JP7171315B2 - Multilayer ceramic capacitor 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およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor and its manufacturing method.
近年の高積層密度の積層セラミックコンデンサの最高容量は、例えば、1000μFに近づいている。このように、積層セラミックコンデンサの容量は、電解コンデンサの領域まで接近している。しかしながら、当該容量は、現状の容量密度では大形状でなければ実現することが困難である。この大形状のセラミック積層体を焼結体として構成するためには、内部電極層と誘電体層との焼結温度ギャップに対して、内部電極層の連続性を損なわず高連続で、低膨張の構造体を得ることが重要となる。 The maximum capacitance of recent high-density multilayer ceramic capacitors is approaching, for example, 1000 μF. Thus, the capacitance of the multilayer ceramic capacitor approaches the area of the electrolytic capacitor. However, with the current capacity density, it is difficult to realize such a capacity unless it has a large shape. In order to construct this large-sized ceramic laminate as a sintered body, a highly continuous, low-expansion material is required without impairing the continuity of the internal electrode layers with respect to the sintering temperature gap between the internal electrode layers and the dielectric layers. It is important to obtain a structure of
例えば、700℃以下の温度において30℃/60s~50℃/60sの昇温速度で初期焼成を行うことで、急激なニッケル焼結を誘導し、積層セラミックキャパシタの内部電極の連結性を向上させることが考えられている(例えば、特許文献1参照)。 For example, initial firing is performed at a temperature of 700° C. or lower at a heating rate of 30° C./60 s to 50° C./60 s to induce rapid nickel sintering and improve the connectivity of the internal electrodes of the multilayer ceramic capacitor. is considered (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、大形状の積層セラミックコンデンサでは、含有バインダ量が多いため、バインダ除去を優先させようとすると焼結温度ピーク部の高速焼成が実現しない課題がある。また、高速焼成を優先させようとすると脱ガス影響などでチップ内に残留応力が溜まり、構造欠陥を発生させる問題もある。 However, since the large-sized multilayer ceramic capacitor contains a large amount of binder, there is a problem that high-speed firing at the sintering temperature peak portion cannot be realized if priority is given to removing the binder. In addition, when high-speed firing is prioritized, residual stress accumulates in the chip due to the effects of degassing, etc., causing structural defects.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、大形状かつ高容量で、CR積の高い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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multilayer ceramic capacitor having a large size, a high capacitance, and a high CR product, and a method for manufacturing the same.
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、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、略直方体形状を有する積層チップと、前記2端面に形成された1対の外部電極と、を備え、前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、3225形状以上の大きさを有し、前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの積層方向における高さをT1とし、前記内部電極層の幅方向である第2方向における前記内部電極層の端点を通る高さをT2とし、いずれかの最外層の前記内部電極層を通り前記第2方向の幅をW1とし、積層方向の中心を通り前記第2方向の幅をW2とする場合に、(T1-T2)/T1が+0.9%以上、+4.4%以下であり、(W1-W2)/W1が-0.8%以上、+2.8%以下であり、T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、前記内部電極層の連続率が86%以上であることを特徴とする。 In a laminated ceramic capacitor according to the present invention, dielectric layers containing ceramic as a main component and internal electrode layers are alternately laminated, and the plurality of laminated internal electrode layers are alternately exposed at two opposite end faces. and a pair of external electrodes formed on the two end faces, wherein the total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more , having a size of 3225 or more, and in a cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction where the two end surfaces face each other in the laminated chip, the center of the internal electrode layer in the width direction and the Let T1 be the height of the laminated chip in the lamination direction, T2 be the height passing through the end points of the internal electrode layers in the second direction that is the width direction of the internal electrode layers, and T2 be the height passing through the end points of the internal electrode layers in the second direction that is the width direction of the internal electrode layers. When the width in the second direction is W1 and the width in the second direction passing through the center of the stacking direction is W2, (T1−T2)/T1 is +0.9% or more and +4.4% or less . Yes, (W1-W2)/W1 is −0.8% or more and +2.8% or less , the number of layers of the internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers/mm or more, and the continuity rate of the internal electrode layers is 86% or more .
上記積層セラミックコンデンサにおいて、前記断面において、全面積に対する、異なる端面に露出する内部電極層同士が対向する容量領域の面積の比率は、80%以上としてもよい。 In the above laminated ceramic capacitor, in the cross section, the ratio of the area of the capacitive regions where internal electrode layers exposed on different end faces face each other to the total area may be 80% or more.
上記積層セラミックコンデンサにおいて、T1に対する前記内部電極層の積層数を400層/mm以上としてもよい。 In the laminated ceramic capacitor described above, the number of internal electrode layers stacked with respect to T1 may be 400 layers/mm or more.
