JP6841716B2 - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関する。
金属を主成分とする内部電極を用いる積層セラミックコンデンサを製造する工程において、内部電極の酸化を抑制するために、積層体を強還元雰囲気で焼成している。そのため、セラミックを主成分とする誘電体層で発生する酸素欠陥が、絶縁抵抗を下げてしまうという問題がある。そこで、焼成後に、再度弱酸化雰囲気下にて再酸化処理を行うことで、絶縁抵抗を上げている（例えば、特許文献１，２参照）。
しかしながら、上記技術では、再酸化処理の際に、内部電極の収縮もしくは酸化により、容量が低下するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、容量低下を抑制することができる積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、略直方体形状を有し、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する２端面に露出するように形成された積層構造と、前記積層構造のうち前記２端面以外で前記複数の内部電極層が露出する２側面に設けられ、前記内部電極層と前記誘電体層との積層方向において、ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３、の少なくともいずれかを主成分とする二次相の割合が多い第１セラミック層と前記二次相の割合が少ない第２セラミック層とが交互に積層されたサイドマージン領域と、を備え、前記第１セラミック層における前記二次相の含有割合は、１５％以上４５％以下であることを特徴とする。
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記第１セラミック層において、前記二次相が前記積層構造に向かって所定の間隔を空けて配置されていてもよい。
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記誘電体層は、チタン酸バリウムを主成分としてもよい。
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、セラミック粒子を含むグリーンシート上に、金属導電ペーストを配置する第１工程と、前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３、の少なくともいずれか一方を含みかつその合計量が１．５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であるセラミック粒子を配置する第２工程と、前記第２工程によって得られた積層単位を複数積層して得られたセラミック積層体を焼成する第３工程と、前記第３工程によって得られた焼成後の前記セラミック積層体に対して、６００℃以上１０００℃以下で再酸化処理を行う第４工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、容量低下を抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。
（実施形態）
まず、積層セラミックコンデンサについて説明する。図１は、積層セラミックコンデンサ１００の部分断面斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１〜図３で例示するように、積層セラミックコンデンサ１００は、直方体形状を有する積層チップ１０と、積層チップ１０のいずれかの対向する２端面に設けられた外部電極２０ａ，２０ｂとを備える。
まず、積層セラミックコンデンサについて説明する。図１は、積層セラミックコンデンサ１００の部分断面斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１〜図３で例示するように、積層セラミックコンデンサ１００は、直方体形状を有する積層チップ１０と、積層チップ１０のいずれかの対向する２端面に設けられた外部電極２０ａ，２０ｂとを備える。
積層チップ１０は、誘電体として機能するセラミック材料を含む誘電体層１１と、卑金属材料を含む内部電極層１２とが、交互に積層された構成を有する。各内部電極層１２の端縁は、積層チップ１０の外部電極２０ａが設けられた端面と、外部電極２０ｂが設けられた端面とに、交互に露出している。それにより、各内部電極層１２は、外部電極２０ａと外部電極２０ｂとに、交互に導通している。それにより、積層セラミックコンデンサ１００は、複数の誘電体層１１が内部電極層１２を介して積層された構成を有する。また、積層チップ１０において、誘電体層１１と内部電極層１２との積層方向（以下、積層方向と称する。）の上面および下面は、カバー層１３によって覆われている。例えば、カバー層１３の材料は、誘電体層１１と同じである。
積層セラミックコンデンサ１００のサイズは、例えば、長さ０．２ｍｍ、幅０．１２５ｍｍ、高さ０．１２５ｍｍであり、または長さ０．４ｍｍ、幅０．２ｍｍ、高さ０．２ｍｍであり、または長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、または長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍであり、または長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍ、高さ１．６ｍｍであり、または長さ４．５ｍｍ、幅３．２ｍｍ、高さ２．５ｍｍであるが、これらのサイズに限定されるものではない。
