JP7237787B2 - capacitor - Google Patents

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Description

本開示は、積層型のコンデンサに関する。 The present disclosure relates to stacked capacitors.

近年、積層型のコンデンサ(以下、コンデンサと表記する。)は、小型化および高容量化が進展している。一方で、コンデンサには、直流電圧を印加したときに、静電容量の低下が小さい特性(以下、DCバイアス特性という場合がある。)が求められている(例えば、特許文献1、2を参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, multilayer capacitors (hereinafter referred to as capacitors) are becoming smaller and higher in capacity. On the other hand, capacitors are required to have a characteristic that the decrease in capacitance is small when a DC voltage is applied (hereinafter sometimes referred to as DC bias characteristics) (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

特開2011-132056号公報JP 2011-132056 A 特開2019-021927号公報JP 2019-021927 A

本開示のコンデンサは、誘電体層と内部電極層とが交互に複数層積層されたコンデンサ本体を備えており、前記誘電体層は、チタン酸バリウムを主成分とする複数の第1結晶粒子と、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする複数の第2結晶粒子とを有しており、複数の前記第1結晶粒子は前記誘電体層の母相を成しており、複数の前記第2結晶粒子は前記母相中に集塊部を成して存在している。 The capacitor of the present disclosure includes a capacitor body in which a plurality of dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated, and the dielectric layers include a plurality of first crystal grains containing barium titanate as a main component. , and a plurality of second crystal grains containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component, the plurality of first crystal grains forming a matrix of the dielectric layer. A plurality of the second crystal grains are present in the matrix phase forming an agglomerate.

実施形態の一例として示すコンデンサの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a capacitor shown as an example of an embodiment; FIG. 図1のii-ii線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line ii-ii of FIG. 1; 図2におけるP1部の拡大図である。3 is an enlarged view of a portion P1 in FIG. 2; FIG. 図3におけるP2部の拡大図である。4 is an enlarged view of a P2 portion in FIG. 3; FIG. 図4におけるP3部の拡大図である。5 is an enlarged view of a P3 portion in FIG. 4; FIG. 図4におけるP4部の拡大図である。5 is an enlarged view of a P4 portion in FIG. 4; FIG.

従来より、コンデンサを構成する誘電体層には、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料が用いられている。チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料は強誘電性を示す材料であることから高い比誘電率を得ることができる。近年、コンデンサは、直流電圧を印加した状態において、より高い静電容量を発現することが求められている。 Conventionally, a dielectric material containing barium titanate as a main component has been used for a dielectric layer constituting a capacitor. A dielectric material containing barium titanate as a main component exhibits ferroelectricity, and thus can have a high dielectric constant. 2. Description of the Related Art In recent years, capacitors are required to exhibit a higher capacitance when a DC voltage is applied.

以下、実施形態のコンデンサについて、図1~図6を基に説明する。なお、本発明は、以下に記述する特定の実施形態に限定されるものではない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲に沿ったものであれば、様々な態様を含むものとなる。 A capacitor according to an embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. It should be noted that the invention is not limited to the specific embodiments described below. The present invention comprises various aspects consistent with the spirit or scope of the general inventive concept defined by the appended claims.

実施形態の一例として示すコンデンサは、図1に示すように、コンデンサ本体1と、その端面に設けられた外部電極3とを有する。コンデンサ本体1は、図2に示すように、誘電体層5と内部電極層7とを有する。誘電体層5と内部電極層7とは交互に複数層積層されている。図2では、誘電体層5と内部電極層7との積層数を数層に簡略したかたちで描いているが、誘電体層5および内部電極層7の積層数は、実際には数百層にも及ぶものとなっている。外部電極3は内部電極層7と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, the capacitor shown as an example of the embodiment has a capacitor body 1 and external electrodes 3 provided on the end faces thereof. The capacitor body 1 has dielectric layers 5 and internal electrode layers 7, as shown in FIG. A plurality of dielectric layers 5 and internal electrode layers 7 are alternately laminated. In FIG. 2, the number of laminated layers of the dielectric layers 5 and the internal electrode layers 7 is illustrated in a simplified form of several layers, but the number of laminated layers of the dielectric layers 5 and the internal electrode layers 7 is actually several hundred layers. It also extends to The external electrodes 3 are electrically connected to the internal electrode layers 7 .

誘電体層5は、図3に示すように、複数の第1結晶粒子5aおよび複数の第2結晶粒子5bを有している。第1結晶粒子5aは、チタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子である。第1結晶粒子5aは、誘電体層5の母相5Aを形成している。第2結晶粒子5bは、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする結晶粒子5bである。複数の第2結晶粒子5bは、母相5A中において集塊部5Bを形成している。 The dielectric layer 5 has a plurality of first crystal grains 5a and a plurality of second crystal grains 5b, as shown in FIG. The first crystal grains 5a are crystal grains containing barium titanate as a main component. The first crystal grains 5 a form the mother phase 5 A of the dielectric layer 5 . The second crystal grains 5b are crystal grains 5b containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component. The plurality of second crystal grains 5b form aggregated portions 5B in the mother phase 5A.

実施形態のコンデンサでは、誘電体層5中にチタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bが複数個集まり形成された集塊部5Bに電界が集中しやすくなる。図3に示すような構成において、誘電体層5を挟んでいる2つの内部電極層7に直流電圧が印加された場合、誘電体層5においては、母相5Aに比べて集塊部5Bでの電界強度が高くなる。つまり、誘電体層5中において、集塊部5B側で電界強度が高くなった分だけ母相5A側の電界強度は低くなる。これによりコンデンサのDCバイアス特性を高めることができる。 In the capacitor of the embodiment, the electric field concentrates on the agglomerate portion 5B formed by gathering a plurality of the second crystal grains 5b mainly composed of at least one of calcium titanate and strontium titanate in the dielectric layer 5. easier. In the configuration shown in FIG. 3, when a DC voltage is applied to the two internal electrode layers 7 sandwiching the dielectric layer 5, in the dielectric layer 5, the agglomerate portion 5B is the electric field strength of That is, in the dielectric layer 5, the electric field strength on the side of the conglomerate portion 5B is increased, and the electric field strength on the side of the parent phase 5A is decreased. This can improve the DC bias characteristics of the capacitor.

また、誘電体材料の面からも誘電体層5が集塊部5Bを有する場合に、コンデンサのDCバイアス特性が高くなることについて説明することができる。一般に、誘電体材料のCR積は一定である。ここで、Cは誘電体材料の静電容量である。Rは誘電体材料の抵抗である。チタン酸カルシウムはチタン酸バリウムよりも比誘電率が低い。また、チタン酸ストロンチウムもチタン酸バリウムよりも比誘電率が低い。このためチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子(第2結晶粒子5b)はチタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子(第1結晶粒子5a)に比べて比抵抗が高くなる。チタン酸ストロンチウムを主成分とする結晶粒子(第2結晶粒子5b)もチタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子(第1結晶粒子5a)に比べて比抵抗が高くなる。このため、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bが凝集した集塊部5Bには、母相5A中に第2結晶粒子5bが第1結晶粒子5aの間に個々に存在している場合に比べて電界が集中しやすくなる。つまり、誘電体層5中において、母相5Aに比べて集塊部5Bにおける電界強度が高くなる分だけ、母相5Aにおける電界強度が低くなる。その結果、集塊部5Bを有する誘電体層5を備えたコンデンサはDCバイアス特性が高まることになる。 Also, from the viewpoint of the dielectric material, it can be explained that the DC bias characteristic of the capacitor is enhanced when the dielectric layer 5 has the conglomerates 5B. In general, dielectric materials have a constant CR product. where C is the capacitance of the dielectric material. R is the resistance of the dielectric material. Calcium titanate has a lower dielectric constant than barium titanate. Strontium titanate also has a lower dielectric constant than barium titanate. Therefore, the crystal grains (second crystal grains 5b) containing calcium titanate as a main component have a higher specific resistance than the crystal grains (first crystal grains 5a) containing barium titanate as a main component. The crystal grains (second crystal grains 5b) containing strontium titanate as a main component also have a higher specific resistance than the crystal grains (first crystal grains 5a) containing barium titanate as a main component. Therefore, in the agglomerated portion 5B where the second crystal grains 5b containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component are agglomerated, the second crystal grains 5b are mixed with the first crystal grains in the matrix 5A. The electric field is more likely to be concentrated compared to the case where each of them exists between 5a. That is, in the dielectric layer 5, the electric field strength in the parent phase 5A is reduced by the amount that the electric field strength in the conglomerate portion 5B is higher than that in the parent phase 5A. As a result, a capacitor with a dielectric layer 5 having conglomerates 5B will have enhanced DC bias characteristics.

