JPWO2012111592A1 - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
電圧印加時における信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを提供する。本発明に係る積層セラミックコンデンサ1は、積層されている複数の誘電体層2と、誘電体層2間の界面に沿って形成されている複数の内部電極3及び4と、を有する積層体5と、積層体5の外表面に形成され、内部電極3及び4と電気的に接続されている複数の外部電極6及び7と、を備え、内部電極3及び4は主成分がNiであり、かつ、内部電極3及び4はSnを含むことを特徴としている。
Description
本発明は積層セラミックコンデンサ、及び積層セラミックコンデンサの製造方法に関するものである。
近年のエレクトロニクス技術の進展に伴い、積層セラミックコンデンサには小型化かつ大容量化が要求されている。これらの要求を満たすため、積層セラミックコンデンサの誘電体層の薄層化が進められている。しかし、誘電体層を薄層化すると、1層あたりに加わる電界強度が相対的に高くなる。よって、電圧印加時における信頼性の向上が求められる。
積層セラミックコンデンサは、一般的に、積層されている複数の誘電体層と、誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層体と、積層体の外表面に形成され、内部電極と電気的に接続されている複数の外部電極と、を備えている。そして、例えば特許文献1のように、内部電極の主成分としてNiを用いたものが知られている。
ところで、内部電極の主成分にNiを用いた場合に、近年の小型化かつ大容量化の要請に応えるためには、電圧印加時における信頼性が未だ不十分であるという問題があった。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、誘電体層がより一層薄層化し、高電界強度の電圧が印加されても、良好な誘電特性と優れた信頼性を示す積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層されている複数の誘電体層と、誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層体と、積層体の外表面に形成され、内部電極と電気的に接続されている複数の外部電極と、を備え、誘電体層の厚みは2.5μm以下であり、内部電極は主成分がNiであり、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサでは、誘電体層が、BaおよびTiを含むペロブスカイト型化合物(ただし、Baの一部はCaで置換されても良く、Tiの一部はZrで置換されても良い)を主成分として含むことが好ましい。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を用意する工程と、Sn金属、Snを含む合金、Sn化合物のいずれかからなるSn素材の中から、少なくとも1つを用意する工程と、用意した主成分粉末および用意したSn素材を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシートと、内部電極層とを積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備え、複数の誘電体層と、それらの誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
また、別の本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、Ni金属もしくはNiを含む合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、Sn金属、Snを含む合金、Sn化合物のいずれかからなるSn素材の中から、少なくとも1つを用意する工程と、ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシートと、用意した内部電極主成分粉末および用意したSn素材を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、それらの誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
また、さらに別の本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、Ni-Sn合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシートと、用意した内部電極主成分粉末を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、それらの誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
この発明によれば、内部電極は主成分がNiであり、かつ、Snを含むことにより、電圧印加時における信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを提供することが可能である。
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。
積層セラミックコンデンサ1は、積層体5を備えている。積層体5は、積層されている複数の誘電体層2と、複数の誘電体層2間の界面に沿って形成されている複数の内部電極3及び4と、を備えている。
積層体5の外表面上の互いに異なる位置には、外部電極6及び7が形成されている。外部電極6及び7の材質としては、例えばAg又はCuを主成分とするものが挙げられる。図1に示した積層セラミックコンデンサでは、外部電極6及び7は、積層体5の互いに対向する各端面上に形成されている。内部電極3及び4は、それぞれ外部電極6及び7と電気的に接続されている。そして、内部電極3及び4は、積層体5の内部において誘電体層2を介して交互に積層されている。
なお、積層セラミックコンデンサ1は、2個の外部電極6及び7を備える2端子型のものであっても、多数の外部電極を備える多端子型のものであっても良い。