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、セラミック誘電体層グリーンシートと、内部電極形成用導電ペーストと、を交互に積層し、積層された複数の内部電極形成用導電ペーストを交互に対向する2端面に露出させることによって、略直方体形状のセラミック積層体を形成する工程と、前記セラミック積層体を焼成することで積層チップを得る工程と、前記積層チップの前記2端面の下地層上にめっき処理により1対の外部電極を形成する工程と、を含み、前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、3225形状以上の大きさを有し、前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極形成用導電ペーストから得られる内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの高さをT1とする場合に、T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、前記セラミック積層体を焼成する工程は、前半の昇温工程と、後半の昇温工程とを含み、(前記後半の昇温工程の昇温速度)/(前記前半の昇温工程の昇温速度)を62.5以上とし、前記前半の昇温工程の昇温速度を200℃/hr以上とし、前記前半の昇温工程の昇温時間を1時間以上16時間以下とし、前記後半の昇温工程の昇温時間を0.01分以上10分以下とすることを特徴とする。上記製造方法において、前記前半の昇温工程の昇温速度から前記後半の昇温工程の昇温速度に切り替える温度を、1000±200℃としてもよい。本発明に係る他の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、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、略直方体形状を有する積層チップと、前記2端面に形成された1対の外部電極と、を備え、前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの積層方向における高さをT1とし、前記内部電極層の幅方向である第2方向における前記内部電極層の端点を通る高さをT2とし、いずれかの最外層の前記内部電極層を通り前記第2方向の幅をW1とし、積層方向の中心を通り前記第2方向の幅をW2とする場合に、(T1-T2)/T1が+0.9%以上、+4.4%以下であり、(W1-W2)/W1が-0.8%以上、+2.8%以下であり、T1が2.8mm以上であり、T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、前記内部電極層の連続率が86%以上であることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 A method for manufacturing a laminated ceramic capacitor according to the present invention comprises alternately laminating ceramic dielectric layer green sheets and internal electrode-forming conductive pastes, and alternately opposing the laminated plurality of internal electrode-forming conductive pastes. forming a substantially rectangular parallelepiped ceramic laminate by exposing two end faces; obtaining a laminated chip by sintering the ceramic laminate; and plating an underlying layer on the two end faces of the laminated chip. and forming a pair of external electrodes by processing, wherein the total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more , and the laminated chip has a size of 3225 or more, In a cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction where the two end faces face each other, the width direction center of the internal electrode layer obtained from the conductive paste for forming an internal electrode and the height of the laminated chip In the case of T1, the number of stacked internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers/mm or more, and the step of firing the ceramic laminate includes a first half temperature raising step and a second half temperature raising step, (Temperature increase rate in the second half temperature increase step )/(Temperature increase rate in the first half temperature increase step) is set to 62.5 or more , and the temperature increase rate in the first half temperature increase step is set to 200°C/hr or more . The heating time in the first half temperature raising step is set to 1 hour or more and 16 hours or less, and the temperature raising time in the second half temperature raising step is set to 0.01 minute or more to 10 minutes or less . In the manufacturing method described above, the temperature at which the rate of temperature increase in the first half of the temperature increase step is switched to the rate of temperature increase in the latter half of the temperature increase step may be 1000±200°C. Another laminated ceramic capacitor according to the present invention has a dielectric layer containing ceramic as a main component and an internal electrode layer alternately laminated, and a plurality of the laminated internal electrode layers are alternately arranged on two end surfaces facing each other. A laminated chip having a substantially rectangular parallelepiped shape which is formed to be exposed, and a pair of external electrodes formed on the two end faces, wherein the total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more . In the laminated chip, the height in the lamination direction of the laminated chip at the center in the width direction of the internal electrode layer in a cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction where the two end faces face each other is T1, the height passing through the end points of the internal electrode layers in the second direction that is the width direction of the internal electrode layers is T2, and the width in the second direction passing through any of the outermost internal electrode layers is When W1 is the width in the second direction passing through the center of the stacking direction and W2 is the width, (T1−T2)/T1 is +0.9% or more and +4.4% or less , and (W1−W2)/ W1 is −0.8% or more and +2.8% or less , T1 is 2.8 mm or more, the number of stacked internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers/mm or more, and the internal electrode layers are continuous. A multilayer ceramic capacitor having a rate of 86% or more .
本発明によれば、大形状かつ高容量で、CR積の高い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ができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a multilayer ceramic capacitor having a large size, a high capacitance, and a high CR product, and a method for manufacturing the same.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
図1は、実施形態に係る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。なお、積層チップ10の当該2端面以外の4面のうち、積層方向の上面および下面以外の2面を側面と称する。外部電極20a,20bは、積層チップ10の積層方向の上面、下面および2側面に延在している。ただし、外部電極20a,20bは、互いに離間している。なお、図1において、X軸方向(第1方向)は、積層チップ10の長さ方向であって、積層チップ10の2端面が対向する方向であり、外部電極20aと外部電極20bとが対向する方向である。Y軸方向(第2方向)は、内部電極層12の幅方向である。Z軸方向は、積層方向である。X軸方向と、Y軸方向と、Z軸方向とは、互いに直交している。
(embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a laminated
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。その結果、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、誘電体層11と内部電極層12との積層体において、積層方向の最外層には内部電極層12が配置され、当該積層体の上面および下面は、カバー層13によって覆われている。カバー層13は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層13の材料は、誘電体層11とセラミック材料の主成分が同じである。
A laminated
積層セラミックコンデンサ100のサイズは、例えば、長さ1.6mm、幅0.8mm、高さ0.8mmであり、または長さ2.0mm、幅1.25mm、高さ1.25mm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3.2mm、幅2.5mm、高さ2.5mm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。
The size of the multilayer
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。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、例えば、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。
The
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。そこで、当該領域を、容量領域14と称する。すなわち、容量領域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。
As illustrated in FIG. 2, the area where the
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。エンドマージン領域15は、容量を生じない領域である。
A region in which the
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。
As exemplified in FIG. 3 , in the
近年の高積層密度の積層セラミックコンデンサの最高容量は、例えば、1000μFに近づいている。このように、積層セラミックコンデンサの容量は、電解コンデンサの領域まで接近している。しかしながら、当該容量は、現状の容量密度では大形状でなければ実現することが困難である。 The maximum capacitance of recent high-density multilayer ceramic capacitors is approaching, for example, 1000 μF. Thus, the capacitance of the multilayer ceramic capacitor approaches the area of the electrolytic capacitor. However, with the current capacity density, it is difficult to realize such a capacity unless it has a large shape.
