JP7269736B2 - Ceramic electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、セラミック電子部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to ceramic electronic components and methods of manufacturing the same.

積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品では、誘電体層の薄層化および多層化に伴い、内部電極層の比率が増大している。内部電極層の主成分であるニッケル(Ni)は、誘電体層の主相であるチタン酸バリウム(BaTiO)と反応してBaTiOの焼結を促進させるため、焼成時にはNiが誘電体層に拡散し、誘電体層の焼結が促進される。 In ceramic electronic components such as laminated ceramic capacitors, the proportion of internal electrode layers is increasing as dielectric layers become thinner and more multilayered. Nickel (Ni), which is the main component of the internal electrode layer, reacts with barium titanate (BaTiO 3 ), which is the main phase of the dielectric layer, to promote sintering of BaTiO 3 . and promotes sintering of the dielectric layer.

その結果、焼結の内外差(焼結速度の内外差)が問題となり得る。具体的には、Ni内部電極が高密度に積層された容量発生部(アクティブ領域)とその保護領域(カバーおよびサイドマージン)との焼結速度に差が現れ、アクティブ領域の焼結性が十分でも保護領域(とくにNi内部電極から離れた表面付近)の焼結が不足する。保護領域の焼結が不十分であると、外部から水分が侵入するなどの不具合が発生するため、通常は保護領域が十分焼結するまで焼き込む。このとき、アクティブ領域は必然的に過焼結となり、セラミック電子部品の寿命が低下するおそれがある。 As a result, the internal/external difference in sintering (the internal/external difference in sintering speed) can become a problem. Specifically, there is a difference in the sintering speed between the capacitance generating portion (active region) in which the Ni internal electrodes are densely stacked and the protection region (cover and side margins), and the sinterability of the active region is sufficiently high. However, the sintering of the protected area (especially near the surface away from the Ni internal electrode) is insufficient. If the protective region is insufficiently sintered, problems such as moisture intrusion from the outside will occur, so normally the protective region is baked until it is sufficiently sintered. At this time, the active region is inevitably oversintered, which may reduce the life of the ceramic electronic component.

この問題を解消するため、保護領域に焼結助剤としてガラス成分を添加する対策が行われる(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、一般に、焼結助剤の誘電率は低いため、焼結助剤がアクティブ領域に拡散するとセラミック電子部品の容量低下をもたらす、あるいは、低融点の液相となって表面に析出して染みとなる等のデメリットがある。 In order to solve this problem, a countermeasure is taken to add a glass component as a sintering aid to the protected region (see, for example, Patent Document 1). However, since the dielectric constant of the sintering aid is generally low, the diffusion of the sintering aid into the active region will result in a decrease in the capacity of the ceramic electronic component, or it will become a liquid phase with a low melting point and precipitate on the surface and stain. There are disadvantages such as

一方で、保護領域へNiOを添加することが有効であることが知られている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, it is known that adding NiO to the protected region is effective (see Patent Document 2, for example).

特開2004-356305号公報JP-A-2004-356305 特開2003-173925号公報JP-A-2003-173925

保護領域にNiOを添加することで、上記焼結助剤としてガラス成分を添加する対策のようなアクティブ領域への添加元素の拡散による容量低下は起こらないと考えられる。しかしながら、Ni内部電極を備えるセラミック電子部品では、Niの酸化を防ぐために還元雰囲気で焼成される。したがって、表面に露出したNiOが還元されて表面にメタルNiの析出物が残ることがある。この析出したNiは、外部端子の電解メッキ工程においてメッキ液と反応し、メッキ延びや、表面の外観不良(斑点)を引き起こすおそれがある。また、表面に導電性の析出物が存在すると、高電圧用のセラミック電子部品などでは表面放電のリークパスが形成され得る。 It is considered that the addition of NiO to the protective region does not cause a decrease in capacity due to the diffusion of the additive element into the active region, unlike the countermeasure of adding a glass component as a sintering aid. However, ceramic electronic components with Ni internal electrodes are fired in a reducing atmosphere in order to prevent Ni from oxidizing. Therefore, the NiO exposed on the surface may be reduced to leave a deposit of metallic Ni on the surface. This precipitated Ni reacts with the plating solution in the electrolytic plating process of the external terminals, and may cause plating extension and poor surface appearance (spots). In addition, when conductive deposits are present on the surface, a leak path for surface discharge may be formed in high-voltage ceramic electronic components and the like.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、Niの表出を抑制しつつ焼結の内外差を抑制することができるセラミック電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ceramic electronic component and a method of manufacturing the same that can suppress the difference in sintering between inside and outside while suppressing the exposure of Ni.

本発明に係るセラミック電子部品は、セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、略直方体形状を有し、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成された積層構造を備え、前記積層構造の積層方向の上面および下面の少なくとも一方に設けられ、前記誘電体層と主成分が同じカバー層と、前記積層構造において積層された複数の前記内部電極層が前記2端面以外の2側面に延びた端部を覆うように設けられたサイドマージンとで構成される保護領域は、Ni固溶BaTiOを主成分とし、前記保護領域のNi固溶BaTiO の結晶粒において、BaTiO に対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上、9.0atm%以下であることを特徴とする。 A ceramic electronic component according to the present invention has a substantially rectangular parallelepiped shape in which 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 laminated. a cover layer having the same main component as that of the dielectric layer; The protection region composed of the side margins provided so as to cover the ends extending to the two side surfaces other than the two end surfaces of the plurality of internal electrode layers laminated in the above is mainly composed of BaTiO 3 dissolved in Ni solid solution. In addition, in the crystal grains of Ni solid solution BaTiO 3 in the protection region, the average value of the Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is 0.1 atm % or more and 9.0 atm % or less.

上記セラミック電子部品の前記保護領域の外側表面のNi固溶BaTiOの結晶粒において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上としてもよい。 In the crystal grains of Ni-solid-solution BaTiO 3 on the outer surface of the protective region of the ceramic electronic component, the average value of the Ni-substitution solid-solution amount with respect to BaTiO 3 may be 0.1 atm % or more.

上記セラミック電子部品の前記保護領域の外側表面において、半数以上のBaTiO結晶粒が、Ni置換固溶量が0.1atm%以上のNi固溶BaTiOとしてもよい。 More than half of the BaTiO 3 crystal grains on the outer surface of the protective region of the ceramic electronic component may be Ni solid-solution BaTiO 3 having a Ni-substitution solid-solution amount of 0.1 atm % or more.

上記セラミック電子部品の前記保護領域におけるBaTiOの平均結晶粒径は、150nm以上500nm以下としてもよい。 An average crystal grain size of BaTiO 3 in the protection region of the ceramic electronic component may be 150 nm or more and 500 nm or less.

