WO2022210626A1 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

積層セラミックコンデンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2022210626A1
WO2022210626A1 PCT/JP2022/015245 JP2022015245W WO2022210626A1 WO 2022210626 A1 WO2022210626 A1 WO 2022210626A1 JP 2022015245 W JP2022015245 W JP 2022015245W WO 2022210626 A1 WO2022210626 A1 WO 2022210626A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
internal
internal electrodes
ceramic capacitor
multilayer ceramic
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/015245
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徹 若松
大介 濱田
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN202280019038.6A priority Critical patent/CN116918015A/zh
Priority to JP2023511323A priority patent/JPWO2022210626A1/ja
Publication of WO2022210626A1 publication Critical patent/WO2022210626A1/ja
Priority to US18/373,343 priority patent/US20240029955A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/008Selection of materials
    • H01G4/0085Fried electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/008Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/012Form of non-self-supporting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • H01G4/2325Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor characterised by the material of the terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1218Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
    • H01G4/1227Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer ceramic capacitor, and more particularly to the metal composition of internal electrodes provided in the multilayer ceramic capacitor.
  • a multilayer ceramic capacitor generally includes a laminate having a plurality of laminated dielectric layers and a plurality of internal electrodes arranged along the interface between the dielectric layers, and an outer surface of the laminate having and a plurality of external electrodes provided and electrically connected to the internal electrodes.
  • the internal electrodes are known to contain Ni as a main component, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-283867 (Patent Document 1), for example.
  • the present invention has been made in view of such problems, and aims to provide a multilayer ceramic capacitor having a thinner dielectric layer and exhibiting excellent reliability even when a voltage having a high electric field strength is applied. With the goal.
  • a multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes a laminate having a plurality of laminated dielectric layers made of ceramic and a plurality of internal electrodes respectively arranged along a plurality of interfaces between the dielectric layers; a plurality of external electrodes provided on the external surface of the body and electrically connected to the internal electrodes.
  • the internal electrodes include a plurality of first internal electrodes and a plurality of second internal electrodes alternately arranged in the stacking direction of the laminate, and the external electrodes are first external electrodes electrically connected to the first internal electrodes. an electrode; and a second external electrode electrically connected to the second internal electrode.
  • a voltage is applied between the first external electrode and the second external electrode such that the first internal electrode is a positive electrode and the second internal electrode is a negative electrode.
  • the direction-based polarity is defined, the first internal electrode having a first metal composition comprising Cu and Sn, and the second internal electrode having a second metal composition comprising Cu.
  • composition of the first metal and the composition of the second metal differ in at least one of the type and content of the constituent elements.
  • the present invention it is possible to suppress deterioration of the insulation of the multilayer ceramic capacitor when a voltage is applied, and thus obtain a multilayer ceramic capacitor with excellent reliability.
  • the first metal composition of the first internal electrode contains Sn, the reliability of the multilayer ceramic capacitor when a voltage is applied can be further improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a laminated ceramic capacitor 1 according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining standard electrode potentials of metal elements contained in each of a first internal electrode (positive electrode) 4 and a second internal electrode (negative electrode) 5 in the multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a laminated ceramic capacitor 1 according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining standard electrode potentials of metal elements contained in each of a first internal electrode (positive electrode) 4 and a second internal electrode (negative electrode) 5 in the multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1;
  • the multilayer ceramic capacitor 1 includes a laminate 2.
  • the laminate 2 includes a plurality of laminated dielectric layers 3 made of ceramic and a plurality of internal electrodes 4 and 5 arranged along interfaces between the plurality of dielectric layers 3 .
  • the internal electrodes 4 and 5 are classified into a plurality of first internal electrodes 4 and a plurality of second internal electrodes 5 arranged alternately in the stacking direction of the laminate 3 .
  • External electrodes 6 and 7 are provided on the outer surface of the laminate 2, more specifically, on each end face facing each other.