一方、誘電体層11は、例えば、ペロブスカイト構造を有する主成分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。内部電極層12は、主成分金属の原材料粉末を焼成することによって得られる。主成分セラミックの原材料粉末の焼結開始温度と主成分金属の原材料粉末の焼結開始温度との間には、差が生じる。大形状のセラミック積層体を焼結体として構成するためには、誘電体層11と内部電極層12との焼結開始温度ギャップに対して、内部電極層12の連続性を損なわず高連続で、低膨張の構造体を得ることが重要となる。
On the other hand, the
図4は、連続率を表す図である。図4で例示するように、ある内部電極層12における長さL0の観察領域において、その金属部分の長さL1,L2,・・・,Lnを測定して合計し、金属部分の割合であるΣLn/L0をその層の連続率と定義することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the continuity rate. As exemplified in FIG. 4, in an observation region of length L0 in an
例えば、焼成工程の昇温過程で急激に温度を上昇させることで、内部電極層の金属成分の焼結を誘導し、内部電極層の連結性を向上させることが考えられる。しかしながら、大形状の積層セラミックコンデンサでは、含有バインダ量が多いため、昇温速度を抑えてバインダ除去を優先させようとすると焼結温度ピーク部の高速焼成が実現しない課題がある。また、高速焼成を優先させようとすると脱ガス影響などでチップ内に残留応力が溜まり、構造欠陥を発生させる問題もある。そこで、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100は、例えば焼成工程の昇温速度を調整することで、大形状かつ高容量で、高いCR積を実現する構成を有している。ここで、CR積とは、積層セラミックコンデンサ100の静電容量値と絶縁抵抗との積を表す。
For example, it is conceivable to induce sintering of the metal components of the internal electrode layers and improve the connectivity of the internal electrode layers by rapidly increasing the temperature during the heating process of the firing process. However, since large-sized multilayer ceramic capacitors contain a large amount of binder, there is a problem that high-speed sintering at the sintering temperature peak portion cannot be achieved if the rate of temperature increase is suppressed to give priority to binder removal. In addition, when high-speed firing is prioritized, residual stress accumulates in the chip due to the effects of degassing, etc., causing structural defects. Therefore, the multilayer
まず、積層セラミックコンデンサ100の各寸法について定義する。図5は、図1のB-B線断面に相当する断面図である。図5の断面は、積層チップ10の長さ方向(X軸方向)の中心を通る断面である。積層チップ10において、内部電極層12の幅方向(Y軸方向)の中心を通り、積層方向(Z軸方向)の高さを高さT1とする。また、積層チップ10において、Y軸方向における内部電極層12の端点を通り、Z軸方向の高さを高さT2とする。Y軸方向における内部電極層12の端点にバラツキが生じている場合には、高さT2は、各内部電極層12の端点の平均位置におけるZ軸方向の高さとする。また、積層チップ10において、最外層の内部電極層12を通り、Y軸方向の幅を幅W1とする。また、積層チップ10において、Z軸方向の中心を通り、Y軸方向の幅を幅W2とする。
First, each dimension of the multilayer
まず、本実施形態においては、重量の大きい大形状の積層セラミックコンデンサ100を対象とする。具体的には、積層セラミックコンデンサ100の重量(積層チップ10と外部電極20a,20bの合計重量)は、130mg以上とする。または、積層セラミックコンデンサ100の重量は、150mg以上とする。または、積層セラミックコンデンサ100の重量は、330mg以上とする。
First, in the present embodiment, a multilayer
また、本実施形態においては、内部電極層12の積層数が多い高容量の積層セラミックコンデンサ100を対象とする。具体的には、高さT1に対する内部電極層12の積層数は、250層/mm以上とする。または、高さT1に対する内部電極層12の積層数は、350層/mm以上とする。または、高さT1に対する内部電極層12の積層数は、400層/mm以上とする。または、高さT1に対する内部電極層12の積層数は、450層/mm以上とする。
Further, in the present embodiment, the target is a high-capacity
また、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100は、高容量を実現するために、高い連続率を有している。具体的には、内部電極層12の連続率は、85%以上である。高容量の観点から、内部電極層12の連続率は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。
Also, the multilayer
このような大形状かつ高容量の積層セラミックコンデンサ100において、高さT1と高さT2との差異が小さくかつ幅W1と幅W2との差異が小さいほど、積層セラミックコンデンサ100の残留応力が抑制されて構造欠陥の発生が抑制され、絶縁抵抗が高くなる。そこで、本実施形態においては、(T1-T2)/T1の範囲を規定し、(W1-W2)/W1の範囲を規定する。具体的には、(T1-T2)/T1を0%以上、+4.5%以下とする。また、(W1-W2)/W1を-1.0%以上、+3.0%以下とする。この構成によれば、大形状かつ高容量の積層セラミックコンデンサ100において、CR積を十分に高くすることができる。
In such a large-sized and high-capacity
積層セラミックコンデンサ100の残留応力抑制の観点から、高さT1と高さT2との差異は、さらに小さいことが好ましい。そこで、(T1-T2)/T1は、0%以上、+3.0%以下であることが好ましく、0%以上、+1.5%以下であることがより好ましい。また、幅W1と幅W2との差異も、さらに小さいことが好ましい。そこで、(W1-W2)/W1は、-1.0%以上、+1.0%以下であることが好ましく、0%以上、+1.0%以下であることがより好ましい。
From the viewpoint of suppressing the residual stress of the multilayer
図5の断面において、容量領域14の面積の比率が高いほど、高容量となる。そこで、図6で例示するように、図5の断面における容量領域14の断面積をArea1とする。積層チップ10全体の断面積をArea2とする。この場合において、Area1/Area2は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。
In the cross section of FIG. 5, the higher the ratio of the area of the
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7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。
Next, a method for manufacturing the laminated
(原料粉末作製工程)
まず、図7で例示するように、誘電体層11を形成するための誘電体材料を用意する。誘電体層11に含まれるAサイト元素およびBサイト元素は、通常はABO3の粒子の焼結体の形で誘電体層11に含まれる。例えば、BaTiO3は、ペロブスカイト構造を有する正方晶化合物であって、高い誘電率を示す。このBaTiO3は、一般的に、二酸化チタンなどのチタン原料と炭酸バリウムなどのバリウム原料とを反応させてチタン酸バリウムを合成することで得ることができる。誘電体層11を構成するセラミックの合成方法としては、従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾル-ゲル法、水熱法等が知られている。本実施形態においては、これらのいずれも採用することができる。
(Raw material powder preparation process)
First, as illustrated in FIG. 7, a dielectric material for forming the
得られたセラミック粉末に、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(マグネシウム)、Mn(マンガン),V(バナジウム),Cr(クロム),希土類元素(Y(イットリウム),Sm(サマリウム),Eu(ユウロピウム),Gd(ガドリニウム),Tb(テルビウム),Dy(ジスプロシウム),Ho(ホロミウム),Er(エルビウム),Tm(ツリウム)およびYb(イッテルビウム))の酸化物、並びに、Co(コバルト),Ni,Li(リチウム),B(ホウ素),Na(ナトリウム),K(カリウム)およびSi(シリコン)の酸化物もしくはガラスが挙げられる。 A predetermined additive compound is added to the obtained ceramic powder according to the purpose. Additive compounds include Mg (magnesium), Mn (manganese), V (vanadium), Cr (chromium), rare earth elements (Y (yttrium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb ( terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium) and Yb (ytterbium)) oxides, as well as Co (cobalt), Ni, Li (lithium), B (boron) , Na (sodium), K (potassium) and Si (silicon) oxides or glasses.
本実施形態においては、好ましくは、まず誘電体層11を構成するセラミックの粒子に添加化合物を含む化合物を混合して820~1150℃で仮焼を行う。続いて、得られたセラミック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粉末を調製する。例えば、上記のようにして得られたセラミック粉末について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。
In this embodiment, preferably, a compound containing an additive compound is first mixed with ceramic particles forming the
次に、エンドマージン領域15およびサイドマージン領域16を形成するための逆パターン材料を用意する。上記の誘電体材料の作製工程と同様の工程により得られたチタン酸バリウムのセラミック粉末に、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,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,TmおよびYb)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。
Next, a reverse pattern material for forming the
本実施形態においては、好ましくは、まずエンドマージン領域15およびサイドマージン領域16を構成するセラミックの粒子に添加化合物を含む化合物を混合して820~1150℃で仮焼を行う。続いて、得られたセラミック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粉末を調製する。例えば、上記のようにして得られたセラミック粉末について、必要に応じて粉砕処理して粒径を調節し、あるいは分級処理と組み合わせることで粒径を整えてもよい。
In the present embodiment, preferably, a compound containing an additive compound is first mixed with the ceramic particles forming the
(積層工程)
次に、得られた誘電体材料に、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、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。
(Lamination process)
Next, a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin, an organic solvent such as ethanol or toluene, and a plasticizer are added to the obtained dielectric material and wet-mixed. Using the obtained slurry, for example, a strip-shaped dielectric green sheet having a thickness of 0.8 μm or less is coated on a base material by, for example, a die coater method or a doctor blade method, and dried.