外部電極２０ａ，２０ｂおよび内部電極層１２は、Ｎｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｓｎ（スズ）等の卑金属を主成分とする。外部電極２０ａ，２０ｂおよび内部電極層１２として、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）などの貴金属やこれらを含む合金を用いてもよい。誘電体層１１は、一般式ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト構造を有するセラミック材料を主成分とする。なお、当該ペロブスカイト構造は、化学量論組成から外れたＡＢＯ３−αを含む。例えば、当該セラミック材料として、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）、ＣａＺｒＯ３（ジルコン酸カルシウム）、ＣａＴｉＯ３（チタン酸カルシウム）、ＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）、ペロブスカイト構造を形成するＢａ１-ｘ−ｙＣａｘＳｒｙＴｉ１−ｚＺｒｚＯ３(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１)等を用いることができる。
図２で例示するように、外部電極２０ａに接続された内部電極層１２と外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２とが対向する領域を、対向領域１４と称する。すなわち、対向領域１４は、異なる外部電極に接続された２つの隣接する内部電極層１２が対向する領域である。対向領域１４は、積層セラミックコンデンサ１００において電気容量を生じる領域である。
外部電極２０ａに接続された内部電極層１２同士が、外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域を、エンドマージン領域１５と称する。また、外部電極２０ｂに接続された内部電極層１２同士が、外部電極２０ａに接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域も、エンドマージン領域１５である。すなわち、エンドマージン領域１５は、同じ外部電極に接続された内部電極層１２が異なる外部電極に接続された内部電極層１２を介さずに対向する領域である。対向領域１４およびエンドマージン領域１５からなる構造は、本明細書において、積層構造とも称する。積層構造も、略直方体形状を有する。
積層チップ１０の２端面、上面および下面以外の２面を側面と称する。図３で例示するように、積層チップ１０において、積層チップ１０の２側面から内部電極層１２に至るまでの領域をサイドマージン領域１６と称する。すなわち、サイドマージン領域１６は、上記積層構造において積層された複数の内部電極層１２が２側面側に延びた端部を覆うように設けられた領域である。
誘電体層１１は、例えば、主成分とするセラミックの原材料粉末を焼成することによって得られる。焼成の際に原材料粉末が還元雰囲気にさらされるため、セラミックに酸素欠陥が生じる。そこで、本実施形態においては、サイドマージン領域１６の焼結助剤含有量は、対向領域１４の焼結助剤含有量よりも多くなっている。この構成においては、再酸化処理時にサイドマージン領域１６の結晶粒界で焼結助剤が液体化し、当該液体化した焼結助剤を介して雰囲気中の酸素が拡散するようになる。したがって、低温で再酸化処理を行っても、十分に対向領域１４のセラミックの酸素欠陥を抑制することができる。低温で再酸化処理を行えば、内部電極層１２の収縮、酸化等を抑制することができる。その結果、積層セラミックコンデンサ１００の容量低下を抑制することができる。
続いて、サイドマージン領域１６の詳細について説明する。図４（ａ）は、サイドマージン領域１６の断面を拡大したものである。サイドマージン領域１６は、誘電体層１１が内部電極層１２を介さずに積層された領域であるが、以下の構造を有している。すなわち、サイドマージン領域１６は、焼結助剤の焼成によって生成される二次相３１の含有量が多い第１セラミック層３２と、二次相３１の含有量が少ない第２セラミック層３３とが、対向領域１４における誘電体層１１と内部電極層１２との積層方向において交互に積層された縞状の構造を有する。このような構造では、第１セラミック層３２の二次相３１が酸素の通路として機能することになり、酸素が拡散しやすくなる。二次相３１は、ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３、の少なくともいずれかを主成分とする。