ここで、主成分とは、結晶粒子中に最も多く含まれている成分のことである。チタン酸バリウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびバリウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。チタン酸カルシウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびカルシウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。チタン酸ストロンチウムを主成分とするとは、結晶粒子中にチタンおよびストロンチウムの含有量が他の成分よりも多く含まれている状態のことである。母相5Aとは、誘電体層5中において体積割合の最も多い結晶粒子によって形成されている相のことである。割合とは、体積割合または誘電体層5の断面における面積割合のことである。 Here, the main component is the component contained most in the crystal grains. Having barium titanate as a main component means that the content of titanium and barium in crystal grains is higher than that of other components. Having calcium titanate as a main component means that the crystal particles contain more titanium and calcium than other components. Having strontium titanate as a main component means that the content of titanium and strontium in crystal particles is higher than that of other components. The parent phase 5A is a phase formed by crystal grains having the largest volume ratio in the dielectric layer 5 . A ratio is a volume ratio or an area ratio in the cross section of the dielectric layer 5 .

実施形態のコンデンサによれば、たわみ試験に対してもクラックの発生が少なく、また、電気特性の低下の少ないコンデンサを得ることができる。これは、チタン酸バリウムを主成分とする第1結晶粒子5aを母相5Aとする誘電体層5中に、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする第2結晶粒子5bを主体とする集塊部5Bが含まれるようになることで、誘電体層5の機械的強度が高まることに起因する。 According to the capacitor of the embodiment, it is possible to obtain a capacitor with less occurrence of cracks in the deflection test and less deterioration in electrical characteristics. This is because second crystal grains containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component are contained in dielectric layer 5 having first crystal grains 5a containing barium titanate as a main component as base phase 5A. This is because the mechanical strength of the dielectric layer 5 is increased by including the agglomerates 5B mainly composed of 5b.

なお、誘電体層5中に含まれる第2結晶粒子5bの割合については、便宜的に、誘電体層5もしくはコンデンサ本体1を粉砕して得られた粉末のX線回折の結果を用いる。具体
的には、母相5Aを構成するチタン酸バリウムの回折強度IBTに対する集塊部5Bを構成するチタン酸カルシウムの回折強度ICTまたはチタン酸ストロンチウムの回折強度ISTとの比を求める。この場合、比ICT/IBTは、0.01以上0.12以下であるのがよい。
For the ratio of the second crystal grains 5b contained in the dielectric layer 5, the result of X-ray diffraction of powder obtained by pulverizing the dielectric layer 5 or the capacitor body 1 is used for convenience. Specifically, the ratio of the diffraction intensity ICT of calcium titanate or the diffraction intensity IST of strontium titanate forming the agglomerated portion 5B to the diffraction intensity IBT of barium titanate forming the matrix 5A is obtained. In this case, the ratio I CT /I BT is preferably 0.01 or more and 0.12 or less.

実施形態のコンデンサでは、図4に示すように、集塊部5Bが、本体部5Baと副粒子5Bbとを有する構成であってもよい。この場合、本体部5Baは、集塊部5Bの中央領域を占める部分に相当する。本体部5Bbは、少なくとも3個の第2結晶粒子5bが互いに2面間粒界boで結合した部分である。少なくとも3個の第2結晶粒子5bが互いに2面間粒界boで結合した部分を粒子群5bmとする。この場合、本体部5Bbは、粒子群5bmを複数個有する構造であるのがよい。また、粒子群5bm同士は、2面間粒界boを介して結合(焼結)した状態となっているのがよい。粒子群5bm同士が2面間粒界boを介して結合した状態になると、複数の粒子群5bmが空隙poや2面間粒界boを介して結合した構造となるため、集塊部5Bの領域がさらに大きくなる。一方、副粒子5Bbは、本体部5Baの周縁に位置している部分に相当する。 In the capacitor of the embodiment, as shown in FIG. 4, the agglomerate portion 5B may have a structure including a main body portion 5Ba and sub-particles 5Bb. In this case, the body portion 5Ba corresponds to a portion that occupies the central region of the conglomerate portion 5B. The main body portion 5Bb is a portion where at least three second crystal grains 5b are bonded to each other at the grain boundaries bo between the two surfaces. A portion where at least three second crystal grains 5b are bonded to each other at a two-plane grain boundary bo is defined as a grain group 5bm. In this case, the main body portion 5Bb preferably has a structure having a plurality of particle groups 5bm. Moreover, the particle groups 5bm are preferably in a state of being bonded (sintered) via the interfacial grain boundary bo. When the particle groups 5bm are bonded to each other via the interfacial grain boundaries bo, a plurality of the particle groups 5bm are bonded via the gaps po and the interfacial grain boundaries bo. area becomes even larger. On the other hand, the sub-particles 5Bb correspond to the portion located at the periphery of the main body portion 5Ba.

ここで、集塊部5Bについて、図4を用いて詳細に説明する。この場合、集塊部5Bは、枠線F(実線)で囲った領域である。つまり、集塊部5Bは、本体部5Baの周囲に配置している複数の副粒子5Bb同士を枠線Fで結んだ領域である。枠線Fは、本体部5Baの中心の位置から見て、副粒子5Bbの外側の表面を接点として配置される。この場合、枠線Fは副粒子5Bb間を結ぶ範囲では直線状であってもよい。 Here, the agglomerate portion 5B will be described in detail with reference to FIG. In this case, the agglomerate portion 5B is a region surrounded by a frame line F (solid line). In other words, the agglomerate portion 5B is a region where a frame line F connects the plurality of sub-particles 5Bb arranged around the main body portion 5Ba. The frame line F is arranged with the outer surface of the sub-particle 5Bb as a point of contact when viewed from the center position of the main body 5Ba. In this case, the frame line F may be linear within the range connecting the sub-particles 5Bb.