次に、誘電体グリーンシートの表面に、有機バインダを含む内部電極形成用の金属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、極性の異なる一対の外部電極に交互に引き出される内部電極層パターン(第1パターン)を配置する。金属導電ペーストには、共材としてセラミック粒子を添加する。セラミック粒子の主成分は、特に限定するものではないが、誘電体層11の主成分セラミックと同じであることが好ましい。例えば、平均粒子径が50nm以下のBaTiO3を均一に分散させてもよい。
Next, by printing a metal conductive paste for forming internal electrodes containing an organic binder on the surface of the dielectric green sheet by screen printing, gravure printing, etc., the internal electrodes are alternately led out to a pair of external electrodes having different polarities. A layer pattern (first pattern) is placed. Ceramic particles are added to the metal conductive paste as a common material. Although the main component of the ceramic particles is not particularly limited, it is preferably the same as the main component ceramic of the
次に、逆パターン材料に、エチルセルロース系等のバインダと、ターピネオール系等の有機溶剤とを加え、ロールミルにて混練して逆パターンペーストを得る。誘電体グリーンシート上において、内部電極層パターンが印刷されていない周辺領域に逆パターンペーストを印刷することで逆パターン(第2パターン)を配置し、内部電極層パターンとの段差を埋める。 Next, a binder such as ethyl cellulose and an organic solvent such as terpineol are added to the reverse pattern material, and the mixture is kneaded in a roll mill to obtain a reverse pattern paste. On the dielectric green sheet, a reverse pattern (second pattern) is arranged by printing a reverse pattern paste in the peripheral area where the internal electrode layer pattern is not printed, and the gap with the internal electrode layer pattern is filled.
その後、内部電極層パターンおよび逆パターンが印刷された誘電体グリーンシートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれた誘電体グリーンシートを、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20a,20bに交互に引き出されるように、所定層数だけ積層する。積層した誘電体グリーン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、所定チップ寸法にカットし、250~500℃のN2雰囲気中で脱バインダ処理する。その後に外部電極20a,20bとなる金属導電ペーストを、カットした積層体の両側面にディップ法等で塗布して乾燥させる。これにより、積層セラミックコンデンサ100の成型体が得られる。
After that, the dielectric green sheet on which the internal electrode layer pattern and the reverse pattern are printed is punched into a predetermined size, and the punched dielectric green sheet is separated from the base material, and the
(焼成工程)
このようにして得られた成型体を、高温で酸素分圧10-5~10-8atmの還元雰囲気中で焼成することで、各化合物が焼結して粒成長する。このようにして、積層セラミックコンデンサ100が得られる。本実施形態においては、図8で例示するように、前半の昇温工程においては昇温速度Bを遅くして十分な炭素除去を行い、後半の昇温工程においては昇温速度Aを早くして焼結を進める。
(Baking process)
By firing the molded body thus obtained in a reducing atmosphere at a high temperature with an oxygen partial pressure of 10 −5 to 10 −8 atm, each compound is sintered and grains grow. Thus, the laminated
例えば、前半の昇温工程において、200℃~1000℃の低温で、上記還元雰囲気で十分に熱処理を行う。焼成時の炭素の影響を抑制するために、昇温速度Bを十分に遅くする。例えば、昇温速度Bを800℃/hr以下とすることが好ましく、昇温速度Bを500℃/hr以下とすることがより好ましい。また、前半の昇温工程の昇温時間は、1時間以上16時間以下とすることが好ましく、2時間以上8時間以下とすることがより好ましい。なお、生産性の観点から、昇温速度Bは、200℃/hr以上である。 For example, in the first half of the temperature raising process, the heat treatment is sufficiently performed at a low temperature of 200° C. to 1000° C. in the reducing atmosphere. In order to suppress the influence of carbon during firing, the heating rate B is made sufficiently slow. For example, the heating rate B is preferably 800° C./hr or less, more preferably 500° C./hr or less. Moreover, the heating time in the first half of the heating step is preferably 1 hour or more and 16 hours or less, more preferably 2 hours or more and 8 hours or less. From the viewpoint of productivity, the temperature increase rate B is 200° C./hr or more.
続いて、後半の昇温工程において、1000℃以上の高温で、上記還元雰囲気で焼結を進める。内部電極層12における金属成分の球状化を抑制するために、昇温速度Aを十分に早くする。例えば、昇温速度Aを10000℃/hr以上とすることが好ましく、昇温速度Aを50000℃/hr以上とすることがより好ましい。また、後半の昇温工程の昇温時間は、0.01分以上、10分以下とすることが好ましく、0.1分以上、1分以下とすることがより好ましい。なお、焼成冶具への伝熱不足が生じないように、昇温速度Aに上限を設けることが好ましい。例えば、昇温速度Aは、100000℃/hr以下であることが好ましい。
Subsequently, in the latter half temperature raising step, sintering proceeds at a high temperature of 1000° C. or higher in the reducing atmosphere. In order to suppress the spheroidization of the metal component in the
本実施形態においては、前半の昇温工程の昇温速度を十分に遅くして後半の昇温工程の昇温速度を十分に早くするために、昇温速度A/昇温速度Bを60以上とする。前半の昇温工程を十分に遅くして後半の昇温工程を十分に早くするために、昇温速度A/昇温速度Bは、200以上とすることが好ましく、400以上とすることがより好ましい。 In the present embodiment, the heating rate A/heating rate B is set to 60 or more in order to sufficiently slow the heating rate in the first half of the heating process and sufficiently speed up the heating rate in the latter half of the heating process. and In order to sufficiently slow down the first half of the temperature rising process and sufficiently speed up the second half of the temperature rising process, the temperature rising rate A/heating rate B is preferably 200 or more, more preferably 400 or more. preferable.