  • the external electrodes 6 and 7 are classified into a first external electrode 6 electrically connected to the first internal electrode 4 and a second external electrode 7 electrically connected to the second internal electrode 5 .
  • the composition of the internal electrodes 4 and 5 will be described later.
  • the external electrodes 6 and 7 are mainly composed of Ag or Cu, for example.
  • the dielectric layer 3 contains a perovskite-type compound containing Ba and Ti (however, part of Ba may be replaced with Ca, and part of Ti may be replaced with Zr) as a main component. It preferably consists of a body ceramic. In particular, when the main component of the dielectric layer 3 is BaTiO 3 , it exhibits a high dielectric constant, and the multilayer ceramic capacitor 1 exhibits excellent reliability.
  • Dielectric layer 3 may contain, for example, rare earth elements, Mn, Mg, Si, etc. as subcomponents in addition to the main components.
  • the dielectric ceramic raw material powder is produced, for example, by a solid-phase synthesis method. Specifically, first, compound powders such as oxides and carbonates containing constituent elements of the main component are mixed in a predetermined ratio and calcined. In addition to the solid-phase synthesis method, a hydrothermal method or the like may be applied. In addition, the dielectric ceramic may contain alkali metals, transition metals, Cl, S, P, Hf, and the like in amounts that do not interfere with the effects of the present invention.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 is manufactured, for example, as follows.
  • a ceramic slurry is prepared using the dielectric ceramic raw material powder obtained as described above.
  • a ceramic green sheet is formed by a sheet forming method or the like.
  • a conductive paste to be each of the internal electrodes 4 and 5 is applied by printing or the like onto predetermined ceramic green sheets among the plurality of ceramic green sheets.
  • After laminating a plurality of ceramic green sheets they are pressure-bonded to obtain a green laminate.
  • the green laminate is then fired.
  • the dielectric layer 3 made of dielectric ceramic is obtained.
  • external electrodes 6 and 7 are formed on the end faces of the laminate 3 by baking or the like.
  • the voltage applied between the first external electrode 6 and the second external electrode 7 is adjusted such that the first internal electrode 4 is the positive electrode and the second internal electrode 5 is the negative electrode.
  • a first feature is that the polarity is determined based on the direction of application. Therefore, although not shown, it is preferable that, for example, the outer surface of the multilayer ceramic capacitor 1 is provided with a mark indicating polarity.
  • the multilayer ceramic capacitor to which the present invention is applied is not limited to the two-terminal type having the first external electrode 6 and the second external electrode 7 as shown in FIG. It may be of a multi-terminal type. In this case, between specific two sets of external electrodes selected from three or more external electrodes, that is, at least one first external A voltage may be applied between the electrode and at least one second external electrode.
  • a second feature of the multilayer ceramic capacitor 1 is that the metal compositions of the first internal electrodes 4 and the second internal electrodes 5 are selected as follows. That is, the first internal electrode 4 serving as a positive electrode has a first metal composition containing Cu and Sn, and the second internal electrode 5 serving as a negative electrode has a second metal composition containing Cu.
  • the trigger is negative electrode segregation of oxygen ions (positive segregation of oxygen vacancies) associated with voltage application. Therefore, it is expected that deterioration of the insulation of the multilayer ceramic capacitor can be suppressed by suppressing the negative electrode segregation of oxygen ions. Therefore, it is conceivable that the positive electrode contains an element whose oxide is stable and the negative electrode contains an element whose oxide is unstable. Based on this idea, negative electrode segregation can be suppressed by causing a reduction reaction (release of oxygen ions) at the negative electrode.
  • a metal element whose valence is likely to increase is present on the side of the first internal electrode 4 serving as the positive electrode.
  • a metal element whose valence is likely to decrease (having a high standard electrode potential) is used on the side of the second internal electrode 5 serving as the negative electrode.
  • the standard electrode potential is a value specific to an element. The lower the value, the more stable the oxide, and the higher the value, the more unstable the oxide.
  • the second internal electrode 5 on the negative electrode side contains a metal element with a standard electrode potential higher than the standard electrode potential of the metal element on the first internal electrode 4 on the positive electrode side.