上記セラミック電子部品において、前記カバー層は、15μm以上の厚みを有していてもよい。 In the above ceramic electronic component, the cover layer may have a thickness of 15 μm or more.

上記セラミック電子部品の前記サイドマージンにおいて、前記内部電極層から前記2側面までの厚みは、15μm以上としてもよい。上記セラミック電子部品において、前記2端面のうち異なる端面に露出する内部電極層同士が対向する領域における前記誘電体層は、Niが固溶していないチタン酸バリウムを主成分としてもよい。 In the side margin of the ceramic electronic component, the thickness from the internal electrode layer to the two side surfaces may be 15 μm or more. In the above ceramic electronic component, the dielectric layer in the region where the internal electrode layers exposed on different end faces of the two end faces face each other may contain barium titanate in which Ni is not solid-dissolved as a main component.

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、BaTiO粒子を主成分セラミックとするシートと金属導電ペーストのパターンとが、前記金属導電ペーストが対向する2端面に露出するように交互に積層された積層部分と、前記積層部分の積層方向の上面および下面に配置されたカバーシートと、前記積層部分の側面に配置されたサイドマージン領域と、を含むセラミック積層体を準備する工程と、前記セラミック積層体を焼成する工程と、を含み、前記カバーシートと前記サイドマージン領域とで構成される周囲領域において、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとし、前記Ni固溶BaTiO において、BaTiO に対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上、9.0atm%以下であることを特徴とする。 In the method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, a sheet containing BaTiO 3 particles as a main component ceramic and a pattern of a metal conductive paste are alternately laminated so that the metal conductive paste is exposed on two opposing end faces. preparing a ceramic laminate including a laminate portion, cover sheets arranged on upper and lower surfaces of the laminate portion in the lamination direction, and side margin regions arranged on side surfaces of the laminate portion; sintering the body, wherein Ni - solid-solution BaTiO 3 is the main component ceramic in the peripheral region composed of the cover sheet and the side margin region, and the Ni-solution BaTiO 3 is The average value of the Ni substitution solid solution amount is 0.1 atomic % or more and 9.0 atomic % or less .

上記セラミック電子部品の製造方法において、BaTiO粒子を主成分セラミックとするグリーンシート上に、金属導電ペーストの第1パターンを配置し、前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとする第2パターンを配置し、得られた積層単位を複数積層することで、前記積層部分および前記サイドマージン領域を形成してもよい。 In the method for manufacturing a ceramic electronic component, the first pattern of the metallic conductive paste is placed on the green sheet containing BaTiO 3 particles as the main component ceramic, and the Ni solid paste is applied to the peripheral area of the metallic conductive paste on the green sheet. The lamination portion and the side margin regions may be formed by arranging a second pattern containing molten BaTiO 3 as a main component ceramic and laminating a plurality of lamination units thus obtained.

上記セラミック電子部品の製造方法において、前記積層部分の前記側面に、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとするシートを貼り付けることで、前記サイドマージン領域を形成してもよい。上記セラミック電子部品の製造方法において、前記BaTiO 粒子を主成分セラミックとするシートにおける前記BaTiO 粒子は、がNiを固溶していないBaTiO 粒子であってもよい。 In the method for manufacturing a ceramic electronic component, the side margin regions may be formed by attaching a sheet containing BaTiO 3 as a main component ceramic to the side surface of the laminated portion. In the method for manufacturing a ceramic electronic component, the BaTiO 3 particles in the sheet containing the BaTiO 3 particles as a main component ceramic may be BaTiO 3 particles in which Ni is not dissolved .

本発明によれば、Niの表出を抑制しつつ焼結の内外差を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the internal/external difference in sintering while suppressing the exposure of Ni.

積層セラミックコンデンサの部分断面斜視図である。1 is a partial cross-sectional perspective view of a laminated ceramic capacitor; FIG. 図1のA-A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1; 図1のB-B線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1; (a)はサイドマージン領域の断面の拡大図であり、(b)はエンドマージン領域の断面の拡大図である。(a) is an enlarged cross-sectional view of a side margin region, and (b) is an enlarged cross-sectional view of an end margin region. 積層セラミックコンデンサの製造方法のフローを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of the manufacturing method of a laminated ceramic capacitor. 積層工程を例示する図である。It is a figure which illustrates a lamination process. 積層工程を例示する図である。It is a figure which illustrates a lamination process.

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)
まず、積層セラミックコンデンサの概要について説明する。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。
(embodiment)
First, an outline of the multilayer ceramic capacitor will be described. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a laminated ceramic capacitor 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1. FIG. As illustrated in FIGS. 1 to 3, the laminated ceramic capacitor 100 includes a rectangular parallelepiped laminated chip 10 and external electrodes 20a and 20b provided on two opposing end surfaces of the laminated chip 10. As shown in FIGS. Of the four surfaces of the laminated chip 10 other than the two end surfaces, two surfaces other than the top surface and the bottom surface in the stacking direction are referred to as side surfaces. The external electrodes 20a and 20b extend on the upper surface, lower surface and two side surfaces of the laminated chip 10 in the lamination direction. However, the external electrodes 20a and 20b are separated from each other.

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 chip 10 has a structure in which dielectric layers 11 containing a ceramic material functioning as a dielectric and internal electrode layers 12 containing a base metal material are alternately laminated. The edge of each internal electrode layer 12 is alternately exposed to the end face provided with the external electrode 20a of the laminated chip 10 and the end face provided with the external electrode 20b. Thereby, each internal electrode layer 12 is alternately connected to the external electrode 20a and the external electrode 20b. As a result, the multilayer ceramic capacitor 100 has a configuration in which a plurality of dielectric layers 11 are laminated with internal electrode layers 12 interposed therebetween. In the laminated body of the dielectric layers 11 and the internal electrode layers 12 , the internal electrode layer 12 is arranged as the outermost layer in the lamination direction, and the upper and lower surfaces of the laminated body are covered with the cover layer 13 . The cover layer 13 is mainly composed of a ceramic material. For example, the material of the cover layer 13 is the same as the main component of the dielectric layer 11 and the ceramic material.

積層セラミックコンデンサ100のサイズは、例えば、長さ0.25mm、幅0.125mm、高さ0.125mmであり、または長さ0.4mm、幅0.2mm、高さ0.2mm、または長さ0.6mm、幅0.3mm、高さ0.3mmであり、または長さ1.0mm、幅0.5mm、高さ0.5mmであり、または長さ3.2mm、幅1.6mm、高さ1.6mmであり、または長さ4.5mm、幅3.2mm、高さ2.5mmであるが、これらのサイズに限定されるものではない。 The size of the multilayer ceramic capacitor 100 is, for example, length 0.25 mm, width 0.125 mm, and height 0.125 mm, or length 0.4 mm, width 0.2 mm, height 0.2 mm, or length 0.6 mm, 0.3 mm wide and 0.3 mm high; or 1.0 mm long, 0.5 mm wide and 0.5 mm high; or 3.2 mm long, 1.6 mm wide and 0.5 mm high. 1.6 mm in height, or 4.5 mm in length, 3.2 mm in width and 2.5 mm in height, but are not limited to these sizes.