昇温速度A/昇温速度Bが60以上であるとは、昇温を開始して最高温度に到達するまでの途中温度に着目した場合に、(当該途中温度から当該最高温度までの昇温速度)/(室温から当該途中温度までの昇温度速度)が60以上となっていることを意味する。例えば、当該途中温度として、内部電極層12にNiを用いた場合には、1000±200℃とすることができ、1000℃としてもよい。 When the temperature rise rate A/heat rate B is 60 or more, when focusing on the temperature in the middle from the start of temperature rise until the maximum temperature is reached, (the temperature rise from the middle temperature to the maximum temperature speed)/(temperature rising speed from room temperature to the intermediate temperature) is 60 or more. For example, when Ni is used for the internal electrode layers 12, the intermediate temperature can be 1000±200° C., and may be 1000° C.
なお、昇温速度は、例えば、ローラーハース型焼成炉の搬送速度を途中で変更することで変化させることができる。または、温度が異なる焼成炉にベルトコンベアなどで順に導入することで、昇温速度を変化させることもできる。 The heating rate can be changed, for example, by changing the conveying speed of the roller hearth kiln in the middle. Alternatively, the rate of temperature increase can be changed by sequentially introducing the materials into firing furnaces having different temperatures using a belt conveyor or the like.
その後、1100℃~1300℃の温度範囲を維持して十分に焼結を進める。その後、降温させることで、焼成工程が完了する。 After that, the temperature range of 1100° C. to 1300° C. is maintained and sintering proceeds sufficiently. After that, the firing process is completed by lowering the temperature.
(再酸化処理工程)
その後、N2ガス雰囲気中で600℃~1000℃で再酸化処理を行ってもよい。
(Reoxidation treatment step)
After that, reoxidation treatment may be performed at 600° C. to 1000° C. in an N 2 gas atmosphere.
(めっき処理工程)
その後、めっき処理により、外部電極20a,20bに、Cu,Ni,Sn等の金属コーティングを行ってもよい。
(Plating process)
After that, metal coating such as Cu, Ni, and Sn may be applied to the
本実施形態に係る製造方法によれば、焼成工程において、後半の昇温工程の昇温速度Aと前半の昇温工程の昇温速度Bとの比(A/B)を60以上とすることで、前半の昇温速度が十分に遅くなり、後半の昇温速度が十分に早くなる。それにより、前半の昇温工程において、炭素を十分に除去することができるため、焼成時の炭素の影響を抑制することができる。その結果、残留応力を抑制することができ、構造欠陥を抑制することができる。また、後半の昇温工程において、内部電極層12の金属成分の球状化を十分に抑制することができる。それにより、高連続率を得ることができる。以上のことから、大形状かつ高容量の積層セラミックコンデンサ100において、CR積を十分に高くすることができる。
According to the manufacturing method according to the present embodiment, in the firing step, the ratio (A/B) between the temperature increase rate A in the latter temperature increase step and the temperature increase rate B in the first temperature increase step is set to 60 or more. Thus, the rate of temperature rise in the first half becomes sufficiently slow, and the rate of temperature rise in the second half becomes sufficiently fast. As a result, carbon can be sufficiently removed in the first half of the heating step, so that the influence of carbon during firing can be suppressed. As a result, residual stress can be suppressed, and structural defects can be suppressed. In addition, in the latter half of the heating step, the metal component of the internal electrode layers 12 can be sufficiently suppressed from becoming spherical. Thereby, a high continuous rate can be obtained. As described above, the CR product can be sufficiently increased in the large-sized, high-capacity
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。 Hereinafter, multilayer ceramic capacitors according to the embodiments were produced and their characteristics were examined.
(実施例1~10、比較例1~3)
チタン酸バリウム粉末に必要な添加物を添加し、ボールミルで十分に湿式混合粉砕して誘電体材料を得た。誘電体材料に有機バインダおよび溶剤を加えてドクターブレード法にて誘電体グリーンシートを作製した。誘電体グリーンシートの塗工厚みを0.8μmとし、有機バインダとしてポリビニルブチラール(PVB)等を用い、溶剤としてエタノール、トルエン酸等を加えた。その他、可塑剤などを加えた。次に、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内部電極形成用導電ペーストを作製した。内部電極形成用導電ペーストの有機バインダおよび溶剤には、誘電体グリーンシートとは異なるものを用いた。誘電体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た。内部電極形成用導電ペーストが印刷されていない部分に逆パターンペーストを印刷して内部電極形成用導電ペーストの段差を埋めた。逆パターンペーストとして、例えば誘電体層グリーンシートと同様の材料を用いることができる。内部電極形成用導電ペーストおよび逆パターンペーストを印刷したシートを重ね、その上下にカバーシートをそれぞれ積層した。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。
(Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 3)
Necessary additives were added to the barium titanate powder, and the mixture was sufficiently wet-mixed and pulverized in a ball mill to obtain a dielectric material. A dielectric green sheet was prepared by adding an organic binder and a solvent to a dielectric material and using a doctor blade method. The coating thickness of the dielectric green sheet was 0.8 μm, polyvinyl butyral (PVB) or the like was used as the organic binder, and ethanol, toluic acid, or the like was added as the solvent. In addition, a plasticizer and the like were added. Next, an internal electrode-forming conductive paste containing powder of the main component metal of the internal electrode layers 12, a binder, a solvent, and, if necessary, other auxiliary agents was prepared. The organic binder and solvent of the conductive paste for forming the internal electrodes were different from those used for the dielectric green sheets. A conductive paste for forming internal electrodes was screen-printed on the dielectric sheet. A reverse pattern paste was printed on the portion where the internal electrode forming conductive paste was not printed to fill the steps of the internal electrode forming conductive paste. As the reverse pattern paste, for example, the same material as the dielectric layer green sheet can be used. Sheets printed with the conductive paste for forming the internal electrodes and the reverse pattern paste were stacked, and cover sheets were stacked on the top and bottom of the sheets. After that, a ceramic laminate was obtained by thermocompression bonding and cut into a predetermined shape.
実施例1では、積層数を1700とした。実施例2では、積層数を1200とした。実施例3では、積層数を1100とした。実施例4では、積層数を700とした。比較例1,2では、積層数を1700とした。比較例3では、積層数を1200とした。比較例4,5では、積層数を1100とした。比較例6,9では、積層数を900とした。比較例7では、積層数を700とした。比較例8では、積層数を600とした。 In Example 1, the number of laminations was set to 1,700. In Example 2, the number of laminations was set to 1,200. In Example 3, the number of laminations was set to 1,100. In Example 4, the number of laminations was set to 700. In Comparative Examples 1 and 2, the number of laminations was set to 1,700. In Comparative Example 3, the number of laminations was set to 1,200. In Comparative Examples 4 and 5, the number of laminations was set to 1,100. In Comparative Examples 6 and 9, the number of laminations was set to 900. In Comparative Example 7, the number of laminations was set to 700. In Comparative Example 8, the number of laminations was set to 600.