本発明では、内部電極3及び4は主成分がNiであり、かつ、内部電極3及び4はSnを含むことを特徴としている。この場合に、電圧印加時における信頼性の優れた積層セラミックコンデンサが得られる。なお、内部電極3及び4中のSnの存在形態は問われないが、SnとNiの合金の形態で存在していることが好ましく、SnとNiの金属間化合物の形態で存在していることがさらに好ましい。この場合には、誘電体層2と内部電極3及び4との界面の絶縁性が向上し、電圧印加時における信頼性がさらに改善される。
Snの含有方法は特に問われない。例えば、内部電極3及び4となるべき導電性ペーストにあらかじめ含まれていても良いし、焼成後に誘電体層2を構成する誘電体セラミックの原料粉末に混合されていても良い。後者の場合には、誘電体セラミックの原料粉末にSnO粉末を混合し、その後還元雰囲気中で20℃/分以上の昇温速度で焼成すると、SnOがSnに還元され、内部電極3及び4に吸収されやすくなる。
内部電極3及び4における、NiとSnの合計に対するSnのモル比は0.001以上0.1未満であることが好ましい。Snが0.001以上の場合には、Sn含有の効果がより顕著になる。また、0.1未満の場合には、内部電極3及び4の融点が好ましい範囲となり、玉化等の不具合がより起こりにくくなるためである。
誘電体層2はBaおよびTiを含むペロブスカイト型化合物(ただし、Baの一部はCaで置換されても良く、Tiの一部はZrで置換されても良い)を主成分として含むことが好ましい。本発明に係る積層セラミックコンデンサは、誘電体層2の主成分がBaTiO3である場合に、誘電率が高い上に、特に優れた信頼性を示す。なお、誘電体層には、主成分の他に、例えば希土類元素や、Mn、Mg、Si等が副成分として含まれていても良い。
誘電体セラミックの原料粉末は、例えば、固相合成法で作製される。具体的には、まず、主成分の構成元素を含む酸化物、炭酸物等の化合物粉末を所定の割合で混合し、仮焼する。なお、固相合成法の他に、水熱法等を適用しても良い。なお、本発明に係る誘電体セラミックに対して、アルカリ金属、遷移金属、Cl、S、P、Hf等が、本発明の効果を妨げない量の範囲で含まれていても良い。
積層セラミックコンデンサは、例えば、以下のように作製される。上記のようにして得られた誘電体セラミックの原料粉末を用いてセラミックスラリーを作製する。そして、シート成形法等でセラミックグリーンシートを成形する。そして、複数のセラミックグリーンシートのうち所定のセラミックグリーンシート上に、内部電極となるべき導電性ペーストを印刷等で塗布する。そして、複数のセラミックグリーンシートを積層した後に圧着して、生の積層体を得る。そして、生の積層体を焼成する。この焼成する工程で、誘電体セラミックで構成される誘電体層が得られる。その後、積層体の端面に外部電極を焼き付け等で形成する。
次に、この発明に基づいて実施した実験例について説明する。
[実験例1]
実験例1では、内部電極中のSnの有無が電圧印加時の信頼性に与える影響を確認した。なお、本実験例では、誘電体セラミックの原料粉末にSnO粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(以下BT)とチタン酸バリウムカルシウム(以下BCT)の2種類の組成を用意した。
実験例1では、内部電極中のSnの有無が電圧印加時の信頼性に与える影響を確認した。なお、本実験例では、誘電体セラミックの原料粉末にSnO粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(以下BT)とチタン酸バリウムカルシウム(以下BCT)の2種類の組成を用意した。
(A)誘電体セラミックの原料粉末の作製
最初に、主成分であるBT粉末とBCT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末、CaCO3粉末、及びTiO2粉末をTiに対するBaのモル比が1−x、Tiに対するCaのモル比がxとなるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末とBCT粉末を得た。
最初に、主成分であるBT粉末とBCT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末、CaCO3粉末、及びTiO2粉末をTiに対するBaのモル比が1−x、Tiに対するCaのモル比がxとなるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末とBCT粉末を得た。
次に、副成分である、R2O3(RはDyまたはY)、MgO、MnO、SiO2、SnOの各粉末を用意した。そして、これらの粉末を主成分のセラミック粉末中のTi100モル部に対するRの含有量がaモル部、Mgの含有量がbモル部、Mnの含有量がcモル部、Siの含有量がdモル部、Snの含有量がeモル部となるように秤量して、主成分のBT粉末やBCT粉末と配合し、ボールミルにより一定時間混合した後、乾燥、乾式粉砕した。このようにして、試料番号1〜8の誘電体セラミックの原料粉末を得た。表1に、各試料番号における、a、b、c、d、e、xの値およびR成分を示す。
なお、得られた原料粉末をICP発光分光分析したところ、表1に示した調合組成とほとんど同一であることが確認された。
(B)積層セラミックコンデンサの作製
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
次に、所定のセラミックグリーンシート上にNiを主成分とする導電性ペーストを印刷し、内部電極となるべき導電性ペースト層を形成した。
次に、セラミックグリーンシートを、導電性ペースト層が引き出されている側が互い違いになるように複数層積層し、生の積層体を形成した。
次に、この積層体を、N2雰囲気中、350℃で加熱して、バインダを燃焼させた。その後、酸素分圧10-10MPaのH2−N2−H2Oガスからなる還元雰囲気中において、昇温速度20℃/分、最高温度1200℃で20分保持して、その後に降温するプロファイルで焼成した。
次に、焼成後の積層体の両端面に、B2O3−SiO2−BaOガラスフリットを含む銀ペーストを塗布した。そして、N2雰囲気中、600℃で焼き付けて、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