以下に示すように、副粒子5Bbはこぶ状粒子5Bbtを有する。誘電体層5中に含まれる集塊部5Bがその周縁にさらにこぶ状粒子5Bbtを有するようになると、図4に示すように、枠線F(実線)で囲った範囲がさらに大きくなる。集塊部5Bがこぶ状粒子5Bbtを有する範囲にまで広がると、こぶ状粒子5Bbtに隣接する空隙poとともに第1結晶粒子5aまで含むようになる。集塊部5Bは、その領域がさらに大きくなる。こうして、誘電体層5中において、電界強度の高い領域がさらに広がり、コンデンサのDCバイアス特性をさらに高めることができる。 As shown below, sub-particles 5Bb have nodular particles 5Bbt. When the agglomerate portion 5B included in the dielectric layer 5 further has bump-like particles 5Bbt around its periphery, the range surrounded by the frame line F (solid line) becomes even larger, as shown in FIG. When the agglomerate portion 5B expands to the range having the nodular grains 5Bbt, it comes to include the first crystal grains 5a together with the voids po adjacent to the nodular grains 5Bbt. The area of the agglomerate portion 5B becomes even larger. In this way, the region of high electric field strength is further expanded in the dielectric layer 5, and the DC bias characteristic of the capacitor can be further improved.

図4および図6に示すように、副粒子5Bbは、さらに、本体部5Baから離れた位置に存在する孤立粒子5Bbsを含んでいてもよい。孤立粒子5Bbsは、本体部5Baとの間において、空隙poおよび第1結晶粒子5aのうちの少なくとも一方が存在するような間隔を隔てて配置されているのがよい。ここで、孤立粒子5Bbsと本体部5Baとの間に第1結晶粒子5aが存在するとは、図6に示すように、符号wで示した孤立粒子5Bbsの粒子径の範囲に第1結晶粒子5aの一部がかかっている状態でもよいという意味である。言い換えると、孤立粒子5Bbsと本体部5Bbとが対面しているときに、本体部5Bbの表面にほぼ平行な方向の孤立粒子5Bbの幅wの範囲内に第1結晶粒子5aの一部が存在しているという意味である。集塊部5Bが、こぶ状粒子5Bbtに加えて孤立粒子5Bbsまで含む構造になると、集塊部5Bの見かけ上の領域がさらに大きくなる。その結果、母相5Aを主体とする誘電体層5を有するコンデンサのDCバイアス特性をさらに高めることが可能になる。 As shown in FIGS. 4 and 6, the sub-particles 5Bb may further include isolated particles 5Bbs located at a distance from the main body 5Ba. The isolated grains 5Bbs are preferably spaced apart from the main body portion 5Ba such that at least one of the voids po and the first crystal grains 5a exists. Here, the presence of the first crystal grains 5a between the isolated grains 5Bbs and the main body portion 5Ba means that the first crystal grains 5a are present in the range of the grain size of the isolated grains 5Bbs indicated by the symbol w, as shown in FIG. This means that it is acceptable even if a part of the In other words, when the isolated particle 5Bbs faces the main body 5Bb, part of the first crystal grain 5a exists within the range of the width w of the isolated particle 5Bb in the direction substantially parallel to the surface of the main body 5Bb. It means that you are If the agglomerate portion 5B has a structure including isolated particles 5Bbs in addition to the nodular particles 5Bbt, the apparent area of the agglomerate portion 5B is further increased. As a result, it is possible to further improve the DC bias characteristics of the capacitor having the dielectric layer 5 mainly composed of the mother phase 5A.

実施形態のコンデンサでは、上記した集塊部5を有する誘電体層5がコンデンサ本体1中に2層以上含まれているのがよい。この場合、集塊部5を有する誘電体層5は、コンデンサのDCバイアス特性を高められるという点で全層に配置されているのが良い。一方、コンデンサの静電容量を高く維持するという理由からは、集塊部5を有する誘電体層5は局所的に配置してもよい。この場合、集塊部5を有する誘電体層5を配置する場所としては、コンデンサ本体1における積層方向の端の方がよい。コンデンサ本体1の積層方向の端というのは、図2に示しているように、静電容量に寄与する誘電体層5が積層されてい
る領域の中で積層方向の上端部1upおよび下端部1udのことである。コンデンサ本体1における積層方向の上端部1upおよび下端部1udは、コンデンサに直流電圧を印加したときに、積層方向の中段部よりも電界強度が高くなる傾向にあるからである。集塊部5を有する誘電体層5は、コンデンサ本体1における積層方向の上端部1upおよび下端部1udに同数もしくは同程度の層数で配置されているのがよい。
In the capacitor of the embodiment, it is preferable that two or more layers of the dielectric layer 5 having the agglomerates 5 are included in the capacitor body 1 . In this case, the dielectric layer 5 having the conglomerates 5 is preferably arranged over the entire layer in that the DC bias characteristics of the capacitor can be enhanced. On the other hand, for reasons of keeping the capacitance of the capacitor high, the dielectric layer 5 with the conglomerates 5 may be placed locally. In this case, the end of the capacitor body 1 in the stacking direction is preferable as the location for disposing the dielectric layer 5 having the conglomerates 5 . As shown in FIG. 2, the ends of the capacitor body 1 in the lamination direction are the upper end portion 1up and the lower end portion 1ud in the lamination direction in the region where the dielectric layers 5 that contribute to the capacitance are laminated. It's about. This is because the upper end portion 1up and the lower end portion 1ud in the stacking direction of the capacitor body 1 tend to have a higher electric field strength than the middle portion in the stacking direction when a DC voltage is applied to the capacitor. Dielectric layers 5 having agglomerated portions 5 are preferably arranged in the same number or approximately the same number of layers at upper end portion 1up and lower end portion 1ud in the lamination direction of capacitor body 1 .

実施形態のコンデンサでは、1層の誘電体層5における集塊部5Bの面積割合は3%以上10%以下であるのがよい。この場合、コンデンサ本体1は、特に、集塊部5Bの面積割合が3%以上10%以下である誘電体層5を2層以上有しているのがよい。コンデンサ本体1が、集塊部5Bの面積割合が3%以上10%以下である誘電体層5を2層以上有している場合には、集塊部5Bを有する誘電体層5が増えても1層あたりの静電容量を高い状態に維持することができる。また、コンデンサに印加する直流電圧を高くしても静電容量の低下を小さくすることができる。 In the capacitor according to the embodiment, the area ratio of the conglomerates 5B in one dielectric layer 5 is preferably 3% or more and 10% or less. In this case, the capacitor body 1 preferably has two or more dielectric layers 5 in which the area ratio of the conglomerates 5B is 3% or more and 10% or less. When the capacitor body 1 has two or more dielectric layers 5 in which the area ratio of the conglomerates 5B is 3% or more and 10% or less, the number of dielectric layers 5 having the conglomerates 5B increases. It is also possible to maintain a high capacitance per layer. Also, even if the DC voltage applied to the capacitor is increased, the decrease in capacitance can be reduced.

ここで、集塊部5Bの面積割合は、以下のように説明できる。まず、図2に符号Acsとして示したように、コンデンサ本体1の断面から1層の誘電体層5を選択する。次に、選択した誘電体層5の断面の全面積A0を1とする。次に、選択した誘電体層5の断面内に見られる集塊部5Bの面積を合わせた合計の面積A1を求める。集塊部5Bの面積割合は、特定の誘電体層5の断面内に見られる集塊部5Bの合計の面積A1を誘電体層5の断面の全面積A0で除して求められる比率(A1/A0)である。なお、集塊部5Bの面積割合を求めるコンデンサ本体1の断面として、図2には、コンデンサ本体1を2つの外部電極3が対向する方向に対して垂直な断面(L断面)を示しているが、集塊部5Bの面積割合を求めるコンデンサ本体1の断面としては、L断面に限らず、コンデンサの2つの外部電極3が対向する方向の断面(W断面)でもよい。 Here, the area ratio of the agglomerate portion 5B can be explained as follows. First, as indicated by symbol Acs in FIG. 2, one dielectric layer 5 is selected from the cross section of the capacitor body 1 . Next, let 1 be the total area A0 of the cross section of the selected dielectric layer 5 . Next, the total area A1 including the areas of the conglomerates 5B seen in the cross section of the selected dielectric layer 5 is obtained. The area ratio of the conglomerates 5B is the ratio (A1 /A0). As a cross section of the capacitor body 1 for determining the area ratio of the agglomerate portion 5B, FIG. However, the cross section of the capacitor body 1 for determining the area ratio of the agglomerate portion 5B is not limited to the L cross section, and may be a cross section in the direction in which the two external electrodes 3 of the capacitor face each other (W cross section).