得られたセラミック積層体をN2雰囲気中で脱バインダした後に、セラミック積層体の両端面から各側面にかけて、Niを主成分とする金属フィラー、共材、バインダおよび溶剤を含む金属ペーストを塗布し、乾燥させた。 After removing the binder from the obtained ceramic laminate in an N2 atmosphere, a metal paste containing a metal filler containing Ni as a main component, a common material, a binder and a solvent was applied from both end surfaces to each side surface of the ceramic laminate. , dried.
その後、水素濃度0.08%の還元雰囲気で、室温から1000℃までの前半の昇温工程(昇温速度B)を行い、1000℃から1300℃程度までの後半の昇温工程(昇温速度A)を行った。実施例1~4および比較例1,5~8では、昇温速度Bを400℃/hrとした。比較例2~4,9では、昇温速度Bを2000℃/hrとした。実施例1~4では、昇温速度Aを25000℃/hrとした。比較例1では、昇温速度Aを15000℃とした。比較例2~4,9では、昇温速度Aを10000℃/hrとした。比較例5~8では、昇温速度Aを1000℃/hrとした。したがって、実施例1~4では、A/Bを62.5とした。比較例1では、A/Bを37.5とした。比較例2~4,9では、A/Bを5とした。比較例5~8では、A/Bを2.5とした。その後、1300℃で5分間維持し、焼結体を得た。 After that, in a reducing atmosphere with a hydrogen concentration of 0.08%, the first half of the temperature rising process (heating rate B) from room temperature to 1000 ° C. is performed, and the latter half of the temperature rising process (heating rate B) from 1000 ° C. to about 1300 ° C. A) was performed. In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 5 to 8, the heating rate B was set to 400° C./hr. In Comparative Examples 2 to 4 and 9, the heating rate B was set to 2000° C./hr. In Examples 1 to 4, the heating rate A was 25000° C./hr. In Comparative Example 1, the temperature increase rate A was set to 15000°C. In Comparative Examples 2 to 4 and 9, the heating rate A was 10000° C./hr. In Comparative Examples 5 to 8, the heating rate A was 1000° C./hr. Therefore, in Examples 1 to 4, A/B was set to 62.5. In Comparative Example 1, A/B was set to 37.5. In Comparative Examples 2 to 4 and 9, A/B was set to 5. In Comparative Examples 5 to 8, A/B was set to 2.5. After that, the temperature was maintained at 1300° C. for 5 minutes to obtain a sintered body.
焼結体をN2雰囲気下800℃の条件で再酸化処理を行った後、メッキ処理して下地層21の表面にCuめっき層22、Niめっき層23およびSnめっき層24を形成し、積層セラミックコンデンサ100を得た。実施例1~4および比較例1~9に係るサンプルをそれぞれ100個作成した。得られた積層セラミックコンデンサ100の形状寸法は、実施例1および比較例1,2,4では4532形状(長さ4.5mm、幅3.2mm、高さ2.5mm)であり、実施例2~4および比較例3,5~8では3225形状(長さ3.2mm、幅2.5mm、高さ2.5mm)であり、比較例9では、3216形状(長さ3.2mm、幅1.6mm、高さ1.6mm)であった。
After the sintered body is re-oxidized under N2 atmosphere at 800° C., it is plated to form a Cu-plated layer 22, a Ni-plated
(分析)
図9は、実施例1~4および比較例1~9の測定結果を示す図である。まず、実施例1~4および比較例1~9において、高さT1、高さT2、幅W1および幅W2を測定した。これらの測定には、キーエンス社製のVHX-1000を用いた。実施例1および比較例1,2では、高さT1は3.5mmであった。実施例2~4および比較例3~8では、高さT1は2.8mmであった。比較例9では、高さT1は1.9mmであった。
(analysis)
FIG. 9 shows the measurement results of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-9. First, in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9, height T1, height T2, width W1 and width W2 were measured. For these measurements, VHX-1000 manufactured by Keyence Corporation was used. In Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the height T1 was 3.5 mm. In Examples 2-4 and Comparative Examples 3-8, the height T1 was 2.8 mm. In Comparative Example 9, the height T1 was 1.9 mm.
実施例1および比較例1,2では、層数/T1は、486層/mmであった。実施例2および比較例3では、層数/T1は、429層/mmであった。実施例3および比較例4,5では、層数/T1は、393層/mmであった。実施例4および比較例7では、層数/T1は、250層/mmであった。比較例6では、層数/T1は、321層/mmであった。比較例8では、層数/T1は、214層/mmであった。比較例9では、層数/T1は、474層/mmであった。 In Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the number of layers/T1 was 486 layers/mm. In Example 2 and Comparative Example 3, the number of layers/T1 was 429 layers/mm. In Example 3 and Comparative Examples 4 and 5, the number of layers/T1 was 393 layers/mm. In Example 4 and Comparative Example 7, the number of layers/T1 was 250 layers/mm. In Comparative Example 6, the number of layers/T1 was 321 layers/mm. In Comparative Example 8, the number of layers/T1 was 214 layers/mm. In Comparative Example 9, the number of layers/T1 was 474 layers/mm.
実施例1および比較例1,2では、重量の平均は、347mmgであった。実施例2および比較例3では、重量の平均は、155mgであった。実施例3および比較例5では、重量の平均は、153mgであった。実施例4および比較例7では、重量の平均は、131mgであった。比較例4では、重量の平均は、320mgであった。比較例6では、重量の平均は、147mgであった。比較例8では、重量の平均は128mgであった。比較例9では、重量の平均は73mgであった。 In Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the average weight was 347 mmg. In Example 2 and Comparative Example 3, the average weight was 155 mg. In Example 3 and Comparative Example 5, the average weight was 153 mg. In Example 4 and Comparative Example 7, the average weight was 131 mg. In Comparative Example 4, the average weight was 320 mg. In Comparative Example 6, the average weight was 147 mg. In Comparative Example 8, the average weight was 128 mg. In Comparative Example 9, the average weight was 73 mg.