以上のようにして作製した積層セラミックコンデンサの外形寸法は、2.0mm×1.0mm×1.0mmであり、内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μm、内部電極の厚さは0.8μmであった。また、有効誘電体層の層数は100層であり、1層あたりの対向電極面積は1.7×10-6m2であった。
(C)特性評価
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
次に、175℃、7.5Vの条件で高温負荷試験を実施して、絶縁抵抗が100kΩ以下になった時間を故障と判定し、試料の平均故障時間(MTTF)を算出した。測定数は10個とし、その平均値を算出した。なお、誘電率、誘電損失、MTTFのいずれも測定数は10個であり、その平均値を算出した。
表1に、各条件における、各種特性評価の結果を示す。表1において、試料番号に*を付したものは、この発明の範囲外の試料である。
(D)Snが内部電極中に存在することの確認
1)研磨
各試料を垂直になるように立てて、各試料の周りを樹脂で固めた。このとき、各試料のWT(幅・高さ)側面が露出するようにした。
1)研磨
各試料を垂直になるように立てて、各試料の周りを樹脂で固めた。このとき、各試料のWT(幅・高さ)側面が露出するようにした。
次に、研磨機により、WT側面を研磨した。
次に、素体のL(長さ)方向の1/2程度の深さで研磨を終了し、WT断面を出した。
そして、研磨による内部電極のダレをなくすために、研磨終了後、イオンミリングにより、研磨表面を加工した。
2)内部電極のマッピング分析
図2に示す通り、WT断面のW方向1/2程度において、試料の内部電極が積層されている領域をT方向に3等分に分割し、それぞれのW方向における中央部を上方領域U、中間領域M、下方領域Dの3つの領域に分けた。さらに、T方向の中央部は、中間領域Mと、中間領域MからW方向に隣接する側部領域Sの2つの領域に分けた。
図2に示す通り、WT断面のW方向1/2程度において、試料の内部電極が積層されている領域をT方向に3等分に分割し、それぞれのW方向における中央部を上方領域U、中間領域M、下方領域Dの3つの領域に分けた。さらに、T方向の中央部は、中間領域Mと、中間領域MからW方向に隣接する側部領域Sの2つの領域に分けた。
そして、これらの4つの領域内においてWDXによりNiおよびSnのマッピング分析を行った。なお、側部領域Sにおいては、その中央部ではなく、内部電極の存在しない積層体の側部寄りの部分を内部電極を含めてマッピングした。
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料の、Niのマッピング分析結果を図3に、Snのマッピング分析結果を図4に示す。図3、図4からわかるように、誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料では、上方領域U、中間領域M、下方領域Dおよび側部領域Sの全ての領域において内部電極中にSnが存在していた。
(E)内部電極中のSn/(Ni+Sn)値の確認
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料(資料番号1、3、5、7)につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つの積層セラミックコンデンサから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値を調べたところ、各試料とも、Sn/(Ni+Sn)=0.006であった。
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料(資料番号1、3、5、7)につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つの積層セラミックコンデンサから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値を調べたところ、各試料とも、Sn/(Ni+Sn)=0.006であった。
(F)内部電極に含まれるSnがNiと合金化していることの確認
焼成後の積層セラミックコンデンサ(積層体)を粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで分析したところ、Niのピーク位置がシフトしていた。このことから、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形成で存在していることが分かった。
焼成後の積層セラミックコンデンサ(積層体)を粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで分析したところ、Niのピーク位置がシフトしていた。このことから、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形成で存在していることが分かった。
試料番号1〜4は、誘電体層の主成分がBTである。Snを入れた試料番号1、3では、いずれも試料番号2、4に比べて、誘電特性は同程度でMTTFの値が大きい結果となった。また、試料番号5〜8は、誘電体層の主成分がBCTである。Snを入れた試料番号5、7では、いずれも試料番号6,8に比べて誘電特性は同程度でMTTFの値が大きい結果となった。
[実験例2]
実験例2では、内部電極中のSnの量が電圧印加時の信頼性に与える影響を確認した。なお、本実験例では、内部電極となるべき導電性ペーストに、主成分としてNiとSnの合金が含まれているものを用いた。また、誘電体セラミックには、実験例1の試料番号6と同じ条件のものを用いた。積層セラミックコンデンサの作製方法は実験例1と同様である。作製した積層セラミックコンデンサの内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μmであった。表2に、各試料番号の条件における、内部電極中の、NiとSnの合計に対するSnのモル比と、各種特性評価の結果を示す。
実験例2では、内部電極中のSnの量が電圧印加時の信頼性に与える影響を確認した。なお、本実験例では、内部電極となるべき導電性ペーストに、主成分としてNiとSnの合金が含まれているものを用いた。また、誘電体セラミックには、実験例1の試料番号6と同じ条件のものを用いた。積層セラミックコンデンサの作製方法は実験例1と同様である。作製した積層セラミックコンデンサの内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μmであった。表2に、各試料番号の条件における、内部電極中の、NiとSnの合計に対するSnのモル比と、各種特性評価の結果を示す。