第１セラミック層３２における二次相３１が少ないと、再酸化処理時に酸素を十分に拡散させることが困難である。そこで、本実施形態においては、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合を１５％以上とする。一方、第１セラミック層３２における二次相３１が多過ぎると、対向領域１４にＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の少なくともいずれか一方が拡散する。この場合、対向領域１４の比誘電率εが低下し、積層セラミックコンデンサ１００の容量が低下するおそれがある。そこで、本実施形態においては、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合を４５％以下とする。第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合は、２０％以上３５％以下であることが好ましく、２５％以上３０％以下であることがより好ましい。
ここで、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合の定義について説明する。図４（ｂ）で例示するように、第１セラミック層３２においては、幅方向（積層チップ１０の側面から対向領域１４に向かう方向）において、複数の二次相３１が所定の間隔を空けて並ぶように現れる。これらの二次相３１は、例えば、積層セラミックコンデンサ１００を研摩処理してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察を行うことで反射電子像として検出することができる。第１セラミック層３２の幅方向全体の長さにおける各二次相３１の合計の長さの割合を、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合として定義する。なお、図５で例示するように、第１セラミック層３２が図１の積層チップ１０の上面および下面に対して傾斜する場合がある。この場合においては、第１セラミック層３２の幅方向とは、第１セラミック層３２の傾斜面に沿った方向のことである。
続いて、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法について説明する。図６は、積層セラミックコンデンサ１００の製造方法のフローを例示する図である。
（原料粉末作製工程）
まず、誘電体材料の作製を行う。対向領域１４における誘電体層１１の主成分であるセラミック材料の粉末（平均粒子径が０．３０μｍ程度）に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，希土類元素(Ｙ,Ｄｙ,Ｔｍ,Ｈｏ,Ｔｂ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，ＧｄおよびＥｒ)の酸化物、並びに、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，ＫおよびＳｉの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行う。続いて、得られたセラミック材料の粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料の粉末を調製する。それにより、誘電体材料が作製される。
まず、誘電体材料の作製を行う。対向領域１４における誘電体層１１の主成分であるセラミック材料の粉末（平均粒子径が０．３０μｍ程度）に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，希土類元素(Ｙ,Ｄｙ,Ｔｍ,Ｈｏ,Ｔｂ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，ＧｄおよびＥｒ)の酸化物、並びに、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，ＫおよびＳｉの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行う。続いて、得られたセラミック材料の粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料の粉末を調製する。それにより、誘電体材料が作製される。
次に、マージンペーストの作製を行う。サイドマージン領域１６における誘電体層１１（第１セラミック層３２および第２セラミック層３３）の主成分であるセラミック材料の粉末（平均粒子径が０．２０μｍ程度）に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒ，希土類元素(Ｙ,Ｄｙ,Ｔｍ,Ｈｏ,Ｔｂ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，ＧｄおよびＥｒ)の酸化物、並びに、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｌｉ，Ｂ，Ｎａ，ＫおよびＳｉの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行う。続いて、得られたセラミック材料の粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料の粉末を調製する。得られたセラミック材料にαターピネオール、ミネラルスピリット、有機ビヒクル等を配合し、混錬することで、マージンペーストを作製する。マージンペーストにおけるＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計量は、主成分であるセラミック材料の粉末を１００ｗｔ％とした場合に、１．５ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下である。このような合計量とすることで、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合を１５％以上４５％以下とすることができる。マージンペーストにおけるＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計量は、２．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下であることが好ましい。