実施例1では、(W1-W2)/W1は、2.8%であった。実施例2では、(W1-W2)/W1は、0.9%であった。実施例3では、(W1-W2)/W1は、-0.8%であった。実施例4では、(W1-W2)/W1は、0.6%であった。比較例1では、(W1-W2)/W1は、3.2%であった。比較例2では、(W1-W2)/W1は、4.3%であった。比較例3では、(W1-W2)/W1は、3.2%であった。比較例4では、(W1-W2)/W1は、3.6%であった。比較例5では、(W1-W2)/W1は、3.2%であった。比較例6では、(W1-W2)/W1は、2.8%であった。比較例7では、(W1-W2)/W1は2.1%であった。比較例8では、(W1-W2)/W1は、2.3%であった。比較例9では、(W1-W2)/W1は、1.5%であった。 In Example 1, (W1-W2)/W1 was 2.8%. In Example 2, (W1-W2)/W1 was 0.9%. In Example 3, (W1-W2)/W1 was -0.8%. In Example 4, (W1-W2)/W1 was 0.6%. In Comparative Example 1, (W1-W2)/W1 was 3.2%. In Comparative Example 2, (W1-W2)/W1 was 4.3%. In Comparative Example 3, (W1-W2)/W1 was 3.2%. In Comparative Example 4, (W1-W2)/W1 was 3.6%. In Comparative Example 5, (W1-W2)/W1 was 3.2%. In Comparative Example 6, (W1-W2)/W1 was 2.8%. In Comparative Example 7, (W1-W2)/W1 was 2.1%. In Comparative Example 8, (W1-W2)/W1 was 2.3%. In Comparative Example 9, (W1-W2)/W1 was 1.5%.
実施例1では、(T1-T2)/T1は、4.4%であった。実施例2では、(T1-T2)/T1は、2.8%であった。実施例3では、(T1-T2)/T1は、1.2%であった。実施例4では、(T1-T2)/T1は、0.9%であった。比較例1では、(T1-T2)/T1は、4.8%であった。比較例2では、(T1-T2)/T1は、10.8%であった。比較例3では、(T1-T2)/T1は、5.3%であった。比較例4では、(T1-T2)/T1は、7.1%であった。比較例5では、(T1-T2)/T1は、4.7%であった。比較例6では、(T1-T2)/T1は、4.6%であった。比較例7では、(T1-T2)/T1は、4.8%であった。比較例8では、(T1-T2)/T1は、4.0%であった。比較例9では、(T1-T2)/T1は、3.7%であった。 In Example 1, (T1-T2)/T1 was 4.4%. In Example 2, (T1-T2)/T1 was 2.8%. In Example 3, (T1-T2)/T1 was 1.2%. In Example 4, (T1-T2)/T1 was 0.9%. In Comparative Example 1, (T1-T2)/T1 was 4.8%. In Comparative Example 2, (T1-T2)/T1 was 10.8%. In Comparative Example 3, (T1-T2)/T1 was 5.3%. In Comparative Example 4, (T1-T2)/T1 was 7.1%. In Comparative Example 5, (T1-T2)/T1 was 4.7%. In Comparative Example 6, (T1-T2)/T1 was 4.6%. In Comparative Example 7, (T1-T2)/T1 was 4.8%. In Comparative Example 8, (T1-T2)/T1 was 4.0%. In Comparative Example 9, (T1-T2)/T1 was 3.7%.
このように、実施例1~4では、0%≦(T1-T2)/T1≦+4.5%となり、-1.0%≦(W1-W2)/W1≦+3.0%となった。これは、A/B比を60以上としたことで、前半の昇温速度が十分に遅くなり、後半の昇温速度が十分に早くなったからであると考えられる。これに対して、比較例1~7では、0%≦(T1-T2)/T1≦+4.5%および-1.0%≦(W1-W2)/W1≦+3.0%の少なくともいずれかの条件を満たさなかった。これは、A/B比を60未満としたことで、前半の昇温速度が十分に遅くないか、後半の昇温速度が十分に早くならなかったからであると考えられる。なお、比較例8,9では、0%≦(T1-T2)/T1≦+4.5%および-1.0%≦(W1-W2)/W1≦+3.0%の条件を満たしていた。これは、重量が130mg未満であったことで、誘電体層11と内部電極層12との焼結温度ギャップの影響が抑制されたからであると考えられる。また、比較例8については、Area1/Area2が80%未満であったことも影響し、誘電体層11と内部電極層12との焼結温度ギャップの影響が抑制されたと考えられる。
Thus, in Examples 1 to 4, 0%≦(T1−T2)/T1≦+4.5% and −1.0%≦(W1−W2)/W1≦+3.0%. This is probably because the A/B ratio was set to 60 or more, so that the rate of temperature rise in the first half was sufficiently slow and the rate of temperature rise in the second half was sufficiently high. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 7, at least one of 0% ≤ (T1 - T2) / T1 ≤ +4.5% and -1.0% ≤ (W1 - W2) / W1 ≤ +3.0% did not meet the conditions of This is probably because the A/B ratio was set to less than 60, so that the heating rate in the first half was not sufficiently slow or the heating rate in the second half was not sufficiently fast. In Comparative Examples 8 and 9, the conditions of 0%≦(T1−T2)/T1≦+4.5% and −1.0%≦(W1−W2)/W1≦+3.0% were satisfied. It is considered that this is because the influence of the sintering temperature gap between the
次に、実施例1~4および比較例1~9の構造欠陥について調べた。構造欠陥は、図10(a)で例示する焼成におけるヒビおよび図10(b)で例示する脱バインダにおけるクラックについて調べた。焼成におけるヒビとは、カバー層13やサイドマージンの一部にヒビ50が入った構造欠陥である。脱バインダにおけるクラックとは、サイドマージン領域16から容量領域までクラック60が生じた構造欠陥である。比較例2~4では、構造欠陥が生じた。これは、高さT1と高さT2との差異および幅W1と幅W2との差異の少なくともいずれか一方が大きくなったことで残留応力が大きくなったからであると考えられる。また、昇温速度Bを2000℃/hrと早くしたため、十分に炭素が除去できなかったからであると考えられる。
Next, structural defects in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-9 were investigated. Structural defects were examined for cracks in firing exemplified in FIG. 10(a) and cracks in binder removal exemplified in FIG. 10(b). A crack in firing is a structural defect in which a
次に、実施例1~4および比較例1~9の連続率について調べた。実施例1~4のいずれにおいても、連続率は、85%以上の高い値となった。これは、A/B比を60以上としたことで、後半の昇温速度が十分に早くなったからであると考えられる。これに対して、比較例1~7では、連続率は、85%未満の低い値となった。これは、A/B比を60未満としたことで、後半の昇温速度が十分に早くならなかったからであると考えられる。なお、比較例8,9では、連続率は、85%以上の高い値となった。これは、重量が130mg未満であったことで、誘電体層11と内部電極層12との焼結温度ギャップの影響が抑制されたからであると考えられる。また、比較例8については、Area1/Area2が80%未満であったことも影響し、誘電体層11と内部電極層12との焼結温度ギャップの影響が抑制されたと考えられる。
Next, the continuity rates of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-9 were investigated. In any of Examples 1 to 4, the continuous rate was a high value of 85% or more. This is probably because the A/B ratio was set to 60 or more, so that the rate of temperature rise in the second half was sufficiently high. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 7, the continuous rate was a low value of less than 85%. It is believed that this is because the A/B ratio of less than 60 did not sufficiently increase the rate of temperature rise in the second half. In addition, in Comparative Examples 8 and 9, the continuous rate was a high value of 85% or more. It is considered that this is because the influence of the sintering temperature gap between the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
10 積層チップ
11 誘電体層
12 内部電極層
13 カバー層
14 容量領域
15 エンドマージン領域
16 サイドマージン領域
20a,20b 外部電極
100 積層セラミックコンデンサ
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記2端面に形成された1対の外部電極と、を備え、
前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、3225形状以上の大きさを有し、
前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの積層方向における高さをT1とし、前記内部電極層の幅方向である第2方向における前記内部電極層の端点を通る高さをT2とし、いずれかの最外層の前記内部電極層を通り前記第2方向の幅をW1とし、積層方向の中心を通り前記第2方向の幅をW2とする場合に、(T1-T2)/T1が+0.9%以上、+4.4%以下であり、(W1-W2)/W1が-0.8%以上、+2.8%以下であり、
T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、