試料番号11〜15を比較すると、Snが含まれていない試料番号11に比べて、試料番号12〜15はいずれも誘電特性が同程度であり、MTTFの値が大きい結果となった。
[実験例3]
実験例3では、誘電体層の厚みを変化させ、MTTFに与える影響を調べた。なお、本実験例では、誘電体セラミックの原料粉末にSnO粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分は、チタン酸バリウム(BT)とした。
実験例3では、誘電体層の厚みを変化させ、MTTFに与える影響を調べた。なお、本実験例では、誘電体セラミックの原料粉末にSnO粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分は、チタン酸バリウム(BT)とした。
(A)誘電体セラミックの原料粉末の作製
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
次に、副成分である、R2O3(RはDy)、MgO、MnO、SiO2、SnOの各粉末を用意した。なお、本実験例ではRはDyとした。そして、これらの粉末を主成分のセラミック粉末中のTi100モル部に対するRの含有量がaモル部、Mgの含有量がbモル部、Mnの含有量がcモル部、Siの含有量がdモル部となるように秤量し、SnOに関しては積層セラミックコンデンサを形成した後の内部電極に含まれるNiとSnの合計に対するSnのモル比Sn/(Ni+Sn)が表3の値になるように秤量して、主成分のBT粉末と配合し、ボールミルにより一定時間混合した後、乾燥、乾式粉砕した。このようにして、試料番号21〜36の誘電体セラミックの原料粉末を得た。表3に、各試料番号における、a、b、c、d、eの値を示す。
(B)積層セラミックコンデンサの作製
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末にポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、8種類の厚さのセラミックグリーンシート、具体的には、0.9μm、1.1μm、1.3μm、1.6μm、2.0μm、2.2μm、2.7μm、3.3μmの8種類の厚さのセラミックグリーンシートを得た。
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末にポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、8種類の厚さのセラミックグリーンシート、具体的には、0.9μm、1.1μm、1.3μm、1.6μm、2.0μm、2.2μm、2.7μm、3.3μmの8種類の厚さのセラミックグリーンシートを得た。
次に、所定のセラミックグリーンシート上にNiを主成分とする導電性ペーストを印刷し、内部電極となるべき導電性ペースト層を形成した。
次に、セラミックグリーンシートを、導電性ペースト層が引き出されている側が互い違いになるように複数層積層し、生の積層体を形成した。
次に、この積層体を、N2雰囲気中、350℃で加熱して、バインダを燃焼させた。その後、酸素分圧10-10MPaのH2−N2−H2Oガスからなる還元雰囲気中において、昇温速度20℃/分、最高温度1200℃で20分保持して、その後に降温するプロファイルで焼成した。
次に、焼成後の積層体の両端面に、B2O3−SiO2−BaOガラスフリットを含む銀ペーストを塗布した。そして、N2雰囲気中、600℃で焼き付けて、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
以上のようにして作製した積層セラミックコンデンサの外形寸法は、2.0mm×1.0mm×1.0mmであった。また、有効誘電体層の層数は100層であり、1層あたりの対向電極面積は1.7×10-6m2であった。
なお、作製した積層セラミックコンデンサの外部電極を除去し、溶剤により溶解し、ICP発光分光分析をしたところ、内部電極成分のNiおよび内部電極中への拡散が生じるSnを除いては、表3に示した調合組成とほとんど同一であることが確認された。
各試料につき、次の方法で誘電体層の厚さを調べた。
まず、各試料を垂直になるように立てて、各試料の周りを樹脂で固めた。このとき、各試料のLT側面(長さ・高さ側面;研磨すると外部電極への接続部分を含めて内部電極が露出する側面)が露出するようにした。研磨機により、LT側面を研磨し、積層体のW方向(幅方向)の1/2の深さで研磨を終了し、LT断面を出した。この研磨面に対しイオンリミングを行い、研磨によるダレを除去した。このようにして、観察用の断面を得た。
図5に示す通り、LT断面のL方向(長さ方向)1/2において、内部電極と直交する垂線を引いた。次に、試料の内部電極が積層されている領域をT方向(高さ方向)に3等分に分割し、上側部U、中間部M、下側部Dの3つの領域に分けた。そして、各領域のそれぞれの高さ方向中央部から25層の誘電体層を選定し(図5において当該25層の誘電体層を含む領域を測定領域R1として示す)、これらの誘電体層の上記垂線上における厚みを測定した。ただし、上記垂線上で内部電極が欠損し、該内部電極を挟む誘電体層がつながっている等により測定が不可能なものは測定対象から除いた。
以上より、各試料につき、75箇所で誘電体層の厚みを測定し、これらの平均値を求めた。誘電体層の厚さは、表3に示すように、試料により、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2μm、2.5μm、3μmのいずれかであった。
(C)特性評価
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
次に、150℃、3V/μm相当の条件で高温負荷試験を実施して、絶縁抵抗が100kΩ以下になった時間を故障と判定し、試料の平均故障時間(MTTF)を算出した。測定数は10個とし、その平均値を算出した。なお、誘電率、誘電損失、MTTFのいずれも測定数は10個であり、その平均値を算出した。