（積層工程）
次に、得られた誘電体材料の粉末に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み０．８μｍ以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
次に、得られた誘電体材料の粉末に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等の可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み０．８μｍ以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
次に、誘電体グリーンシートの表面に、内部電極形成用導電ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、内部電極層１２に対応するパターンを配置する。内部電極層形成用導電ペーストは、内部電極層１２の主成分金属の粉末と、バインダと、溶剤と、必要に応じてその他助剤とを含んでいる。バインダおよび溶剤は、上記したセラミックスラリーと異なるものを使用することが好ましい。また、内部電極形成用導電ペーストには、共材として、誘電体層１１の主成分であるセラミック材料を分散させてもよい。次に、誘電体グリーンシート上において金属導電ペーストが印刷されていない周辺領域上に、マージンペーストを印刷する。それにより、積層単位としてのパターン形成シートが形成される。
その後、パターン形成シートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれたパターン形成シートを、基材を剥離した状態で、内部電極層１２と誘電体層１１とが互い違いになるように、かつ内部電極層１２が誘電体層１１の長さ方向両端面に端縁が交互に露出して極性の異なる一対の外部電極２０，３０に交互に引き出されるように、所定層数（例えば２００〜５００層）だけ積層する。
積層したパターン形成シートの上下に、カバー層１３となるカバーシートを圧着させ、所定チップ寸法（例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）にカットする。これにより、セラミック積層体が得られる。
（焼成工程）
このようにして得られたセラミック積層体を、２５０〜５００℃のＮ２雰囲気中で脱バインダ処理した後に、還元雰囲気中で１１００〜１３００℃で１０分〜２時間焼成することで、誘電体グリーンシートを構成する各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、内部に焼結体からなる誘電体層１１と内部電極層１２とが交互に積層されてなる積層チップ１０と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１３とを有する積層セラミックコンデンサ１００が得られる。
このようにして得られたセラミック積層体を、２５０〜５００℃のＮ２雰囲気中で脱バインダ処理した後に、還元雰囲気中で１１００〜１３００℃で１０分〜２時間焼成することで、誘電体グリーンシートを構成する各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、内部に焼結体からなる誘電体層１１と内部電極層１２とが交互に積層されてなる積層チップ１０と、積層方向上下の最外層として形成されるカバー層１３とを有する積層セラミックコンデンサ１００が得られる。
（再酸化処理工程）
その後、Ｎ２ガス雰囲気中で再酸化処理を行う。再酸化処理においては、二次相３１が液体化し、当該液体化した二次相３１を介して雰囲気中の酸素が拡散する。それにより、対向領域１４における誘電体層１１の再酸化を促進することができる。再酸化処理の温度が低すぎると、十分に酸素を拡散させることが困難である。そこで、本実施形態においては、再酸化処理の温度を６００℃以上とする。一方、再酸化処理の温度が高すぎると、内部電極層１２の酸化、収縮等によって対向領域１４の非誘電率εが低下するおそれがある。そこで、本実施形態においては、再酸化処理の温度を１０００℃以下とする。なお、再酸化処理の温度は、７００℃以上８００℃以下であることが好ましい。
その後、Ｎ２ガス雰囲気中で再酸化処理を行う。再酸化処理においては、二次相３１が液体化し、当該液体化した二次相３１を介して雰囲気中の酸素が拡散する。それにより、対向領域１４における誘電体層１１の再酸化を促進することができる。再酸化処理の温度が低すぎると、十分に酸素を拡散させることが困難である。そこで、本実施形態においては、再酸化処理の温度を６００℃以上とする。一方、再酸化処理の温度が高すぎると、内部電極層１２の酸化、収縮等によって対向領域１４の非誘電率εが低下するおそれがある。そこで、本実施形態においては、再酸化処理の温度を１０００℃以下とする。なお、再酸化処理の温度は、７００℃以上８００℃以下であることが好ましい。