内部電極層12は、Ni(ニッケル)を主成分とする。誘電体層11は、例えば、一般式ABO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。本実施形態では、当該セラミック材料として、BaTiO(チタン酸バリウム)を用いる。 The internal electrode layers 12 are mainly composed of Ni (nickel). The dielectric layer 11 is mainly composed of, for example, a ceramic material having a perovskite structure represented by the general formula ABO3 . Note that the perovskite structure contains ABO 3-α deviating from the stoichiometric composition. In this embodiment, BaTiO 3 (barium titanate) is used as the ceramic material.

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、アクティブ領域14と称する。すなわち、アクティブ領域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 internal electrode layer 12 connected to the external electrode 20a and the internal electrode layer 12 connected to the external electrode 20b face each other is the area that produces the capacitance in the multilayer ceramic capacitor 100. . Therefore, this area is called an active area 14 . That is, the active region 14 is the region where two adjacent internal electrode layers 12 connected to different external electrodes face each other.

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15である。すなわち、エンドマージン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15は、容量を生じない領域である。 A region in which the internal electrode layers 12 connected to the external electrode 20a face each other without interposing the internal electrode layers 12 connected to the external electrode 20b is called an end margin 15 . The end margin 15 is also a region where the internal electrode layers 12 connected to the external electrode 20b face each other without interposing the internal electrode layers 12 connected to the external electrode 20a. That is, the end margin 15 is a region where the internal electrode layers 12 connected to the same external electrode face each other without interposing the internal electrode layers 12 connected to different external electrodes. The end margin 15 is a region that does not produce capacitance.

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16と称する。すなわち、サイドマージン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。カバー層13およびサイドマージン16によって構成される領域を、保護領域50と称する。 As exemplified in FIG. 3 , in the laminated chip 10 , regions from two side surfaces of the laminated chip 10 to the internal electrode layers 12 are called side margins 16 . That is, the side margin 16 is a region provided so as to cover the end portions of the plurality of internal electrode layers 12 laminated in the laminated structure extending to the two side surfaces. A region formed by the cover layer 13 and the side margins 16 is called a protection region 50 .

図4(a)は、サイドマージン16の断面の拡大図である。サイドマージン16は、誘電体層11と逆パターン層17とが、アクティブ領域14における誘電体層11と内部電極層12との積層方向において交互に積層された構造を有する。アクティブ領域14の各誘電体層11とサイドマージン16の各誘電体層11とは、互いに連続する層である。この構成によれば、アクティブ領域14とサイドマージン16との段差が抑制される。 FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the side margin 16. FIG. The side margin 16 has a structure in which the dielectric layers 11 and the reverse pattern layers 17 are alternately stacked in the stacking direction of the dielectric layers 11 and the internal electrode layers 12 in the active region 14 . Each dielectric layer 11 in the active region 14 and each dielectric layer 11 in the side margins 16 are layers that are continuous with each other. According to this configuration, the step between the active region 14 and the side margin 16 is suppressed.

図4(b)は、エンドマージン15の断面の拡大図である。サイドマージン16との比較において、エンドマージン15では、積層される複数の内部電極層12のうち、1つおきにエンドマージン15の端面まで内部電極層12が延在する。また、内部電極層12がエンドマージン15の端面まで延在する層では、逆パターン層17が積層されていない。アクティブ領域14の各誘電体層11とエンドマージン15の各誘電体層11とは、互いに連続する層である。この構成によれば、アクティブ領域14とエンドマージン15との段差が抑制される。 FIG. 4(b) is an enlarged cross-sectional view of the end margin 15. FIG. In comparison with the side margins 16 , in the end margins 15 , the internal electrode layers 12 of the plurality of laminated internal electrode layers 12 extend to the end faces of the end margins 15 every other one. In addition, the reverse pattern layer 17 is not laminated in the layer where the internal electrode layer 12 extends to the end face of the end margin 15 . Each dielectric layer 11 of the active area 14 and each dielectric layer 11 of the end margin 15 are layers that are continuous with each other. According to this configuration, the step between the active region 14 and the end margin 15 is suppressed.

本実施形態では、保護領域50の主成分として、結晶格子中にNiが置換固溶したBaTiO(以下、Ni固溶BaTiOと称する)を用いる。下記の表1に示すように、4価のTi(Ti4+)のイオン半径と、2価または3価のNi(Ni2+またはNi3+)のイオン半径とは、近いため、BaTiOペロブスカイトのBサイト(Tiサイト)の一部がNiによって置換される。このように、BaTiOペロブスカイトのBサイトの一部がNiによって置換された状態が、BaTiOの結晶格子にNiが置換固溶された状態である。なお、表1の出典は、「R.D.Shannon,Acta Crystallogr.,A32,751(1976)」である。

Figure 0007269736000001
In this embodiment, as the main component of the protection region 50, BaTiO 3 in which Ni is dissolved in the crystal lattice by substitution (hereinafter referred to as Ni-dissolved BaTiO 3 ) is used. As shown in Table 1 below, since the ionic radius of tetravalent Ti (Ti 4+ ) and the ionic radius of divalent or trivalent Ni (Ni 2+ or Ni 3+ ) are close, B Some of the sites (Ti sites) are replaced by Ni. In this way, a state in which a part of the B sites of BaTiO 3 perovskite is substituted with Ni is a state in which Ni is substituted and solid-solved in the crystal lattice of BaTiO 3 . The source of Table 1 is "RD Shannon, Acta Crystallogr., A32, 751 (1976)".
Figure 0007269736000001

BaTiOの結晶格子に置換固溶したNiは、安定しているため、還元焼成によってもメタルとして分離しない。したがって、Niのメタルとしての表出が抑制される。一方で、Niが置換固溶したBaTiOは焼結が促進される。その結果、Niの表出を抑制しつつ、保護領域50の焼結とアクティブ領域14の焼結との差(内外差)を抑制することができる。以上のことから、アクティブ領域14が過焼結とならず、積層セラミックコンデンサ100の寿命低下が抑制される。それにより、高容量かつ高信頼性の積層セラミックコンデンサ100が実現される。 Since the Ni substituted and dissolved in the crystal lattice of BaTiO 3 is stable, it is not separated as a metal even by reduction firing. Therefore, exposure of Ni as a metal is suppressed. On the other hand, sintering of BaTiO 3 in which Ni is substituted and solid-dissolved is promoted. As a result, the difference between the sintering of the protection region 50 and the sintering of the active region 14 (inside-outside difference) can be suppressed while suppressing the exposure of Ni. As described above, the active region 14 is not oversintered, and the deterioration of the life of the multilayer ceramic capacitor 100 is suppressed. Thereby, the multilayer ceramic capacitor 100 with high capacity and high reliability is realized.