実施形態のコンデンサでは、副粒子5Bbの平均粒径をD1、集塊部5Bの平均径をD0としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下であるのがよい。比D1/D0が0.019以上0.093以下であると、DCバイアス特性を-23.9%よりも小さくすることができる。この場合、DCバイアス特性が-23.9%というのは、ゼロバイアス(直流電圧を印加しない状態)での静電容量をC0、特定の直流電圧を印加したときに得られる静電容量をC1としたときに、(C1-C0)/C0の比を%表示した値のことである。このように、実施形態のコンデンサによれば、コンデンサに直流電圧が印加された際にも、静電容量の減衰量を小さくすることができる。この場合、副粒子5Bbの平均粒径D1は、0.13μm以上0.68μm以下であるのがよい。また、集塊部5Bの平均径D0は、5μm以上10μm以下、特には、7μm以上7.8μm以下であるのがよい。さらには、第1結晶粒子5aの平均粒径D2は、0.047μm以上0.22μm以下であるのがよい。 In the capacitor of the embodiment, the ratio D1/D0 is preferably 0.019 or more and 0.093 or less, where D1 is the average particle diameter of the sub-particles 5Bb and D0 is the average diameter of the agglomerate portion 5B. When the ratio D1/D0 is 0.019 or more and 0.093 or less, the DC bias characteristic can be made smaller than -23.9%. In this case, the DC bias characteristic of -23.9% means that the capacitance at zero bias (when no DC voltage is applied) is C0, and the capacitance obtained when a specific DC voltage is applied is C1. It is a value that represents the ratio of (C1-C0)/C0 in %. As described above, according to the capacitor of the embodiment, even when a DC voltage is applied to the capacitor, the amount of attenuation of the capacitance can be reduced. In this case, the average particle diameter D1 of the sub-particles 5Bb is preferably 0.13 μm or more and 0.68 μm or less. Also, the average diameter D0 of the conglomerates 5B is preferably 5 μm or more and 10 μm or less, particularly 7 μm or more and 7.8 μm or less. Furthermore, the average grain size D2 of the first crystal grains 5a is preferably 0.047 μm or more and 0.22 μm or less.

ここで、副粒子5Bbの平均粒径D1は、こぶ状粒子5Bbtの最大径および孤立粒子5Bbsの最大径を合わせた平均値である。こぶ状粒子5Bbtの最大径は、図5に示したD3の範囲である。孤立粒子5Bbsの最大径は、図6に示したD4の範囲である。集塊部の平均径D0は、図4に示した枠線Fの範囲である。枠線Fの範囲から、以下のようにして、集塊部5Bの面積および直径を求める。この場合、最初に、画像解析により枠線Fの領域の面積を求める。次に、枠線Fの領域の面積を、一旦、円としての面積を求める。必要に応じて、その円の面積から直径を求める。1層の誘電体層5内に複数の集塊部5Bが存在する場合には、個々に求めて集塊部5Bの直径を合わせた平均値を求める。この平均値を集塊部5Bの平均径D0とする。 Here, the average particle diameter D1 of the sub-particles 5Bb is the average value of the maximum diameter of the nodular particles 5Bbt and the maximum diameter of the isolated particles 5Bbs. The maximum diameter of the nodular particles 5Bbt is in the range of D3 shown in FIG. The maximum diameter of isolated particles 5Bbs is in the range of D4 shown in FIG. The average diameter D0 of the agglomerates is within the range of the frame line F shown in FIG. From the range of the frame line F, the area and diameter of the conglomerate 5B are obtained as follows. In this case, first, the area of the region of the frame line F is obtained by image analysis. Next, the area of the area of the frame line F is obtained once as a circle. If necessary, determine the diameter from the area of the circle. When a plurality of conglomerates 5B exist in one dielectric layer 5, the diameters of the conglomerates 5B are obtained individually, and an average value is obtained. Let this average value be the average diameter D0 of the agglomerate portion 5B.

また、第1結晶粒子5aの平均粒径D2は、以下のようにして求める。第1結晶粒子5aの平均粒径D2を求めるための試料としては、例えば、集塊部5Bの平均径D0を求め
るために用意した試料と同じものを用いてもよい。集塊部5Bの平均径D0を求めるために用意した試料の断面において、まず、集塊部5Bを除く領域を選択する。選択する領域は、第1結晶粒子5aが20~30個入る領域である。第1結晶粒子5aが20~30個入る領域内に見られる第1結晶粒子5aの全てについてその輪郭を取る。次に、第1結晶粒子5aの輪郭から個々に円としての面積を求める。次に、それぞれの円の面積から直径を求める。最後に、第1結晶粒子5aのそれぞれに対応する直径の平均値を求める。この平均値を第1結晶粒子5aの平均粒径D2とする。
Also, the average grain size D2 of the first crystal grains 5a is obtained as follows. As a sample for obtaining the average grain size D2 of the first crystal grains 5a, for example, the same sample prepared for obtaining the average grain size D0 of the agglomerate portion 5B may be used. In the cross section of the sample prepared for obtaining the average diameter D0 of the conglomerate portion 5B, first, a region excluding the conglomerate portion 5B is selected. The selected region is a region containing 20 to 30 first crystal grains 5a. The contours of all the first crystal grains 5a found in the region containing 20 to 30 first crystal grains 5a are taken. Next, the area of each circle is obtained from the outline of the first crystal grain 5a. Next, determine the diameter from the area of each circle. Finally, the average value of the diameters corresponding to each of the first crystal grains 5a is obtained. This average value is defined as the average grain size D2 of the first crystal grains 5a.