以下、実施形態に係る積層セラミックコンデンサを作製し、特性について調べた。
（実施例１〜１０）
チタン酸バリウム粉末（平均粒子径が０．３０μｍ）１００ｗｔ％、およびＨｏ２Ｏ３（２ｗｔ％）、ＭｇＯ（０．２ｗｔ％）、ＭｎＣＯ３（０．２ｗｔ％）、ＳｉＯ２（０．３ｗｔ％）を秤量した。これに配合後のＢａ／Ｔｉ比が１．０００となるようにＢａＣＯ３を秤量した。これらの材料を、ボールミルで充分に湿式混合粉砕して混合粉を得た。これを誘電体材料とした。
チタン酸バリウム粉末（平均粒子径が０．３０μｍ）１００ｗｔ％、およびＨｏ２Ｏ３（２ｗｔ％）、ＭｇＯ（０．２ｗｔ％）、ＭｎＣＯ３（０．２ｗｔ％）、ＳｉＯ２（０．３ｗｔ％）を秤量した。これに配合後のＢａ／Ｔｉ比が１．０００となるようにＢａＣＯ３を秤量した。これらの材料を、ボールミルで充分に湿式混合粉砕して混合粉を得た。これを誘電体材料とした。
チタン酸バリウム粉末（平均粒子径が０．２０μｍ）１００ｗｔ％、およびＨｏ２Ｏ３（２ｗｔ％）、ＭｇＯ（０．２ｗｔ％）、ＭｎＣＯ３（０．２ｗｔ％）を秤量した。実施例１，４〜６，９，１０では、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計として３．０ｗｔ％を秤量した。実施例２では、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計として１．５ｗｔ％を秤量した。実施例３では、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計として５．０ｗｔ％を秤量した。実施例７では、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計として２．１ｗｔ％を秤量した。実施例８では、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計として３．７ｗｔ％を秤量した。これに配合後のＢａ／Ｔｉ比が１．０００となるようにＢａＣＯ３を秤量した。これらの材料を、ボールミルで充分に湿式混合粉砕して混合粉を得た。これをマージンペースト用材料とした。次に、このマージンペースト用材料１００重量部にαターピネオールを８０重量部、ミネラルスピリットを２０重量部、さらに有機ビヒクルを配合し、３本ローラにて混錬し、マージンペーストを得た。マージンペーストの粘度は、１００Ｐａ・ｓであった。
誘電体材料に有機バインダとしてアクリル系、溶剤としてトルエン、エチルアルコール混合を加えてドクターブレード法にて２μmのグリーンシートを作成した。得られたシートに内部電極形成用導電ペーストをスクリーン印刷し、厚み１μｍの内部電極形成用導電ペーストを形成した。さらに、同一シートにマージンペーストを、内部電極と逆のパターンにてスクリーン印刷した。厚みは１μｍとした。
得られたパターン形成シートを４００枚重ね、その上下にカバーシートをそれぞれ２００μｍずつ積層した。その後、熱圧着によりセラミック積層体を得て、所定の形状に切断した。得られたセラミック積層体に外部電極の下地層をディップ法で形成し、Ｎ２雰囲気で脱バインダ処理の後、還元雰囲気下（Ｏ２分圧：１０−５〜１０−８ａｔｍ）、１２６０℃で焼成して焼結体を得た。形状寸法は、長さ＝１．６ｍｍ、幅＝０．８ｍｍ、高さ＝０．８ｍｍとした。
焼結体を、Ｎ２ガス雰囲気中で、２時間、再酸化処理を行った。実施例１〜８では、再酸化処理時の焼成温度を７００℃とした。実施例９では、再酸化処理時の焼成温度を６００℃とした。実施例１０では、再酸化処理の焼成温度を１０００℃とした。電界メッキ処理により外部電極の下地層の表面にＣｕ，Ｎｉ，Ｓｎの金属コーティングを行い、積層セラミックコンデンサを得た。
（比較例１〜３）
マージンペースト中のＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の含有量を変更した。比較例１〜３では、再酸化処理時の焼成温度を７００℃とした。その他の条件は実施例１〜６と同様とした。
マージンペースト中のＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の含有量を変更した。比較例１〜３では、再酸化処理時の焼成温度を７００℃とした。その他の条件は実施例１〜６と同様とした。
（分析）
積層セラミックコンデンサを研磨した後、ＳＥＭ観察を行った。サイドマージン領域１６の反射電子像から、図４（ｂ）で説明したようにサイドマージン領域１６における二次相３１の含有割合を算出した。対向領域１４の静電容量をヒューレットパッカード社のインピーダンスアナライザ４２８４Ａにて測定した。ＯＳＣ＝１Ｖ、周波数＝１ＫＨｚとした。絶縁抵抗をヒューレットパッカード社の４３３９Ａハイレジスタンスメータにて測定した。測定電圧は１０Ｖ、保持時間は６０秒とした。
積層セラミックコンデンサを研磨した後、ＳＥＭ観察を行った。サイドマージン領域１６の反射電子像から、図４（ｂ）で説明したようにサイドマージン領域１６における二次相３１の含有割合を算出した。対向領域１４の静電容量をヒューレットパッカード社のインピーダンスアナライザ４２８４Ａにて測定した。ＯＳＣ＝１Ｖ、周波数＝１ＫＨｚとした。絶縁抵抗をヒューレットパッカード社の４３３９Ａハイレジスタンスメータにて測定した。測定電圧は１０Ｖ、保持時間は６０秒とした。