また、焼結助剤を保護領域50に添加しなくてもよいため、当該焼結助剤がアクティブ領域14に拡散することが抑制される。または、焼結助剤の添加量を少なくすることができるため、当該焼結助剤がアクティブ領域14に拡散することが抑制される。それにより、アクティブ領域14の誘電率低下が抑制される。 In addition, since the sintering aid does not have to be added to the protective region 50, diffusion of the sintering aid into the active region 14 is suppressed. Alternatively, since the amount of the sintering aid added can be reduced, diffusion of the sintering aid into the active region 14 is suppressed. Thereby, a decrease in dielectric constant of the active region 14 is suppressed.

なお、保護領域50における主成分がNi固溶BaTiOであることは、保護領域50の一部においてNiが固溶していないBaTiOの濃度が高くなっている箇所が存在してもよいことを意味する。例えば、サイドマージン16においては、カバー層13と比較して、Niが固溶していないBaTiOの濃度が高くなっていてもよい。このように、保護領域50を全体として考えた場合に、主成分がNi固溶BaTiOであればよい。 Note that the main component in the protection region 50 is BaTiO 3 in Ni solid solution, which means that there may be a part of the protection region 50 where the concentration of BaTiO 3 in which Ni does not dissolve in solid solution is high. means For example, the side margins 16 may have a higher concentration of BaTiO 3 in which Ni does not form a solid solution, compared to the cover layer 13 . In this way, when considering the protection region 50 as a whole, the main component should be BaTiO 3 dissolved in Ni.

寿命低下抑制の観点から、保護領域50の外側表面における焼結不足が抑制されていることが好ましい。したがって、保護領域50の外側表面のNi固溶BaTiOにおいて、Niの置換固溶量に下限を設けることが好ましい。具体的には、保護領域50の外側表面のNi固溶BaTiOの各結晶粒において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上であることが好ましく、1.0atm%以上であることがより好ましく、2.0atm%以上であることがさらに好ましい。なお、Ni置換固溶量とは、Tiを100atm%とした場合のNi量のことである。 From the viewpoint of suppressing a decrease in service life, it is preferable that insufficient sintering on the outer surface of the protection region 50 is suppressed. Therefore, it is preferable to set a lower limit to the amount of Ni in solid solution by substitution in BaTiO 3 in Ni solid solution on the outer surface of the protection region 50 . Specifically, in each crystal grain of Ni solid solution BaTiO 3 on the outer surface of the protection region 50 , the average value of the Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is preferably 0.1 atm % or more, and preferably 1.0 atm %. % or more, more preferably 2.0 atm % or more. Incidentally, the Ni-substitution solid-solution amount is the amount of Ni when Ti is 100 atm %.

なお、保護領域50の外側表面における全てのBaTiO結晶粒にNiが固溶していなくてもよい。例えば、保護領域50の外側表面において、半数以上のBaTiO結晶粒が、Ni置換固溶量が0.1atm%以上のNi固溶BaTiOであることが好ましく、7割以上のBaTiO結晶粒が、Ni置換固溶量が0.1atm%以上のNi固溶BaTiOであることがより好ましく、9割以上のBaTiO結晶粒が、Ni置換固溶量が0.1atm%以上のNi固溶BaTiOであることがさらに好ましい。 It is to be noted that Ni does not have to dissolve in all the BaTiO 3 crystal grains on the outer surface of the protection region 50 . For example, on the outer surface of the protection region 50, more than half of the BaTiO 3 crystal grains are preferably Ni solid solution BaTiO 3 with a Ni substitution solid solution amount of 0.1 atm% or more, and 70% or more of the BaTiO 3 crystal grains However, it is more preferable to use BaTiO 3 with a Ni solid solution amount of 0.1 atm% or more, and 90% or more of the BaTiO 3 crystal grains are Ni solid solution with a Ni substitution solid solution amount of 0.1 atm% or more. More preferably, it is fused BaTiO3 .

保護領域50の各Ni固溶BaTiO結晶粒において、BaTiOに対するNiの置換固溶量が少なすぎると、焼結内外差を十分に抑制されないおそれがある。そこで、Ni固溶BaTiO結晶粒におけるNiの置換固溶量に下限を設けることが好ましい。具体的には、保護領域50のNi固溶BaTiOの各結晶粒において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上であることが好ましく、1.0atm%以上であることがより好ましく、2.0atm%以上であることがさらに好ましい。 In each Ni-solid-solution BaTiO 3 crystal grain of the protection region 50 , if the amount of Ni substitution solid-solution with respect to BaTiO 3 is too small, there is a possibility that the difference between inside and outside of sintering may not be sufficiently suppressed. Therefore, it is preferable to set a lower limit for the amount of Ni substitution solid solution in Ni solid solution BaTiO 3 crystal grains. Specifically, in each crystal grain of Ni solid solution BaTiO 3 in the protection region 50, the average value of the Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is preferably 0.1 atm% or more, and 1.0 atm% or more. more preferably 2.0 atm % or more.

一方、保護領域50の各Ni固溶BaTiO結晶粒において、BaTiOに対するNiの置換固溶量が多すぎると、NiOの残留、二次相の生成、粒子形状の悪化、粒度分布の悪化などに起因して緻密化がかえって遅くなるおそれがある。そこで、Ni固溶BaTiO結晶粒におけるNiの置換固溶量に上限を設けることが好ましい。具体的には、保護領域50のNi固溶BaTiOの各結晶粒において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、9.0atm%以下であることが好ましく、6.0atm%以下であることがより好ましく、4.0atm%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, in each Ni-solid-solution BaTiO 3 crystal grain in the protection region 50, if the amount of Ni substitution solid-solution with respect to BaTiO 3 is too large, NiO will remain, secondary phase will be generated, particle shape will deteriorate, particle size distribution will deteriorate, etc. densification may be delayed due to Therefore, it is preferable to set an upper limit for the amount of Ni substitution solid solution in Ni solid solution BaTiO 3 crystal grains. Specifically, in each crystal grain of Ni-solid-solution BaTiO 3 in the protection region 50, the average value of the Ni-substitution solid-solution amount with respect to BaTiO 3 is preferably 9.0 atm% or less, and 6.0 atm% or less. more preferably 4.0 atm % or less.