実施形態のコンデンサでは、図3に示すように、誘電体層5の1層の厚みをtとし、誘電体層5の厚みの方向と同じ方向における集塊部5Bの平均径をD0としたときに、比D0/tは0.47以上0.52以下であるのがよい。ここで、誘電体層5の厚みtというのは、誘電体層5の平均の厚みのことである。誘電体層5の平均の厚みtは、以下の手順で求める。まず、厚みの測定に用いる誘電体層5を選択する。選択する誘電体層5として、例えば、集塊部5Bについて解析するために選択した誘電体層5を選定してもよい。選定した誘電体層5において、幅方向に均等に複数の箇所を指定する。厚みを測定する箇所の数は3~10ヵ所がよい。次に、指定したそれぞれの箇所の厚みを求める。次に、それぞれ求めた厚みの平均値を求める。こうして求めた誘電体層5の厚みの平均値を誘電体層5の厚みtとする。集塊部5Bの面積割合、集塊部5Bの平均径D0、副粒子5Bbの平均粒径d1、副粒子5Bbを構成するこぶ状粒子5Bbtの最大径D3、孤立粒子5Bbsの最大径D4、誘電体層5の厚みtは、いずれもコンデンサ本体1の断面を撮影した写真から求める。コンデンサ本体1の断面を撮影には、走査型電子顕微鏡を用いるのがよい。この場合も走査型電子顕微鏡としては分析器を備えているものがよい。走査型電子顕微鏡に分析器が備えられていると、撮影する結晶粒子を組成によって特定することができる。なお、誘電体層5に含まれる場合であっても、その結晶粒子の最大径が0.03μmよりも小さい結晶粒子については対象外としてもよい。 In the capacitor of the embodiment, as shown in FIG. 3, when the thickness of one layer of the dielectric layer 5 is t and the average diameter of the agglomerate portion 5B in the same direction as the thickness direction of the dielectric layer 5 is D0, Moreover, the ratio D0/t is preferably 0.47 or more and 0.52 or less. Here, the thickness t of the dielectric layer 5 is the average thickness of the dielectric layer 5 . The average thickness t of the dielectric layer 5 is obtained by the following procedure. First, the dielectric layer 5 to be used for thickness measurement is selected. As the dielectric layer 5 to be selected, for example, the dielectric layer 5 selected for analyzing the conglomerate portion 5B may be selected. In the selected dielectric layer 5, a plurality of locations are specified evenly in the width direction. The number of points where the thickness is measured should be 3 to 10 points. Next, the thickness of each designated portion is obtained. Next, the average value of the obtained thicknesses is obtained. The average value of the thickness of the dielectric layer 5 obtained in this way is defined as the thickness t of the dielectric layer 5 . The area ratio of the agglomerated portion 5B, the average diameter D0 of the agglomerated portion 5B, the average particle diameter d1 of the sub-particles 5Bb, the maximum diameter D3 of the nodular particles 5Bbt constituting the sub-particles 5Bb, the maximum diameter D4 of the isolated particles 5Bbs, the dielectric The thickness t of the body layer 5 is determined from a photograph of the cross section of the capacitor body 1 . A scanning electron microscope is preferably used to photograph the cross section of the capacitor body 1 . Also in this case, the scanning electron microscope preferably has an analyzer. If the scanning electron microscope is equipped with an analyzer, the crystal grains to be imaged can be identified by composition. Note that, even when included in the dielectric layer 5, crystal grains having a maximum diameter of less than 0.03 μm may be excluded.

次に、実施形態のコンデンサの製造方法について説明する。実施形態のコンデンサは、誘電体層5を形成するためのセラミックグリーンシートに、チタン酸バリウムを主成分とする原料粉末に対して、予め、アミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸カルシウム粉末およびアミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸ストロンチウム粉末のうちの少なくとも一方を所定の割合で添加すること以外は、コンデンサの慣用的な製造方法によって作製できる。チタン酸バリウムを主成分とする原料粉末を主体として含むセラミックグリーンシートに、予めアミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸カルシウム粉末を添加すると、チタン酸バリウムを主成分とする結晶粒子を母相5Aとする誘電体層5中に、チタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子が凝集した集塊部5Bが形成されやすくなる。予め、アミン系の分散剤を用いてスラリー化した炭酸ストロンチウム粉末を添加した場合も同様に、誘電体層5中に、チタン酸ストロンチウムを主成分とする結晶粒子が凝集した集塊部5Bが形成されやすくなる。誘電体層5中に存在する集塊部5Bの割合は、炭酸カルシウム粉末、炭酸ストロンチウム粉末、アミン系分散剤の添加量および焼成温度によって調整する。 Next, a method for manufacturing the capacitor of the embodiment will be described. In the capacitor of the embodiment, a raw material powder containing barium titanate as a main component is added to a ceramic green sheet for forming the dielectric layer 5, and calcium carbonate powder is slurried in advance using an amine-based dispersant. and strontium carbonate powder slurried with an amine-based dispersant are added in a predetermined ratio, and the capacitor can be manufactured by a conventional manufacturing method. When calcium carbonate powder, which has been slurried in advance using an amine-based dispersant, is added to a ceramic green sheet mainly containing a raw material powder containing barium titanate as a main component, crystal grains containing barium titanate as a main component are formed. In the dielectric layer 5 as the phase 5A, the agglomerate portion 5B in which the crystal grains containing calcium titanate as a main component are aggregated is likely to be formed. Similarly, when strontium carbonate powder slurried with an amine-based dispersant is added in advance, conglomerate portions 5B are formed in the dielectric layer 5 in which crystal particles having strontium titanate as a main component are aggregated. easier to be The ratio of the agglomerates 5B present in the dielectric layer 5 is adjusted by the amount of calcium carbonate powder, strontium carbonate powder, and amine-based dispersant added and the firing temperature.

以下、コンデンサを具体的に作製して特性評価を行った。ここでは、まず、誘電体粉末に炭酸カルシウム粉末を添加してコンデンサを作製した例について説明する。まず、誘電体粉末を調製するための原料粉末として、チタン酸バリウム粉末(BaTiO)、炭酸カルシウム粉末(CaCO)炭酸マグネシウム粉末(MgCO)、酸化ディスプロシウム粉末(Dy)、炭酸マンガン粉末(MnCO)およびガラス粉末(SiO=55、BaO=20、CaO=15、Li=10(モル%))およびを準備した。この場合、チタン酸バリウム粉末には、平均粒径が0.05μmのチタン酸バリウム粉末を用いた。誘電体粉末は、チタン酸バリウム粉末100モルに対して、酸化マグネシ
ウム粉末(MgO)をMgO換算で0.8モル、酸化ディスプロシウム粉末(Dy)を0.8モル、MnCO粉末をMnO換算で0.3モル添加し、さらにガラス成分(SiO-BaO-CaO系のガラス粉末)をチタン酸バリウム粉末100質量部に対して1質量部添加した組成とした。炭酸カルシウムの添加量は表1に示した。表1に示した炭酸カルシウム粉末の添加量は、チタン酸バリウム粉末100質量部に対する割合である。なお、炭酸カルシウム粉末は、予め、アミン系の分散剤またはカルボン酸系の分散剤に分散させてスラリー化したものを用いた。表1に示したアミン系の分散剤およびカルボン酸系の分散剤の添加量は、炭酸カルシウム粉末の添加量に対する割合である。
Hereinafter, capacitors were specifically manufactured and their characteristics were evaluated. Here, first, an example of manufacturing a capacitor by adding calcium carbonate powder to dielectric powder will be described. First, as raw material powders for preparing dielectric powders, barium titanate powder (BaTiO 3 ), calcium carbonate powder (CaCO 3 ), magnesium carbonate powder (Mg 2 CO 3 ), dysprosium oxide powder (Dy 2 O 3 ), manganese carbonate powder (MnCO 3 ) and glass powder (SiO 2 =55, BaO=20, CaO=15, Li 2 O 3 =10 (mol %)) were prepared. In this case, barium titanate powder having an average particle size of 0.05 μm was used as the barium titanate powder. Dielectric powders are 0.8 mol of magnesium oxide powder (MgO) converted to MgO, 0.8 mol of dysprosium oxide powder ( Dy2O3 ), and MnCO3 powder with respect to 100 mol of barium titanate powder. was added in an amount of 0.3 mol in terms of MnO, and a glass component (SiO 2 —BaO—CaO-based glass powder) was added in an amount of 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the barium titanate powder. Table 1 shows the amount of calcium carbonate added. The amount of calcium carbonate powder added shown in Table 1 is a ratio to 100 parts by mass of barium titanate powder. The calcium carbonate powder used was previously dispersed in an amine-based dispersant or a carboxylic acid-based dispersant to form a slurry. The amounts of the amine-based dispersant and the carboxylic acid-based dispersant shown in Table 1 are percentages relative to the amount of calcium carbonate powder added.