表3に、各条件における、各種特性評価の結果を示す。表3において、試料番号に*を付したものは、この発明の範囲外の試料である。
(D)Snが内部電極中に存在することの確認
実験例1と同様の方法により、各試料について、WDXによりNiおよびSnのマッピング分析結果をおこなった。その結果、誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料では、内部電極中にSnが存在していた。
実験例1と同様の方法により、各試料について、WDXによりNiおよびSnのマッピング分析結果をおこなった。その結果、誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料では、内部電極中にSnが存在していた。
(E)内部電極中のSn/(Ni+Sn)値の確認
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つのチップから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値が表3に示したSn/(Ni+Sn)である。
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つのチップから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値が表3に示したSn/(Ni+Sn)である。
(F)内部電極に含まれるSnがNiと合金化していることの確認
また、積層セラミックコンデンサの外部電極を除去した後、これを粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで測定したところ、Niのピーク位置がシフトしていたことから、本実験例では、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形で存在していることが分かった。
また、積層セラミックコンデンサの外部電極を除去した後、これを粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで測定したところ、Niのピーク位置がシフトしていたことから、本実験例では、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形で存在していることが分かった。
Snを入れた試料番号29〜36では、Snを入れない試料番号21〜28に比べて、誘電特性は同程度でMTTFの値が改善された。しかしながら、Snを入れた場合でも、誘電体層の厚みが2.5μmを超えた場合、具体的には誘電体層の厚みが3の試料番号36では、誘電体層の厚みが2.5μm以下である試料番号29〜35に比べて、MTTFが改善される割合が小さくなった。
図6に、MTTFの誘電体層厚み依存性を示す。誘電体層の厚みが2.5μmを超えると、界面の信頼性への寄与が小さくなり、Snを添加した効果が小さくなり、MTTFが改善される割合が小さくなったものと考えられる。
すなわち、対向する内部電極に挟まれた領域は「誘電体層」と「内部電極と誘電体層の界面」から構成されるが、誘電体層の厚みが2.5μmを超えると、対向する内部電極に挟まれた領域における「誘電体層」の比率が高まり、逆に「内部電極と誘電体層の界面」の比率が低くなる。詳細なメカニズムは不明であるが、本発明においては、内部電極にSnを添加することによる「界面」の変化が信頼性向上に寄与しているものと考えられ、上記のように誘電体層の厚みが2.5μm超えて「界面」の比率が低くなることにより、MTTFが改善される効果が小さくなったものと考えられる。
[実験例4]
実験例4では、誘電体セラミックの原料粉末にSn素材の粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
実験例4では、誘電体セラミックの原料粉末にSn素材の粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
(A)誘電体セラミックの原料粉末の作製
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
次に、副成分である、Dy2O3、MgO、MnO、SiO2の各粉末を用意した。更に、Sn素材の粉末として、Sn金属粉末、SnO粉末、SnO2粉末、Ni-Sn合金粉末(Ni:Sn=90:10)を用意した。そして、主成分中のTi100モル部に対してDy2O3が0.5モル部(=Dyが1.0モル部)、MgOが1モル部、MnOが0.2モル部、SiO2が1モル部となるように秤量し、Sn素材は積層セラミックコンデンサを形成した後の内部電極に含まれるNiに対してSnが表4の量になるように秤量した。これらの粉末を主成分のBT粉末と配合し、ボールミルにより一定時間混合した後、乾燥、乾式粉砕し、原料粉末を得た。
(B)積層セラミックコンデンサの作製
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
次に、所定のセラミックグリーンシート上にNiを主成分とする導電性ペーストを印刷し、内部電極となるべき導電性ペースト層を形成した。
次に、セラミックグリーンシートを、導電性ペースト層が引き出されている側が互い違いになるように複数層積層し、生の積層体を形成した。
次に、この積層体を、N2雰囲気中、350℃で加熱して、バインダを燃焼させた。その後、酸素分圧10-10MPaのH2−N2−H2Oガスからなる還元雰囲気中において、昇温速度20℃/分、最高温度1200℃で20分保持して、その後に降温するプロファイルで焼成した。
次に、焼成後の積層体の両端面に、B2O3−SiO2−BaOガラスフリットを含む銀ペーストを塗布した。そして、N2雰囲気中、600℃で焼き付けて、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
以上のようにして作製した積層セラミックコンデンサの外形寸法は、2.0mm×1.0mm×1.0mmであり、内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μmであった。また、有効誘電体層の層数は230層であり、1層あたりの対向電極面積は1.7×10-6m2であった。
(C)特性評価
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