また、保護領域50における結晶粒径が小さ過ぎたり大き過ぎたりすると、焼結後に保護領域50内部に空隙が取り残され、保護領域50の密度が低くなるおそれがある。そこで、保護領域50におけるBaTiOの結晶粒径に下限および上限を設けることが好ましい。具体的には、保護領域50におけるBaTiOの平均結晶粒径は、150nm以上500nm以下であることが好ましい。 Moreover, if the crystal grain size in the protection region 50 is too small or too large, voids may remain inside the protection region 50 after sintering, resulting in a decrease in the density of the protection region 50 . Therefore, it is preferable to set a lower limit and an upper limit for the crystal grain size of BaTiO 3 in the protection region 50 . Specifically, the average grain size of BaTiO 3 in the protection region 50 is preferably 150 nm or more and 500 nm or less.

また、本実施形態は、カバー層13が厚くて保護領域50の焼結とアクティブ領域14の焼結との差(内外差)が大きくなり得る場合に特に大きい効果が得られる。例えば、カバー層13が、15μm以上の厚みを有する場合に、特に大きい効果が得られる。同様に、本実施形態は、サイドマージン16が厚くて保護領域50の焼結とアクティブ領域14の焼結との差(内外差)が大きくなり得る場合に特に大きい効果が得られる。例えば、サイドマージン16において、内部電極層12から2側面までの厚みが、15μm以上である場合に、特に大きい効果が得られる。 In addition, the present embodiment provides a particularly large effect when the cover layer 13 is thick and the difference (inside/outside difference) between the sintering of the protection region 50 and the sintering of the active region 14 can be large. For example, a particularly large effect is obtained when the cover layer 13 has a thickness of 15 μm or more. Similarly, the present embodiment is particularly effective when the side margins 16 are thick and the difference between the sintering of the protection region 50 and the sintering of the active region 14 (inside-outside difference) can be large. For example, when the thickness of the side margins 16 from the internal electrode layers 12 to the two side surfaces is 15 μm or more, a particularly large effect can be obtained.

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5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 ceramic capacitor 100 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of the manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor 100. As shown in FIG.

(原料粉末作製工程)
図5で例示するように、まず、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ABOの粒子の焼結体の形で誘電体層11に含まれる。例えば、BaTiO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BaTiO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の主成分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)
As illustrated in FIG. 5, first, a dielectric material for forming the dielectric layer 11 is prepared. The A-site and B-site elements contained in the dielectric layer 11 are usually contained in the dielectric layer 11 in the form of sintered particles of ABO3 . For example, BaTiO 3 is a tetragonal compound with a perovskite structure and exhibits a high dielectric constant. This BaTiO 3 can generally be obtained by reacting a titanium raw material such as titanium dioxide with a barium raw material such as barium carbonate to synthesize barium titanate. Various methods are conventionally known for synthesizing the main component ceramic of the dielectric layer 11, such as a solid phase method, a sol-gel method, and a hydrothermal method. Any of these can be employed in the present embodiment.

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.

次に、エンドマージン15およびサイドマージン16を形成するための逆パターン材料を用意する。逆パターン材料として、Ni固溶BaTiO粉を作製する。例えば、Ni固溶BaTiO粉は、BaCO粉とTiO粉とNiO粉とを湿式混合して乾燥させたものを、約850℃~1000℃で2時間焼成する固相合成法によって作製することができる。4価のTi(Ti4+)のイオン半径と、2価または3価のNi(Ni2+またはNi3+)のイオン半径とが近いため、BaTiOペロブスカイトのTiサイトの一部に対してNiが置換した「Ni固溶BaTiO」となる。こうして作製した合成後の粉は凝集しているので乾式あるいは湿式の粉砕処理を行い所望の粒度分布となるように二次凝集を粉砕する。こうして作製したNi固溶BaTiOは、この時点では粉の中心部までNi濃度が均一ではなく、粒子表面付近にNiが高濃度に存在する構造となっていてもよく、後述する焼成工程で中心部までNiを均一に拡散させ、隣接する粒子と結合して粒成長を伴いながら内部Ni濃度が均一な粒子とすればよい。 Next, a reverse pattern material for forming the end margins 15 and the side margins 16 is prepared. Ni solid solution BaTiO 3 powder is prepared as a reverse pattern material. For example, Ni-solid-solution BaTiO3 powder is produced by a solid-phase synthesis method in which BaCO3 powder, TiO2 powder, and NiO powder are wet-mixed, dried, and fired at about 850°C to 1000°C for 2 hours. be able to. Since the ionic radius of tetravalent Ti (Ti 4+ ) and the ionic radius of divalent or trivalent Ni (Ni 2+ or Ni 3+ ) are close, some of the Ti sites in BaTiO 3 perovskite are replaced by Ni. "Ni solid solution BaTiO 3 " is obtained. Since the powder thus produced after synthesis is agglomerated, a dry or wet pulverization treatment is performed to pulverize the secondary agglomeration so as to obtain a desired particle size distribution. The Ni solid solution BaTiO 3 prepared in this way may have a structure in which the Ni concentration is not uniform up to the center of the powder at this point, and Ni is present at a high concentration near the particle surface. It is sufficient that Ni is uniformly diffused to the part and combined with adjacent grains to form grains having a uniform internal Ni concentration while accompanied by grain growth.

得られたNi固溶BaTiO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。 Predetermined additive compounds are added to the obtained Ni solid solution BaTiO 3 powder according to the purpose. Additive compounds include oxides of Mg, Mn, V, Cr, rare earth elements (Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb), Co, Ni, Li, B, Examples include Na, K and Si oxides or glasses.

次に、カバー層13を形成するためのカバー材料を用意する。カバー材料として、Ni固溶BaTiO粉を作製する。Ni固溶BaTiO粉は、逆パターン材料と同様の手順により作製することができる。 Next, a cover material for forming the cover layer 13 is prepared. Ni solid solution BaTiO 3 powder is prepared as a cover material. The Ni solid solution BaTiO 3 powder can be produced by the same procedure as the reverse pattern material.

得られたNi固溶BaTiO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。 Predetermined additive compounds are added to the obtained Ni solid solution BaTiO 3 powder according to the purpose. Additive compounds include oxides of Mg, Mn, V, Cr, rare earth elements (Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb), Co, Ni, Li, B, Examples include Na, K and Si oxides or glasses.

