prepared and evaluated under the same conditions as in Comparative Example 2-1, except that the compounding ratio of the composite particles of Ni metal and Mg oxide was changed as shown in Table 6. The results are shown in Table 6.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

隣接する偏析Ni金属相と偏析Mg酸化物相の面積比が、0.20〜2.0の範囲で、高温負荷信頼性を劣化させず、比誘電率15%向上と、より大きな効果があることが分った。面積比率が上記範囲を外れる場合、比誘電率を大きくするための残留応力の効果が小さくなったものと考えられる。   When the area ratio of the adjacent segregated Ni metal phase and segregated Mg oxide phase is in the range of 0.20 to 2.0, the high temperature load reliability is not deteriorated, and the relative permittivity is improved by 15%, which has a greater effect. I found out. When the area ratio is out of the above range, it is considered that the effect of the residual stress for increasing the relative dielectric constant is reduced.

<実験例5>
実験例5では、Mg酸化物に他の酸化物も複合した粒子を作製し、偏析Mg酸化物相の組成の影響について調べた。
<Experimental example 5>
In Experimental Example 5, particles in which other oxides were combined with Mg oxide were prepared, and the influence of the composition of the segregated Mg oxide phase was examined.

偏析Mg酸化物相の組成を表7に示すように変更した以外は、比較例2−1と同様の条件で積層セラミックコンデンサ試料を作製し、評価を行った。結果を表7に示す。   A multilayer ceramic capacitor sample was prepared and evaluated under the same conditions as in Comparative Example 2-1, except that the composition of the segregated Mg oxide phase was changed as shown in Table 7. The results are shown in Table 7.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

偏析Ni金属相と接する偏析Mg酸化物相に、Mn、Cr、Ti、Ba、Ni等が含まれた場合に置いても、比誘電率20%向上と高温負荷信頼性が両立することが分った。 Even when the segregated Mg oxide phase in contact with the segregated Ni metal phase contains Mn, Cr, Ti, Ba, Ni, etc., it is found that the relative permittivity is improved by 20% and the high temperature load reliability is compatible. It was.

<実験例6>
実験例6では、誘電体原料中の組成を変更し、誘電体の組成の影響について調べた。
<Experimental example 6>
In Experimental Example 6, the composition of the dielectric material was changed and the influence of the dielectric composition was examined.

誘電体原料中の添加物組成を表8に示すように変更した以外は、比較例2−1と同様の条件で積層セラミックコンデンサ試料を作製し、評価を行った。結果を表8に示す。 A multilayer ceramic capacitor sample was prepared and evaluated under the same conditions as in Comparative Example 2-1, except that the additive composition in the dielectric material was changed as shown in Table 8. The results are shown in Table 8.

Figure 0005919847
Figure 0005919847

誘電体原料中の添加物組成を変更しても、比誘電率20%向上と高温負荷信頼性が両立することが分った。本実験例1、2、6により、誘電体層を構成する誘電体磁器に含まれる成分の含有量にかかわらず、誘電特性(比誘電率および高温負荷信頼性)を向上できることが確認できた。 It has been found that even if the additive composition in the dielectric material is changed, a 20% increase in relative dielectric constant and high temperature load reliability are compatible. It was confirmed from Experimental Examples 1, 2, and 6 that the dielectric characteristics (relative permittivity and high-temperature load reliability) can be improved regardless of the content of the components contained in the dielectric ceramic constituting the dielectric layer.

1… 積層セラミックコンデンサ
10… 素子本体
2… 誘電体層
20… 誘電体粒子
22… 粒界
27… 偏析領域
28… 偏析Ni金属相
29… 偏析Mg酸化物相
3… 内部電極層
4… 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor 10 ... Element main body 2 ... Dielectric layer 20 ... Dielectric particle 22 ... Grain boundary 27 ... Segregation area | region 28 ... Segregation Ni metal phase 29 ... Segregation Mg oxide phase 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode

Claims (4)

誘電体層とNiを主成分とする内部電極層が交互に積層された積層セラミックコンデンサであって、前記誘電体層の内部には、Niを主成分とする金属相と前記金属相に接するMgを主成分とする酸化物相とを含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。   A multilayer ceramic capacitor in which dielectric layers and internal electrode layers mainly composed of Ni are alternately stacked, wherein a metal phase mainly composed of Ni and Mg in contact with the metal phase are disposed inside the dielectric layer. A monolithic ceramic capacitor comprising an oxide phase containing as a main component. 前記誘電体層がBaTiOを主成分とすることを特徴とする請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。 The multilayer ceramic capacitor according to claim 1, wherein the dielectric layer contains BaTiO 3 as a main component. 前記誘電体層の内部に含まれるNiを主成分とする金属相の前期誘電体層の厚み方向における長さと、前記誘電体層の厚み方向の長さの比が0.06以上0.40以下である事を特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミックコンデンサ。   The ratio of the length in the thickness direction of the first dielectric layer of the metal phase mainly composed of Ni contained in the dielectric layer to the length in the thickness direction of the dielectric layer is 0.06 or more and 0.40 or less. The multilayer ceramic capacitor according to claim 1 or 2, wherein: 前記誘電体層の内部に含まれるNiを主成分とする金属相と、前記金属相に接するMgを主成分とする酸化物相の面積の比(金属相/酸化物相)が0.2以上2.0以下であることを特徴とする請求項3に記載の積層セラミックコンデンサ。   The area ratio (metal phase / oxide phase) of the metal phase mainly composed of Ni contained in the dielectric layer and the oxide phase mainly composed of Mg in contact with the metal phase is 0.2 or more The multilayer ceramic capacitor according to claim 3, wherein the multilayer ceramic capacitor is 2.0 or less.
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