次に、調製した誘電体粉末に有機ビヒクルを混合し調製したスラリーを用いてドクターブレード法によって、平均厚みが20μmのセラミックグリーンシートを作製した。セラミックグリーンシートを調製する際の有機ビヒクルに含ませる樹脂としてはブチラール系樹脂を用いた。ブチラール系樹脂の添加量は誘電体粉末100質量部に対して10質量部とした。溶媒にはエチルアルコールとトルエンとを1:1で混合した溶媒を用いた。内部電極パターンを形成するための導体ペースト用の金属としてニッケル粉末を用いた。導体ペーストを調製するための樹脂としてはエチルセルロースを用いた。エチルセルロースの添加量はニッケル粉末100質量部に対して5質量部とした。溶媒としてはジヒドロターピネオール系溶媒とブチルセロソルブとを混合して用いた。 Next, a ceramic green sheet having an average thickness of 20 μm was produced by a doctor blade method using a slurry prepared by mixing the prepared dielectric powder with an organic vehicle. A butyral-based resin was used as the resin contained in the organic vehicle when preparing the ceramic green sheets. The amount of the butyral resin added was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dielectric powder. A 1:1 mixture of ethyl alcohol and toluene was used as the solvent. Nickel powder was used as a metal for conductive paste for forming internal electrode patterns. Ethyl cellulose was used as the resin for preparing the conductor paste. The amount of ethyl cellulose added was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nickel powder. As a solvent, a mixture of dihydroterpineol solvent and butyl cellosolve was used.

次に、作製したセラミックグリーンシートに導体ペーストを印刷してパターンシートを作製した。次に、作製したパターンシートを100層積層してコア積層体を作製した。次に、コア積層体の上面側および下面側にカバー層としてセラミックグリーンシートをそれぞれ重ねて母体積層体を作製した。この後、母体積層体を切断してコンデンサ本体の成形体を作製した。コンデンサ本体の成形体は、その全層が誘電体粉末中に炭酸カルシウム粉末または炭酸ストロンチウム粉末を含むセラミックグリーンシートにより形成されたものである。 Next, a pattern sheet was produced by printing a conductor paste on the produced ceramic green sheet. Next, 100 layers of the produced pattern sheets were laminated to produce a core laminate. Next, ceramic green sheets were laminated as cover layers on the upper surface side and the lower surface side of the core laminate to produce a base laminate. After that, the base laminate was cut to produce a compact for a capacitor body. The molded body of the capacitor body is formed of ceramic green sheets in which all layers contain calcium carbonate powder or strontium carbonate powder in dielectric powder.

次に、コンデンサ本体の成形体を焼成してコンデンサ本体を作製した。本焼成は、水素-窒素中、昇温速度を900℃/hとし、最高温度を1190℃に設定した条件で焼成した。この焼成には抵抗加熱方式の焼成炉を用いた。続いて、コンデンサ本体に対して再酸化処理を行った。再酸化処理の条件は、窒素雰囲気中、最高温度を1000℃に設定し、保持時間を5時間とした。コンデンサ本体のサイズは、3.2mm×1.6mm×1.6mmであった。誘電体層の平均厚みは15μmであった。内部電極層の平均厚みは0.8μmであった。作製したコンデンサの静電容量の設計値は1μFに設定した。 Next, the molded body of the capacitor body was sintered to produce a capacitor body. The firing was carried out in hydrogen-nitrogen under the conditions of a temperature increase rate of 900°C/h and a maximum temperature of 1190°C. A resistance heating type firing furnace was used for this firing. Subsequently, the capacitor main body was subjected to re-oxidation treatment. The conditions for the reoxidation treatment were a nitrogen atmosphere, a maximum temperature of 1000° C., and a holding time of 5 hours. The size of the capacitor body was 3.2 mm x 1.6 mm x 1.6 mm. The average thickness of the dielectric layer was 15 μm. The average thickness of the internal electrode layers was 0.8 μm. The design value of the capacitance of the produced capacitor was set to 1 μF.

次に、コンデンサ本体をバレル研磨した後、コンデンサ本体の両端部に外部電極ペーストを塗布し、800℃の温度にて焼き付けを行って外部電極を形成した。外部電極ペーストは、Cu粉末およびガラスを添加したものを用いた。その後、電解バレル機を用いて、この外部電極の表面に順にNiメッキ及びSnメッキを形成してコンデンサを得た。 Next, after barrel polishing the capacitor body, external electrode paste was applied to both ends of the capacitor body and baked at a temperature of 800° C. to form external electrodes. The external electrode paste used was one to which Cu powder and glass were added. Then, using an electrolytic barrel machine, the surfaces of the external electrodes were sequentially plated with Ni and Sn to obtain a capacitor.

次に、作製したコンデンサについて以下の評価を行った。まず、得られたコンデンサのうちの数個を選択し、乳鉢を用いて粉砕し、X線回折用の試料を作製した。作製したコンデンサのうち、誘電体粉末中に炭酸カルシウム粉末を添加して作製したコンデンサでは、誘電体層のX線回折パターンにチタン酸バリウムとともにチタン酸カルシウムの回折ピークが見られた。続いて、X線回折パターンより、チタン酸バリウムの主ピークの回折強度IBTに対するチタン酸カルシウムの主ピークの回折強度ICTの比を求めた。チタン酸バリウムの主ピークとしては、指数(111)の回折ピークを選択した。チタン酸カルシウムの主ピークとしては、指数(121)の回折ピークを選択した。この回折強度の比を誘電体層中に含まれるチタン酸カルシウムの割合として表1に示した。 Next, the produced capacitors were evaluated as follows. First, several of the obtained capacitors were selected and pulverized using a mortar to prepare samples for X-ray diffraction. Among the manufactured capacitors, in the capacitor manufactured by adding calcium carbonate powder to the dielectric powder, diffraction peaks of calcium titanate were observed together with barium titanate in the X-ray diffraction pattern of the dielectric layer. Subsequently, from the X-ray diffraction pattern, the ratio of the diffraction intensity ICT of the main peak of calcium titanate to the diffraction intensity IBT of the main peak of barium titanate was determined. The diffraction peak with index (111) was selected as the main peak of barium titanate. The diffraction peak with index (121) was selected as the main peak of calcium titanate. The diffraction intensity ratio is shown in Table 1 as the ratio of calcium titanate contained in the dielectric layer.