(積層工程)
次に、BaTiO粒子を主成分セラミックとするシートと金属導電ペーストのパターンとが、当該金属導電ペーストが対向する2端面に露出するように交互に積層された積層部分と、当該積層部分の積層方向の上面および下面に配置されたカバーシートと、当該積層部分の側面に配置されたサイドマージン領域と、を含むセラミック積層体を準備する。当該セラミック積層体において、カバーシートとサイドマージン領域とで構成される周囲領域において、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとする。
(Lamination process)
Next, a laminated portion in which a sheet containing BaTiO 3 particles as a main component ceramic and a pattern of a metallic conductive paste are alternately laminated so that the metallic conductive paste is exposed on the two end faces facing each other, and a lamination of the laminated portion A ceramic laminate is provided that includes cover sheets located on the top and bottom surfaces of the laminate and side margin regions located on the sides of the laminate. In the ceramic laminate, Ni solid-solution BaTiO 3 is used as the main component ceramic in the peripheral region composed of the cover sheet and the side margin regions.

具体的には、まず、原料粉末作製工程で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51を塗工して乾燥させる。 Specifically, first, a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin, an organic solvent such as ethanol or toluene, and a plasticizer are added to the dielectric material obtained in the raw material powder preparation step, and wet-mixed. Using the obtained slurry, a strip-shaped dielectric green sheet 51 having a thickness of, for example, 0.8 μm or less is coated on the substrate by, for example, a die coater method or a doctor blade method, and dried.

次に、図6で例示するように、誘電体グリーンシート51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、内部電極層用の第1パターン52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。 Next, as exemplified in FIG. 6, a metal conductive paste for forming internal electrodes containing an organic binder is printed on the surface of the dielectric green sheet 51 by screen printing, gravure printing, or the like to form internal electrode layers. A first pattern 52 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 dielectric layer 11 .

次に、原料粉末作製工程で得られた逆パターン材料に、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層用の逆パターンペーストを得る。図6で例示するように、誘電体グリーンシート51上において、第1パターン52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第2パターン53を配置し、第1パターン52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 obtained in the raw material powder preparation step, and kneaded in a roll mill to obtain a reverse pattern paste for the reverse pattern layer. As exemplified in FIG. 6, on the dielectric green sheet 51, the second pattern 53 is arranged by printing the reverse pattern paste in the peripheral area where the first pattern 52 is not printed, and the second pattern 53 is arranged. fill in the gaps.

その後、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の長さ方向の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、誘電体グリーンシート51、第1パターン52および第2パターン53を積層していく。例えば、誘電体グリーンシート51の積層数を100~500層とする。 After that, the internal electrode layers 12 are alternately exposed on both end faces in the length direction of the dielectric layers 11 so that the internal electrode layers 12 and the dielectric layers 11 are alternately exposed to form a pair of different polarities. A dielectric green sheet 51, a first pattern 52 and a second pattern 53 are laminated so as to be alternately led out to the external electrodes 20a and 20b. For example, it is assumed that the dielectric green sheet 51 has 100 to 500 layers.

次に、原料粉末作製工程で得られたカバー材料に、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10μm以下の帯状のカバーシート54を塗工して乾燥させる。積層された誘電体グリーンシート51の上下にカバーシート54を所定数(例えば2~10層)だけ積層して熱圧着させ、所定チップ寸法(例えば1.0mm×0.5mm)にカットし、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、セラミック積層体が得られる。なお、所定数のカバーシート54を積層して圧着してから、積層された誘電体グリーンシート51の上下に貼り付けてもよい。 Next, a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin, an organic solvent such as ethanol or toluene, and a plasticizer are added to the cover material obtained in the raw material powder preparation step, and wet-mixed. Using the obtained slurry, a strip-shaped cover sheet 54 having a thickness of, for example, 10 μm or less is coated on the substrate by, for example, a die coater method or a doctor blade method, and dried. A predetermined number (for example, 2 to 10 layers) of cover sheets 54 are laminated on the top and bottom of the laminated dielectric green sheet 51 and thermally pressed, cut into a predetermined chip size (for example, 1.0 mm×0.5 mm), and then Next, a metal conductive paste, which will be the external electrodes 20a and 20b, is applied to both sides of the cut laminate by a dipping method or the like and dried. A ceramic laminate is thus obtained. Alternatively, a predetermined number of cover sheets 54 may be stacked and pressure-bonded before being attached to the upper and lower sides of the stacked dielectric green sheets 51 .

図6の手法では、誘電体グリーンシート51のうち第1パターン52に対応する部分と、第1パターン52とが積層された領域が、BaTiO粒子を主成分セラミックとするシートと金属導電ペーストのパターンとが交互に積層された積層部分に相当する。誘電体グリーンシート51のうち第1パターン52よりも外側にはみ出した部分と、第2パターン53とが積層された領域が、積層部分の側面に配置されたサイドマージン領域に相当する。 In the method of FIG. 6, the portion corresponding to the first pattern 52 of the dielectric green sheet 51 and the region where the first pattern 52 is laminated are formed by the sheet containing BaTiO 3 particles as the main component ceramic and the metal conductive paste. It corresponds to a layered portion in which patterns are alternately layered. A region where the portion of the dielectric green sheet 51 protruding outside the first pattern 52 and the second pattern 53 are laminated corresponds to a side margin region arranged on the side surface of the laminated portion.

サイドマージン領域は、上記積層部分の側面に貼り付けまたは塗布してもよい。具体的には、図7で例示するように、誘電体グリーンシート51と、当該誘電体グリーンシート51と同じ幅の第1パターン52とを交互に積層することで、積層部分を得る。次に、積層部分の側面に、逆パターンペーストで形成したシートを貼り付ける、または逆パターンペーストを塗布することで得られる第2パターン53で、サイドマージン領域を形成してもよい。 The side margin regions may be attached or applied to the side surfaces of the laminated portion. Specifically, as illustrated in FIG. 7, dielectric green sheets 51 and first patterns 52 having the same width as the dielectric green sheets 51 are alternately laminated to obtain a laminated portion. Next, a side margin region may be formed with a second pattern 53 obtained by attaching a sheet formed of a reverse pattern paste or applying a reverse pattern paste to the side surface of the laminated portion.

(焼成工程)
このようにして得られたセラミック積層体を、N雰囲気で脱バインダ処理した後に外部電極20a,20bの下地となるNiペーストをディップ法で塗布し、酸素分圧10-5~10-8atmの還元雰囲気中で1100~1300℃で10分~2時間焼成する。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。
(Baking process)
After removing the binder from the ceramic laminate thus obtained in an N 2 atmosphere, a Ni paste that serves as a base for the external electrodes 20a and 20b was applied by a dipping method, and the partial pressure of oxygen was 10 −5 to 10 −8 atm. 10 minutes to 2 hours at 1100 to 1300° C. in a reducing atmosphere. Thus, the laminated ceramic capacitor 100 is obtained.

(再酸化処理工程)
その後、N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 external electrodes 20a and 20b by plating.