次に、150℃、7.5Vの条件で高温負荷試験を実施して、絶縁抵抗が10kΩ以下になった時間を故障と判定し、試料の平均故障時間(MTTF)を算出した。測定数は10個とし、その平均値を算出した。なお、誘電率、誘電損失、MTTFのいずれも測定数は10個であり、その平均値を算出した。
表4に、各条件における、各種特性評価の結果を示す。
(D)Snが内部電極中に存在することの確認
1)研磨
各試料を垂直になるように立てて、各試料の周りを樹脂で固めた。このとき、各試料のWT(幅・高さ)側面が露出するようにした。
1)研磨
各試料を垂直になるように立てて、各試料の周りを樹脂で固めた。このとき、各試料のWT(幅・高さ)側面が露出するようにした。
次に、研磨機により、WT側面を研磨した。
次に、素体のL(長さ)方向の1/2程度の深さで研磨を終了し、WT断面を出した。
そして、研磨による内部電極のダレをなくすために、研磨終了後、イオンミリングにより、研磨表面を加工した。
2)内部電極のマッピング分析
実験例1と同様に、図2に示すように、WT断面のW方向1/2程度において、試料の内部電極が積層されている領域をT方向に3等分に分割し、それぞれのW方向における中央部を上方領域U、中間領域M、下方領域Dの3つの領域に分けた。さらに、T方向の中央部は、中間領域Mと、中間領域MからW方向に隣接する側部領域Sの2つの領域に分けた。
2)内部電極のマッピング分析
実験例1と同様に、図2に示すように、WT断面のW方向1/2程度において、試料の内部電極が積層されている領域をT方向に3等分に分割し、それぞれのW方向における中央部を上方領域U、中間領域M、下方領域Dの3つの領域に分けた。さらに、T方向の中央部は、中間領域Mと、中間領域MからW方向に隣接する側部領域Sの2つの領域に分けた。
そして、これらの4つの領域内においてWDXによりNiおよびSnのマッピング分析を行った。なお、側部領域Sにおいては、その中央部ではなく、内部電極の存在しない積層体の側部寄りの部分を内部電極を含めてマッピングした。誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料では、上方領域U、中間領域M、下方領域Dおよび側部領域Sの全ての領域において内部電極中にSnが存在していた。
(E)内部電極中のSn/(Ni+Sn)値の確認
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つの積層セラミックコンデンサから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値が表4に示したSn/(Ni+Sn)である。
誘電体セラミックの原料粉末にSn素材粉末を入れた試料につき、内部電極中のSn/(Ni+Sn)値を確認した。具体的には、1つの積層セラミックコンデンサから無作為に3本の内部電極を選び、FIB加工(集束イオンビーム法)にてそれぞれ内部電極部のみを切り出して薄片化した試料を3個用意した。各試料に対して無作為に抽出した10箇所でNiとSnの定量分析をWDXを用いて実施した。合計30箇所(10箇所×3個)の平均値が表4に示したSn/(Ni+Sn)である。
(F)内部電極に含まれるSnがNiと合金化していることの確認
焼成後の積層セラミックコンデンサ(積層体)を粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで分析したところ、Niのピーク位置がシフトしていた。このことから、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形成で存在していることが分かった。
焼成後の積層セラミックコンデンサ(積層体)を粉砕し、粉末状にした。その粉末をXRDで分析したところ、Niのピーク位置がシフトしていた。このことから、内部電極中のSnはNiとSnの合金の形成で存在していることが分かった。
誘電体セラミックの原料粉末にあらかじめSn素材を添加した場合において、Sn素材の種類に関係なく、誘電特性は同程度でMTTFが改善できることが確認された。ただし、Sn/(Ni+Sn)値が0.1を超えるほど添加した場合は、MTTFの改善はなかった。Sn/(Ni+Sn)値が0.1を超えると、内部電極の融点が下がりすぎて内部電極の玉化が生じる。これにより内部電極が局所的に太るため、誘電体層の厚みを局所的に薄くしてしまうために、MTTFの改善がなかった(Sn添加の効果を相殺した)ものと考えられる。
[実験例5]
実験例5では、内部電極ペーストにSn素材の粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
実験例5では、内部電極ペーストにSn素材の粉末をあらかじめ混合する方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
(A)誘電体セラミックの原料粉末の作製
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
次に、副成分である、Dy2O3、MgO、MnO、SiO2の各粉末を用意した。そして、主成分100モル部に対してDy2O3が0.5モル部、MgOが1モル部、MnOが0.2モル部、SiO2が1モル部となるように秤量した。これらの粉末を主成分のBT粉末と配合し、ボールミルにより一定時間混合した後、乾燥、乾式粉砕し、原料粉末を得た。
(B)積層セラミックコンデンサの作製
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
次に、内部電極ペーストを用意した。まずNi粉末、とSn素材の粉末としてSn金属粉末、SnO粉末、SnO2粉末、Ni-Sn合金粉末(Ni:Sn=90:10)を用意し、表5の比率になるように秤量した。そして、ポリビニルブチラール系バインダおよびエタノールなどの有機溶剤を加えて、ボールミルにより湿式混合し、導電性ペーストを作製した。
次に、上記のセラミックグリーンシート上に、上記の導電性ペーストを印刷し、内部電極を構成するための導電性ペースト層を形成した。
次に、セラミックグリーンシートを、導電性ペースト層が引き出されている側が互い違いになるように複数層積層し、生の積層体を形成した。