実施例１〜１０および比較例１〜３におけるマージンペーストにおけるＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計量、再酸化処理の焼成温度、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合、静電容量および絶縁抵抗を図７に示す。対向領域１４の静電容量が１０μＦ±１μＦである場合に、良好な静電容量が得られていると判定した。また、絶縁抵抗が１００ＭΩ以上である場合に、良好な絶縁抵抗が得られていると判定した。
実施例１〜１０のいずれにおいても、良好な静電容量および良好な絶縁抵抗が得られた。良好な絶縁抵抗については、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合が１５％以上４５％以下となったことで、酸素を十分に拡散させることができたからであると考えられる。また、良好な静電容量については、再酸化処理の温度を６００℃以上１０００℃以下と低くすることができたために、内部電極層の収縮、酸化等が抑制されたからであると考えられる。
比較例１では、再酸化処理温度を７００℃としたために、容量低下は抑制されたと考えられる。しかしながら、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合が低かったために、対向領域１４の誘電体層１１のセラミックの酸素欠陥が抑制されず、絶縁抵抗が低くなったと考えられる。
比較例２，３では、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合が高かったために、酸素の拡散が促進されて絶縁抵抗が高くなったと考えられる。しかしながら、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合が高かったために、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３が対向領域１４にも拡散し、対向領域１４の比誘電率εが低下し、容量が低下したと考えられる。
なお、実施例１〜１０の結果から、マージンペーストにおけるＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の合計量を１．５ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下とし、再酸化処理時の焼成温度を６００℃以上１０００℃以下とすることで、第１セラミック層３２における二次相３１の含有割合を１５％以上４５％以下とすることができることがわかった。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 積層チップ
１１ 誘電体層
１２ 内部電極層
２０，３０ 外部電極
１００ 積層セラミックコンデンサ
１１ 誘電体層
１２ 内部電極層
２０，３０ 外部電極
１００ 積層セラミックコンデンサ
Claims (4)
- セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、略直方体形状を有し、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する２端面に露出するように形成された積層構造と、
前記積層構造において積層された複数の前記内部電極層が前記２端面以外の２側面に延びた端部を覆うように設けられ、前記内部電極層と前記誘電体層との積層方向において、ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３、の少なくともいずれかを主成分とする二次相の割合が多い第１セラミック層と前記二次相の割合が少ない第２セラミック層とが交互に積層されたサイドマージン領域と、を備え、
前記第１セラミック層における前記二次相の含有割合は、１５％以上４５％以下であることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記第１セラミック層において、前記二次相が前記積層構造に向かって所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記誘電体層は、チタン酸バリウムを主成分とすることを特徴とする請求項１または２記載の積層セラミックコンデンサ。
- セラミック粒子を含むグリーンシート上に、金属導電ペーストを配置する第１工程と、
前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、ＳｉＯ２、またはＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３、の少なくともいずれか一方を含みかつその合計量が１．５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であるセラミック粒子を配置する第２工程と、
前記第２工程によって得られた積層単位を複数積層して得られたセラミック積層体を焼成する第３工程と、
前記第３工程によって得られた焼成後の前記セラミック積層体に対して、６００℃以上１０００℃以下で再酸化処理を行う第４工程と、を含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
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