本実施形態によれば、BaTiOの結晶格子に置換固溶したNiは、安定しているため、還元焼成によってもメタルとして分離しない。したがって、Niのメタルとしての表出が抑制される。一方で、Niが置換固溶したBaTiOは焼結が促進される。その結果、Niの表出を抑制しつつ、保護領域50の焼結とアクティブ領域14の焼結との差(内外差)を抑制することができる。以上のことから、アクティブ領域14が過焼結とならず、積層セラミックコンデンサ100の寿命低下が抑制される。それにより、高容量かつ高信頼性の積層セラミックコンデンサ100が実現される。 According to the present embodiment, the Ni dissolved in the crystal lattice of BaTiO 3 by substitution is stable and does not separate as a metal even by reduction firing. Therefore, exposure of Ni as a metal is suppressed. On the other hand, sintering of BaTiO 3 in which Ni is substituted and solid-dissolved is promoted. As a result, the difference between the sintering of the protection region 50 and the sintering of the active region 14 (inside-outside difference) can be suppressed while suppressing the exposure of Ni. As described above, the active region 14 is not oversintered, and the deterioration of the life of the multilayer ceramic capacitor 100 is suppressed. Thereby, the multilayer ceramic capacitor 100 with high capacity and high reliability is realized.

また、焼結助剤を保護領域50に添加しなくてもよいため、当該焼結助剤がアクティブ領域14に拡散することが抑制される。または、焼結助剤の添加量を少なくすることができるため、当該焼結助剤がアクティブ領域14に拡散することが抑制される。それにより、アクティブ領域14の誘電率低下が抑制される。 In addition, since the sintering aid does not have to be added to the protective region 50, diffusion of the sintering aid into the active region 14 is suppressed. Alternatively, since the amount of the sintering aid added can be reduced, diffusion of the sintering aid into the active region 14 is suppressed. Thereby, a decrease in dielectric constant of the active region 14 is suppressed.

なお、カバーシートとサイドマージン領域とで構成される周囲領域の全体における主成分がNi固溶BaTiOであることは、周囲領域の一部においてNiが固溶していないBaTiOの濃度が高くなっている箇所が存在してもよいことを意味する。例えば、サイドマージン領域においては、カバーシートと比較して、Niが固溶していないBaTiOの濃度が高くなっていてもよい。このように、周囲領域を全体として捉えた場合に、主成分がNi固溶BaTiOであればよい。 The reason why the main component in the entire peripheral region composed of the cover sheet and the side margin regions is BaTiO 3 in Ni solid solution is that the concentration of BaTiO 3 in which Ni does not dissolve in solid solution is high in a part of the peripheral region. It means that there can be a place where it is. For example, in the side margin region, the concentration of BaTiO 3 in which Ni is not solid-dissolved may be higher than that in the cover sheet. In this way, when the surrounding area is considered as a whole, the main component should be BaTiO3 in solid solution with Ni.

なお、Ni固溶BaTiOを用いるのではなくNiO粒子とBaTiO粒子とを混合しておき、焼成工程においてBaTiOにNiを固溶させる手法も考えられる。しかしながら、この場合、BaTiO粒子の一部にしかNiが固溶せず、NiO粒子の付近だけ緻密化が進行するため、「焼けムラ」が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態では、Ni固溶BaTiOを用いることから、焼けムラを抑制することができる。 Instead of using BaTiO 3 dissolved in Ni, NiO particles and BaTiO 3 particles may be mixed, and Ni may be dissolved in BaTiO 3 in the firing process. However, in this case, Ni is solid-dissolved only in part of the BaTiO 3 particles, and densification proceeds only in the vicinity of the NiO particles, which may cause "uneven burning". On the other hand, in the present embodiment, BaTiO 3 in solid solution with Ni is used, so that uneven burning can be suppressed.

カバーシートとサイドマージン領域とで構成される周囲領域の各Ni固溶BaTiO粒子おいて、BaTiOに対するNiの置換固溶量が少なすぎると、焼結内外差を十分に抑制されないおそれがある。そこで、各Ni固溶BaTiO粒子におけるNiの置換固溶量に下限を設けることが好ましい。具体的には、周囲領域の各Ni固溶BaTiO粒子において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上であることが好ましく、1.0atm%以上であることがより好ましく、2.0atm%以上であることがさらに好ましい。なお、Ni置換固溶量とは、Tiを100atm%とした場合のNi量のことである。 In each Ni solid-solution BaTiO 3 particle in the peripheral region composed of the cover sheet and the side margin region, if the amount of Ni substitution solid solution with respect to BaTiO 3 is too small, there is a possibility that the difference between inside and outside of sintering may not be sufficiently suppressed. . Therefore, it is preferable to set a lower limit for the amount of Ni substitution solid solution in each Ni solid solution BaTiO 3 particle. Specifically, in each Ni solid-solution BaTiO 3 particle in the surrounding region, the average value of the Ni-substitution solid-solution amount with respect to BaTiO 3 is preferably 0.1 atm% or more, and more preferably 1.0 atm% or more. More preferably, it is 2.0 atm % or more. Incidentally, the Ni-substitution solid-solution amount is the amount of Ni when Ti is 100 atm %.

一方、Ni固溶BaTiOを作製する過程で、NiOの混合量が多いと、BaNiOが合成されるおそれがある。または、NiOが残ったり、二次相をつくってしまう等の問題となる。過剰なNi添加はNi固溶BaTiO粒子表面形状が角張り粒度分布も著しく悪化し、誘電体グリーンシート形成に不具合を生じるため好ましくない。これは、4価Ni固溶体が形成するとBaTiOの結晶系がTetragonalからHexagonalに変わってしまうことが影響している可能性がある(詳細なメカニズムは未解明である)。そこで、Niの固溶量に上限を設けることが好ましい。具体的には、各Ni固溶BaTiO粒子におけるNi置換固溶量の平均値はTiに対して9.0atm%以下であることが好ましく、6.0atm%以下であることがより好ましく、4.0atm%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, if a large amount of NiO is mixed in the process of producing BaTiO 3 in solid solution with Ni, BaNiO 3 may be synthesized. Otherwise, problems such as NiO remaining or the formation of a secondary phase may occur. Excessive addition of Ni is not preferable because the surface shape of Ni-dissolved BaTiO 3 particles is angular and the particle size distribution is remarkably deteriorated, causing problems in forming a dielectric green sheet. This may be due to the fact that the crystal system of BaTiO 3 changes from Tetragonal to Hexagonal when a tetravalent Ni solid solution is formed (detailed mechanism is unknown). Therefore, it is preferable to set an upper limit for the amount of Ni in solid solution. Specifically, the average value of the Ni substitution solid solution amount in each Ni solid solution BaTiO3 particle is preferably 9.0 atm% or less, more preferably 6.0 atm% or less, relative to Ti. 0 atm % or less is more preferable.