次に、誘電体層を構成している母相および集塊部についての分析を行った。この分析にはコンデンサの試料を以下のように加工したものを用いた。まず、コンデンサの断面を研磨して、図2に示すような断面を露出させた試料を作製した。次に、断面を露出させた試料に対して熱エッチングを行った。断面を露出させた試料に熱エッチングを行うことで、誘電体層の断面において、結晶粒子および粒界のそれぞれの輪郭が明確に分かるようにした。次に、得られた試料に対して、分析器を備えた走査型電子顕微鏡を用いることにより以下の解析および評価を行った。まず、走査型電子顕微鏡による観察によって得られた写真から、図3に示したような誘電体層が1層入るほどの断面を選択した。単位面積とした領域は、誘電体層の1層のW断面である。選択した誘電体層は、コンデンサ本体の断面における積層方向の一方側の端部の1層である。また、分析する部位としては、その選択した誘電体層の幅方向の中央の部分とした。次に、選択した1層の誘電体層内に存在する、母相の成分(化合物)および集塊部の成分(化合物)の同定を行った。分析の結果、母相はチタン酸バリウムを主成分とするのであった。作製したコンデンサのうちアミン系の分散剤を用いた試料は、いずれも誘電体層中に集塊部が形成されていた。また、集塊部はチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子によって形成されていた。また、集塊部は、いずれも中央領域に位置する本体部とその本体部の周縁に位置する副粒子を有するものであった。さらに、集塊部の中心部を占める本体部は、少なくとも3個のチタン酸カルシウムを主成分とする結晶粒子が2面間粒界で接触した構造を有するものであった。また、集塊部には、本体部との間でネック部を介して結合したこぶ状粒子が見られた。さらに、集塊部は、本体部から離れた位置に存在する孤立粒子を含んでいた。この場合、孤立粒子としては、近接するこぶ状粒子の最大径以下の範囲に存在しているものを選択した。 Next, the parent phase and agglomerates constituting the dielectric layer were analyzed. For this analysis, capacitor samples processed as follows were used. First, the cross section of the capacitor was polished to prepare a sample with the cross section exposed as shown in FIG. Next, thermal etching was performed on the sample whose cross section was exposed. By performing thermal etching on the sample with the cross section exposed, the contours of the crystal grains and the grain boundaries were made clearly visible in the cross section of the dielectric layer. Next, the obtained samples were subjected to the following analysis and evaluation using a scanning electron microscope equipped with an analyzer. First, from a photograph obtained by observation with a scanning electron microscope, a cross-section was selected that contained one dielectric layer as shown in FIG. A region defined as a unit area is a W cross section of one dielectric layer. The selected dielectric layer is one layer at one end in the stacking direction in the cross section of the capacitor body. The part to be analyzed was the central part in the width direction of the selected dielectric layer. Next, the components (compounds) of the parent phase and the components (compounds) of the agglomerates existing in the selected one dielectric layer were identified. As a result of analysis, it was found that the main component of the mother phase was barium titanate. All of the capacitors prepared using an amine-based dispersant had conglomerates formed in the dielectric layer. In addition, the agglomerates were formed of crystal grains containing calcium titanate as a main component. In addition, all of the agglomerates had a main body located in the central region and sub-particles located at the periphery of the main body. Furthermore, the main body occupying the central part of the agglomerate had a structure in which at least three crystal grains containing calcium titanate as a main component were in contact with each other at the grain boundaries between two surfaces. Further, in the agglomerated part, nodular particles connected with the main part through the neck part were found. In addition, the agglomerates contained isolated particles that were distant from the main body. In this case, as the isolated particles, those existing in a range equal to or less than the maximum diameter of adjacent nodular particles were selected.

次に、撮影した写真を解析することにより、集塊部の平均径D0、集塊部の面積割合(A1/A0)、選択した誘電体層の平均厚みt、誘電体層の平均厚みtに対する集塊部の平均径D0の比(D0/t)、副粒子の平均粒径D1、集塊部の平均径D0に対する副粒子の平均粒径D1の比(D1/D0)、第1結晶粒子の平均粒径D2、副粒子の平均粒径D1に対する第1結晶粒子の平均粒径D2の比(D2/D1)を求めた。このとき、こぶ状粒子の平均粒径は、複数のこぶ状粒子について求めた最大径の平均値から求めた。集塊部を構成する本体部の周縁に存在している全てのこぶ状粒子を対象とした。孤立粒子の平均粒径は、複数の孤立粒子について求めた最大径の平均値から求めた。この場合も集塊部を構成する本体部の周縁に存在している全ての孤立粒子を対象とした。作製した試料のうち、セラミックグリーンシート中にアミン系の分散剤を含ませた炭酸カルシウム粉末を添加して作製したコンデンサには、いずれの試料においてもコンデンサ本体を構成する誘電体層中に集塊部が形成されていた。この場合、集塊部は本体部とともにこぶ状粒子および孤立粒子を有するものであった。 Next, by analyzing the photographed photograph, the average diameter D0 of the agglomerate, the area ratio of the agglomerate (A1/A0), the average thickness t of the selected dielectric layer, and the average thickness t of the dielectric layer Ratio of average diameter D0 of agglomerates (D0/t), average diameter D1 of sub-particles, ratio of average diameter D1 of sub-particles to average diameter D0 of agglomerates (D1/D0), first crystal grains and the ratio (D2/D1) of the average grain size D2 of the first crystal grains to the average grain size D1 of the secondary grains. At this time, the average particle size of the nodular particles was determined from the average value of the maximum diameters determined for a plurality of nodular particles. All the nodular particles existing on the periphery of the main body constituting the agglomerated part were targeted. The average particle diameter of the isolated particles was obtained from the average value of the maximum diameters obtained for a plurality of isolated particles. In this case as well, all the isolated particles present on the periphery of the main body constituting the agglomerate were targeted. Among the manufactured samples, the capacitor manufactured by adding calcium carbonate powder containing an amine-based dispersant to the ceramic green sheet showed agglomeration in the dielectric layer constituting the capacitor body in all samples. department was formed. In this case, the agglomerates had nodular particles and isolated particles along with the body.

次に、誘電特性については、直流電圧を印加しない条件および直流電圧を印加した条件において静電容量を測定した。直流電圧を印加しない条件は、交流電圧1.0V、周波数1kHzである。直流電圧を印加した条件は、(1)交流電圧1.0V、直流電圧5V、周波数1kHz、(2)交流電圧1.0V、直流電圧10V、周波数1kHzである。試料数は30個とし、平均値を求めた。静電容量を測定できた試料のゼロバイスでの静電容量はいずれも0.89μF以上であった。 Next, regarding the dielectric properties, the capacitance was measured under the conditions in which no DC voltage was applied and in which a DC voltage was applied. The conditions under which no DC voltage is applied are an AC voltage of 1.0 V and a frequency of 1 kHz. The conditions under which the DC voltage was applied were (1) AC voltage of 1.0 V, DC voltage of 5 V, frequency of 1 kHz, and (2) AC voltage of 1.0 V, DC voltage of 10 V, and frequency of 1 kHz. The number of samples was 30, and the average value was obtained. All of the samples whose capacitance could be measured had a capacitance of 0.89 μF or more at zero bias.

また、作製したコンデンサについて、機械的強度を評価するためにたわみ試験を行った。たわみ試験は、以下のような方法で行った。基板にはガラスエポキシ基板(厚み:1.6mm)を用いた。ガラスエポキシ基板は一方側の表面に2つの導体層(銅箔)が所定の間隔をおいて形成されていた。2つの導体層にコンデンサの外部電極をそれぞれ接合した。接合材には共晶はんだを用いた。たわみ試験の加圧はオートグラフを用いた。基板のたわみ限界は12mmに設定した。試料数は33個とした。評価したコンデンサにおいて、たわみ試験後の静電容量の低下率が5%より大きいか、または、たわみ試験後に、外観上
、クラックが見られた試料を不良としてカウントした。
Moreover, a deflection test was performed on the fabricated capacitors to evaluate the mechanical strength. The deflection test was performed by the following method. A glass epoxy substrate (thickness: 1.6 mm) was used as the substrate. Two conductor layers (copper foil) were formed on one surface of the glass epoxy substrate at a predetermined interval. The external electrodes of the capacitor were respectively joined to the two conductor layers. Eutectic solder was used as the bonding material. An autograph was used for pressurization in the deflection test. The board deflection limit was set at 12 mm. The number of samples was 33. In the evaluated capacitors, samples with a capacitance decrease rate of more than 5% after the flex test, or samples with visible cracks after the flex test were counted as defective.