次に、この積層体を、N2雰囲気中、350℃で加熱して、バインダを燃焼させた。その後、酸素分圧10-10MPaのH2−N2−H2Oガスからなる還元雰囲気中において、昇温速度20℃/分、最高温度1200℃で20分保持して、その後に降温するプロファイルで焼成した。
次に、焼成後の積層体の両端面に、B2O3−SiO2−BaOガラスフリットを含む銀ペーストを塗布した。そして、N2雰囲気中、600℃で焼き付けて、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
以上のようにして作製した積層セラミックコンデンサの外形寸法は、2.0mm×1.0mm×1.0mmであり、内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μmであった。また、有効誘電体層の層数は230層であり、1層あたりの対向電極面積は1.7×10-6m2であった。
(C)特性評価
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
次に、150℃、7.5Vの条件で高温負荷試験を実施して、絶縁抵抗が10kΩ以下になった時間を故障と判定し、試料の平均故障時間(MTTF)を算出した。測定数は10個とし、その平均値を算出した。なお、誘電率、誘電損失、MTTFのいずれも測定数は10個であり、その平均値を算出した。
表5に、各条件における、各種特性評価の結果を示す。
なお、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極中のSn/(Ni+Sn)が調合組成と殆ど同一であること、およびSnが内部電極中に存在し、Niと合金化していることは実験例4と同様の方法で確認した。
内部電極ペーストにあらかじめSn素材を添加した場合において、Sn素材の種類に関係なく、誘電特性は同程度でMTTFが改善できることが確認された。ただし、Sn/(Ni+Sn)値が0.1を超えるほど添加した場合はMTTFの改善はなかった。Sn/(Ni+Sn)値が0.1を超えると、内部電極の融点が下がりすぎて内部電極の玉化が生じる。これにより内部電極が局所的に太るため、誘電体層の厚みを局所的に薄くしてしまうために、MTTFの改善がなかった(Sn添加の効果を相殺した)ものと考えられる。
[実験例6]
実験例6では、内部電極ペーストに金属粉末としてNi-Sn合金を使用する方法方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
実験例6では、内部電極ペーストに金属粉末としてNi-Sn合金を使用する方法方法を用いた。また、誘電体層の主成分としては、チタン酸バリウム(BT)を用意した。
(A)誘電体セラミックの原料粉末の作製
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
最初に、主成分であるBT粉末を用意した。具体的には、BaCO3粉末及びTiO2粉末をTiとBaのモル比が1:1となるように秤量し、ボールミルにより一定時間混合した後、熱処理を行い、主成分のBT粉末を得た。
次に、副成分である、Dy2O3、MgO、MnO、SiO2の各粉末を用意した。そして、主成分100モル部に対してDy2O3が0.5モル部、MgOが1モル部、MnOが0.2モル部、SiO2が1モル部となるように秤量した。これらの粉末を主成分のBT粉末と配合し、ボールミルにより一定時間混合した後、乾燥、乾式粉砕し、原料粉末を得た。
(B)積層セラミックコンデンサの作製
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
最初に、誘電体層となるべきセラミックグリーンシートを形成した。具体的には、上記の原料粉末に、ポリビニルブチラール系バインダと、エタノール等の有機溶媒を加えて、ボールミルにより湿式混合してセラミックスラリーを調製した。そして、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、厚さが3μmのセラミックグリーンシートを得た。
次に、金属粉末としてNi-Sn合金粉末を用いた内部電極ペーストを用意した。表6のSn/(Ni+Sn)比率のNi-Sn合金粉末を用意し、ポリビニルブチラール系バインダおよびエタノールなどの有機溶剤を加えて、ボールミルにより湿式混合し、導電性ペーストを作製した。
次に、上記のセラミックグリーンシート上に、上記の導電性ペーストを印刷し、内部電極を構成するための導電性ペースト層を形成した。
次に、セラミックグリーンシートを、導電性ペースト層が引き出されている側が互い違いになるように複数層積層し、生の積層体を形成した。
次に、この積層体を、N2雰囲気中、350℃で加熱して、バインダを燃焼させた。その後、酸素分圧10-10MPaのH2−N2−H2Oガスからなる還元雰囲気中において、昇温速度20℃/分、最高温度1200℃で20分保持して、その後に降温するプロファイルで焼成した。
次に、焼成後の積層体の両端面に、B2O3−SiO2−BaOガラスフリットを含む銀ペーストを塗布した。そして、N2雰囲気中、600℃で焼き付けて、内部電極と電気的に接続された外部電極を形成した。
以上のようにして作製した積層セラミックコンデンサの外形寸法は、2.0mm×1.0mm×1.0mmであり、内部電極間に介在する誘電体層の厚さは2.5μmであった。また、有効誘電体層の層数は230層であり、1層あたりの対向電極面積は1.7×10-6m2であった。
(C)特性評価
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
得られた各条件の積層セラミックコンデンサについて、誘電率と誘電損失を測定した。最初に、自動ブリッジ式測定器を用いて、静電容量と誘電損失をAC電圧1V、1kHzの条件で測定した。そして、静電容量の平均値と誘電体層の厚さ、層数、対向電極面積から、誘電率を算出した。
次に、150℃、7.5Vの条件で高温負荷試験を実施して、絶縁抵抗が10kΩ以下になった時間を故障と判定し、試料の平均故障時間(MTTF)を算出した。測定数は10個とし、その平均値を算出した。なお、誘電率、誘電損失、MTTFのいずれも測定数は10個であり、その平均値を算出した。
表6に、各条件における、各種特性評価の結果を示す。
なお、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極中のSn/(Ni+Sn)が調合組成と殆ど同一であること、およびSnが内部電極中に存在し、Niと合金化していることは実験例4と同様の方法で確認した。