なお、上記各実施形態においては、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、それに限られない。例えば、バリスタやサーミスタなどの、他の電子部品を用いてもよい。 In addition, in each of the above-described embodiments, a laminated ceramic capacitor has been described as an example of a ceramic electronic component, but the present invention is not limited to this. For example, other electronic components such as varistors and thermistors may be used.

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 アクティブ領域
15 エンドマージン
16 サイドマージン
17 逆パターン層
20a,20b 外部電極
50 保護領域
51 誘電体グリーンシート
52 第1パターン
53 第2パターン
100 積層セラミックコンデンサ
10 laminated chip 11 dielectric layer 12 internal electrode layer 13 cover layer 14 active area 15 end margin 16 side margin 17 reverse pattern layer 20a, 20b external electrode 50 protection area 51 dielectric green sheet 52 first pattern 53 second pattern 100 lamination ceramic capacitor

Claims (11)

セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、略直方体形状を有し、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成された積層構造を備え、
前記積層構造の積層方向の上面および下面の少なくとも一方に設けられ、前記誘電体層と主成分が同じカバー層と、前記積層構造において積層された複数の前記内部電極層が前記2端面以外の2側面に延びた端部を覆うように設けられたサイドマージンとで構成される保護領域は、Ni固溶BaTiOを主成分とし、
前記保護領域のNi固溶BaTiO の結晶粒において、BaTiO に対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上、9.0atm%以下であることを特徴とするセラミック電子部品。
Dielectric layers containing ceramic as a main component and internal electrode layers are alternately laminated to have a substantially rectangular parallelepiped shape, and the multiple internal electrode layers are alternately exposed on two opposite end surfaces. With formed laminated structure,
A cover layer provided on at least one of the upper surface and the lower surface in the lamination direction of the laminated structure and having the same main component as that of the dielectric layer, The protective region composed of a side margin provided to cover the end extending to the side is mainly composed of Ni solid solution BaTiO 3 ,
A ceramic electronic component according to claim 1 , wherein, in the crystal grains of BaTiO 3 in Ni solid solution in the protection region , an average value of Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is 0.1 atomic % or more and 9.0 atomic % or less.
前記保護領域の外側表面のNi固溶BaTiOの結晶粒において、BaTiOに対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上であることを特徴とする請求項1記載のセラミック電子部品。 2. The ceramic electronic component according to claim 1, wherein, in the crystal grains of Ni solid solution BaTiO 3 on the outer surface of said protective region, the average value of the Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is 0.1 atm % or more. . 前記保護領域の外側表面において、半数以上のBaTiO結晶粒が、Ni置換固溶量が0.1atm%以上のNi固溶BaTiOであることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミック電子部品。 3. The ceramic according to claim 1, wherein more than half of the BaTiO3 crystal grains on the outer surface of the protective region are Ni solid solution BaTiO3 having a Ni substitution solid solution amount of 0.1 atm % or more. electronic components. 前記保護領域におけるBaTiOの平均結晶粒径は、150nm以上500nm以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。 4. The ceramic electronic component according to claim 1, wherein an average grain size of BaTiO 3 in said protective region is 150 nm or more and 500 nm or less. 前記カバー層は、15μm以上の厚みを有することを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。 5. The ceramic electronic component according to claim 1 , wherein said cover layer has a thickness of 15 μm or more. 前記サイドマージンにおいて、前記内部電極層から前記2側面までの厚みは、15μm以上であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。 6. The ceramic electronic component according to claim 1, wherein the side margin has a thickness of 15 μm or more from the internal electrode layer to the two side surfaces. 前記2端面のうち異なる端面に露出する内部電極層同士が対向する領域における前記誘電体層は、Niが固溶していないチタン酸バリウムを主成分とすることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。6. The dielectric layer in the region where the internal electrode layers exposed on different end faces of the two end faces face each other is mainly composed of barium titanate in which Ni is not solid-dissolved. The ceramic electronic component according to any one of 1. BaTiO粒子を主成分セラミックとするシートと金属導電ペーストのパターンとが、前記金属導電ペーストが対向する2端面に露出するように交互に積層された積層部分と、前記積層部分の積層方向の上面および下面に配置されたカバーシートと、前記積層部分の側面に配置されたサイドマージン領域と、を含むセラミック積層体を準備する工程と、
前記セラミック積層体を焼成する工程と、を含み、
前記カバーシートと前記サイドマージン領域とで構成される周囲領域において、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとし、前記Ni固溶BaTiO において、BaTiO に対するNi置換固溶量の平均値は、0.1atm%以上、9.0atm%以下であることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
A laminated portion in which a sheet containing BaTiO 3 particles as a main component ceramic and a pattern of a metallic conductive paste are alternately laminated so that the metallic conductive paste is exposed on two opposing end faces, and an upper surface of the laminated portion in the lamination direction. and a cover sheet disposed on the lower surface, and side margin regions disposed on the side surfaces of the laminate portion;
and firing the ceramic laminate,
In the peripheral region composed of the cover sheet and the side margin region, Ni solid solution BaTiO 3 is the main component ceramic, and in the Ni solid solution BaTiO 3 , the average value of the Ni substitution solid solution amount with respect to BaTiO 3 is A method for producing a ceramic electronic component, wherein the content is 0.1 atm % or more and 9.0 atm % or less .
BaTiO粒子を主成分セラミックとするグリーンシート上に、金属導電ペーストの第1パターンを配置し、前記グリーンシート上において前記金属導電ペーストの周辺領域に、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとする第2パターンを配置し、得られた積層単位を複数積層することで、前記積層部分および前記サイドマージン領域を形成することを特徴とする請求項8記載のセラミック電子部品の製造方法。 A first pattern of a metal conductive paste is placed on a green sheet containing BaTiO 3 particles as a main component ceramic, and a Ni-dissolved BaTiO 3 is used as a main component ceramic in a peripheral area of the metal conductive paste on the green sheet. 9. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 8, wherein the laminated portion and the side margin regions are formed by arranging the second pattern and laminating a plurality of lamination units thus obtained. 前記積層部分の前記側面に、Ni固溶BaTiOを主成分セラミックとするシートを貼り付けることで、前記サイドマージン領域を形成することを特徴とする請求項9記載のセラミック電子部品の製造方法。 10. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 9, wherein the side margin region is formed by attaching a sheet containing BaTiO3 as a main component ceramic to the side surface of the laminated portion. 前記BaTiOThe BaTiO 3 粒子を主成分セラミックとするシートにおける前記BaTiOThe BaTiO in the sheet with particles as the main component ceramic 3 粒子は、がNiを固溶していないBaTiOThe particles are BaTiO 3 粒子であることを特徴とする請求項8~10のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。11. The method for producing a ceramic electronic component according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it is particles.
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