誘電体粉末に炭酸ストロンチウム粉末を添加して作製したコンデンサについても上記した炭酸カルシウム粉末を用いた場合と同様の方法により作製し、また、同様の評価を行った。作製したコンデンサには、コンデンサ本体の積層方向の端部の少なくとも2層の誘電体層中に集塊部が形成されていた。また、この場合も集塊部は本体部とともにこぶ状粒子および孤立粒子を有するものであった。 Capacitors made by adding strontium carbonate powder to dielectric powder were also made in the same manner as in the case of using calcium carbonate powder, and were evaluated in the same manner. In the produced capacitor, conglomerates were formed in at least two dielectric layers at the ends in the stacking direction of the capacitor body. Also in this case, the agglomerated portion had nodular particles and isolated particles as well as the main portion.

Figure 0007237787000001
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Figure 0007237787000002
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表1および表2の結果から明らかなように、誘電体層中に集塊部が存在しなかった試料
(試料No.1、試料No.2)を除いて、試料No.3~13、15~25は、5Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が-13.3%以下であった。ここで、-13.3%以下とは、0%に近くなるという意味である。また、これらの試料(No.3~13、15~25)は、静電容量がいずれも0.89μF以上であった。さらには、たわみ試験での不良が無かった。
As is clear from the results in Tables 1 and 2, except for the samples (Sample No. 1 and Sample No. 2) in which no agglomerates existed in the dielectric layer, all of Sample Nos. 3 to 13 and 15 to 25 had a DC bias characteristic of −13.3% or less when a DC voltage of 5 V was applied. Here, -13.3% or less means close to 0%. Further, all of these samples (Nos. 3 to 13, 15 to 25) had a capacitance of 0.89 μF or more. Furthermore, there was no defect in the deflection test.

また、コンデンサ本体の誘電体層を断面視したときに求められる集塊部の面積割合が3%以上10%以下である誘電体層を全層に有するコンデンサの試料(試料No.5~8および10~13、17~20、22~25)は、静電容量が9.1μF以上であり、5Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が-12.1%以下であった。 In addition, capacitor samples (Samples No. 5 to 8 and Nos. 5 to 8 and 10 to 13, 17 to 20, and 22 to 25) had a capacitance of 9.1 μF or more and a DC bias characteristic of −12.1% or less when a DC voltage of 5 V was applied.

さらに、これらの試料の中で、集塊部の平均径をD0、副粒子の平均粒径をD1としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下である試料(No.5~8、10~12)は、10Vの直流電圧を印加したときのDCバイアス特性が-23.9%以下であった。 Furthermore, among these samples, a sample having a ratio D1/D0 of 0.019 or more and 0.093 or less, where D0 is the average diameter of the agglomerates and D1 is the average diameter of the sub-particles (No. 5 to 8, 10 to 12) had a DC bias characteristic of -23.9% or less when a DC voltage of 10 V was applied.

なお、別途、誘電体粉末に炭酸カルシウム粉末と炭酸ストロンチウム粉末とを同量添加して作製したコンデンサを作製し、同様の評価を行った。炭酸カルシウム粉末と炭酸ストロンチウム粉末とを合わせた添加量は、試料No.7と同じく7質量部とした。また、焼成温度は1160℃に設定した。こうして作製したコンデンサの特性はいずれの特性も試料No.19の特性と同等の値を示した。 Separately, a capacitor was produced by adding equal amounts of calcium carbonate powder and strontium carbonate powder to dielectric powder, and the same evaluation was performed. The total addition amount of calcium carbonate powder and strontium carbonate powder was As with 7, it was set to 7 parts by mass. Also, the firing temperature was set to 1160°C. As for the characteristics of the capacitor thus produced, all the characteristics are similar to those of the sample No. A value equivalent to that of No. 19 was shown.

1・・・・・・・・・・コンデンサ本体
3・・・・・・・・・・外部電極
5・・・・・・・・・・誘電体層
5a・・・・・・・・・第1結晶粒子
5b・・・・・・・・・第2結晶粒子
5A・・・・・・・・・母相
5B・・・・・・・・・集塊部
5Ba・・・・・・・・本体部
5Bb・・・・・・・・副粒子
5Bbt・・・・・・・こぶ状粒子
5bbs・・・・・・・孤立粒子
7・・・・・・・・・・内部電極層
Reference numerals 1: Capacitor body 3: External electrode 5: Dielectric layer 5a: First crystal grains 5b Second crystal grains 5A Mother phase 5B Conglomerates 5Ba Main body portion 5Bb Sub-particle 5Bbt Nodular particle 5bbs Isolated particle 7 Internal electrode layer

Claims (5)

誘電体層と内部電極層とが交互に複数層積層されたコンデンサ本体を備えており、
前記誘電体層は、チタン酸バリウムを主成分とする複数の第1結晶粒子と、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を主成分とする複数の第2結晶粒子とを有しており、
複数の前記第1結晶粒子は前記誘電体層の母相を成しており、
複数の前記第2結晶粒子は前記母相中に集塊部を成して存在している、
コンデンサ。
It comprises a capacitor body in which a plurality of dielectric layers and internal electrode layers are alternately laminated,
The dielectric layer has a plurality of first crystal grains containing barium titanate as a main component and a plurality of second crystal grains containing at least one of calcium titanate and strontium titanate as a main component. cage,
the plurality of first crystal grains form a matrix of the dielectric layer,
the plurality of second crystal grains are present in the matrix phase to form conglomerates;
capacitor.
前記集塊部は、中央領域に位置する本体部と、該本体部の周縁に位置する副粒子とを有しており、前記本体部は少なくとも3個の前記第2結晶粒子が互いに2面間粒界を介して配置された構造を有しており、前記副粒子は前記本体部との間でネック部を介して結合したこぶ状粒子を含んでいる、請求項1に記載のコンデンサ。 The agglomerate portion has a main body portion positioned in the central region and sub-grains positioned at the peripheral edge of the main body portion, and the main body portion has at least three of the second crystal grains interposed between two surfaces. 2. The capacitor of claim 1, having a grain boundary disposed structure, wherein said sub-grains comprise nodular grains connected to said body portion via neck portions. 前記副粒子は、さらに、前記本体部から離れた位置に存在する孤立粒子を含んでおり、該孤立粒子は、近接する前記こぶ状粒子の最大径以下の範囲に存在している、請求項2に記載のコンデンサ。 3. The sub-particles further include isolated particles located away from the main body, and the isolated particles are present in a range equal to or less than the maximum diameter of the adjacent nodular particles. capacitors described in . 前記コンデンサ本体は、前記誘電体層を断面視したときに求められる前記集塊部の面積割合が3%以上10%以下である前記誘電体層を少なくとも2層有する、請求項1乃至3のうちいずれかに記載のコンデンサ。 4. Among any of claims 1 to 3, wherein the capacitor body has at least two dielectric layers in which an area ratio of the agglomerate obtained when the dielectric layer is viewed in cross section is 3% or more and 10% or less. A capacitor according to any one of the preceding claims. 前記集塊部の平均径をD0、前記副粒子の平均粒径をD1としたときに、比D1/D0が0.019以上0.093以下である、請求項1乃至4のうちいずれかに記載のコンデンサ。 5. Any one of claims 1 to 4, wherein the ratio D1/D0 is 0.019 or more and 0.093 or less, where D0 is the average diameter of the agglomerates and D1 is the average diameter of the sub-particles. Capacitor as described.
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