内部電極ペーストに金属粉末としてNi−Sn合金を使用した場合においても、誘電特性は同程度でMTTFが改善できることが確認された。
1 積層セラミックコンデンサ
2 誘電体層
3、4 内部電極
5 積層体
6、7 外部電極
2 誘電体層
3、4 内部電極
5 積層体
6、7 外部電極
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、Ni金属もしくはNiを含む合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、Sn金属、Snを含む合金、Sn化合物のいずれかからなるSn素材の中から、少なくとも1つを用意する工程と、ペロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシートと、用意した内部電極主成分粉末および用意したSn素材を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、それらの誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
また、別の本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、Ni-Sn合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、ペロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシートと、用意した内部電極主成分粉末を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、それらの誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、内部電極はSnを含み、内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴としている。
Claims (5)
- 積層されている複数の誘電体層と、前記誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層体と、前記積層体の外表面に形成され、前記内部電極と電気的に接続されている複数の外部電極と、を備える積層セラミックコンデンサにおいて、
前記誘電体層の厚みは2.5μm以下であり、
前記内部電極は主成分がNiであり、かつ、前記内部電極はSnを含み、前記内部電極における、前記Niと前記Snの合計に対する前記Snのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記誘電体層が、BaおよびTiを含むペロブスカイト型化合物(ただし、Baの一部はCaで置換されても良く、Tiの一部はZrで置換されても良い)を主成分として含むことを特徴とする、請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
- ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を用意する工程と、
Sn金属、Snを含む合金、Sn化合物のいずれかからなるSn素材の中から、少なくとも1つを用意する工程と、
前記用意した主成分粉末および前記用意したSn素材を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、
前記セラミックグリーンシートと、内部電極層とを積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、
前記焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、当該誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、前記内部電極はSnを含み、前記内部電極における、前記Niと前記Snの合計に対する前記Snのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法。 - Ni金属もしくはNiを含む合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、
Sn金属、Snを含む合金、Sn化合物のいずれかからなるSn素材の中から、少なくとも1つを用意する工程と、
ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、
前記セラミックグリーンシートと、前記用意した内部電極主成分粉末および前記用意したSn素材を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、
前記焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、当該誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、前記内部電極はSnを含み、前記内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法。 - Ni-Sn合金を主成分とする内部電極主成分粉末を用意する工程と、
ぺロブスカイト型化合物を主成分とする主成分粉末を含有するセラミックグリーンシートを得る工程と、
前記セラミックグリーンシートと、前記用意した内部電極主成分粉末を含有する内部電極層と、を積み重ねて焼成前の積層体を得る工程と、
前記焼成前の積層体を焼成して、積層体を得る工程と、を備える、複数の誘電体層と、当該誘電体層間の界面に沿って形成されている複数の内部電極と、を有する積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記内部電極は主成分としてNiを含み、かつ、前記内部電極はSnを含み、前記内部電極における、NiとSnの合計に対するSnのモル比が0.001以上0.1以下であることを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法。
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