前記内部電極層の連続率が86%以上であることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 Dielectric layers containing ceramic as a main component and internal electrode layers are alternately laminated, and the plurality of laminated internal electrode layers are formed so as to be exposed on two end faces that are alternately opposed to each other, and have a substantially rectangular parallelepiped shape. a laminated chip having
a pair of external electrodes formed on the two end faces,
the total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more , and the size is 3225 or more;
In the laminated chip, the height in the lamination direction of the laminated chip at the center of the width direction of the internal electrode layer in the cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction where the two end faces face each other is T1 Let T2 be the height passing through the end points of the internal electrode layers in the second direction, which is the width direction of the internal electrode layers, and W1 be the width in the second direction passing through any of the outermost internal electrode layers. , where the width in the second direction passing through the center of the stacking direction is W2, (T1-T2)/T1 is +0.9% or more and +4.4% or less , and (W1-W2)/W1 is -0.8% or more and +2.8% or less ,
The number of layers of the internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers / mm or more,
A multilayer ceramic capacitor, wherein the continuity rate of the internal electrode layers is 86% or more .
前記セラミック積層体を焼成することで積層チップを得る工程と、
前記積層チップの前記2端面の下地層上にめっき処理により1対の外部電極を形成する工程と、を含み、
前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、3225形状以上の大きさを有し、
前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極形成用導電ペーストから得られる内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの高さをT1とする場合に、T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、
前記セラミック積層体を焼成する工程は、前半の昇温工程と、後半の昇温工程とを含み、
(前記後半の昇温工程の昇温速度)/(前記前半の昇温工程の昇温速度)を62.5以上とし、
前記前半の昇温工程の昇温速度を200℃/hr以上とし、
前記前半の昇温工程の昇温時間を1時間以上16時間以下とし、
前記後半の昇温工程の昇温時間を0.01分以上10分以下とする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。 Ceramic dielectric layer green sheets and internal electrode forming conductive pastes are alternately laminated, and a plurality of laminated conductive pastes for forming internal electrodes are alternately exposed on two opposite end faces, thereby forming a substantially rectangular parallelepiped shape. forming a ceramic laminate;
obtaining a laminated chip by firing the ceramic laminate;
forming a pair of external electrodes by plating on the underlying layers of the two end faces of the laminated chip,
the total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more , and the size is 3225 or more;
In the laminated chip, in a cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction in which the two end faces face each other, the width direction center of the internal electrode layer obtained from the conductive paste for forming the internal electrode and the lamination When the height of the chip is T1, the number of stacked internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers/mm or more,
The step of firing the ceramic laminate includes a first half temperature raising step and a second half temperature raising step,
(Temperature increase rate in the second half temperature increase step )/(Temperature increase rate in the first half temperature increase step) is set to 62.5 or more ,
The heating rate in the first half heating step is set to 200° C./hr or more ,
The heating time of the heating step in the first half is set to 1 hour or more and 16 hours or less,
A method for manufacturing a laminated ceramic capacitor, wherein the heating time in the second heating step is set to 0.01 minute or more and 10 minutes or less .
前記2端面に形成された1対の外部電極と、を備え、
前記積層チップと前記1対の外部電極の合計重量が131mg以上であり、
前記積層チップにおいて、前記2端面が対向する第1方向の中心における前記第1方向に垂直な断面において、前記内部電極層の幅方向の中心であって前記積層チップの積層方向における高さをT1とし、前記内部電極層の幅方向である第2方向における前記内部電極層の端点を通る高さをT2とし、いずれかの最外層の前記内部電極層を通り前記第2方向の幅をW1とし、積層方向の中心を通り前記第2方向の幅をW2とする場合に、(T1-T2)/T1が+0.9%以上、+4.4%以下であり、(W1-W2)/W1が-0.8%以上、+2.8%以下であり、
T1が2.8mm以上であり、
T1に対する前記内部電極層の積層数が250層/mm以上であり、
前記内部電極層の連続率が86%以上であることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 Dielectric layers containing ceramic as a main component and internal electrode layers are alternately laminated, and the plurality of laminated internal electrode layers are formed so as to be exposed on two end faces that are alternately opposed to each other, and have a substantially rectangular parallelepiped shape. a laminated chip having
a pair of external electrodes formed on the two end faces,
The total weight of the laminated chip and the pair of external electrodes is 131 mg or more ,
In the laminated chip, the height in the lamination direction of the laminated chip at the center of the width direction of the internal electrode layer in the cross section perpendicular to the first direction at the center of the first direction where the two end faces face each other is T1 Let T2 be the height passing through the end points of the internal electrode layers in the second direction, which is the width direction of the internal electrode layers, and W1 be the width in the second direction passing through any of the outermost internal electrode layers. , where the width in the second direction passing through the center of the stacking direction is W2, (T1-T2)/T1 is +0.9% or more and +4.4% or less , and (W1-W2)/W1 is -0.8% or more and +2.8% or less ,
T1 is 2.8 mm or more,
The number of layers of the internal electrode layers with respect to T1 is 250 layers / mm or more,
A multilayer ceramic capacitor, wherein the continuity rate of the internal electrode layers is 86% or more .
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