  • the standard electrode potential of the first metal composition of the first internal electrode 4 on the positive electrode side may be included in the range of A
  • the standard electrode potential of the second metal composition of the second internal electrode 5 on the negative electrode side The potential should be included in the range of B.
  • the standard electrode potentials for the metal elements that can be contained in the metal composition of each of the internal electrodes 4 and 5 are listed in order from lowest to highest: Sn is -0.14V, +0.34 V for Cu; Ru is +0.46V, Rh is +0.76V, Ag is +0.8V, Os is +0.9V, +0.92 V for Pd; Ir is +1.16V, +1.19 V for Pt; Au is +1.52V.
  • the positive electrode first internal electrode 4 has a first metal composition containing Cu and Sn
  • the negative electrode second internal electrode 5 contains a second metal composition containing Cu. composition.
  • the standard electrode potential of Sn contained in the first metal composition of the first internal electrode 4 is ⁇ 0.14 V
  • the standard electrode potential of Cu is +0.34 V.
  • the standard electrode potential of the contained Cu is +0.34V.
  • Sn contained in the first internal electrode 4 acts to lower the standard electrode potential given by the first internal electrode 4 on the positive electrode side.
  • the standard electrode potential of the two-metal composition is higher than that of the first internal electrode 4 of the first metal composition.
  • the oxidation-reduction reaction in the internal electrodes 4 and 5 attention is paid to the oxidation-reduction reaction in the internal electrodes 4 and 5, and this oxidation-reduction reaction is used to segregate the oxygen ions on the negative electrode (positive segregation of oxygen vacancies) due to voltage application. is suppressed, and as a result, deterioration of the insulation of the laminated ceramic capacitor 1 during voltage application can be suppressed, so that the laminated ceramic capacitor 1 with excellent reliability can be obtained.
  • Sn contained in the first internal electrode 4 also acts to further improve the reliability of the multilayer ceramic capacitor 1 when a voltage is applied.
  • the second metal composition of the second internal electrode 5 is composed mainly of Cu and includes at least one metal element selected from Au, Pt, Ir, Pd, Os, Ag, Rh, and Ru, which has a higher standard electrode potential than Cu. is preferably used as an additive component. This is because the standard electrode potential of the second metal composition can be made higher than when Cu is used alone.
  • Au, Pt, Ir, Pd, Os, Ag, Rh and Ru, which are additive components of the second metal composition, are noble metals.
  • the “main component” refers to the metal element having the highest content, more specifically, having a content of 50% or more. .
  • the first metal composition of the first internal electrode 4 preferably does not contain a metal element having a higher standard electrode potential than Cu. This is because the relatively low standard electrode potential of the first metal composition can be advantageously maintained.
  • the first metal composition of the first internal electrode 4 contains a plurality of metal elements
  • the second metal composition of the second internal electrode 5 contains a plurality of metal elements
  • these metal elements are Although it is contained in the conductive paste applied on the ceramic green sheets during the manufacturing of the multilayer ceramic capacitor 1, it is contained in the conductive paste in advance in the form of an alloy or intermetallic compound containing a plurality of metal elements. Alternatively, they may be contained in the conductive paste in the form of separate metal elements.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 as a product It is preferable that these metal elements are alloyed at the stage of (1).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

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、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。 積層体2の積層方向に関して交互に配置された複数の第1内部電極(4)と複数の第2内部電極(5)とを備える、積層セラミックコンデンサ(1)において、第1内部電極(4)を正極とし、第2内部電極(5)を負極とするように、第1外部電極(6)および第2外部電極(7)間に印加される電圧の印加方向に基づく極性が定められている。第1内部電極(4)は、CuおよびSnを含む第1金属組成を有し、第2内部電極(5)は、Cuを含む第2金属組成を有する。第2内部電極5が有する第2金属組成は、Cuを主成分とし、Cuより標準電極電位が高いAu、Pt、Ir、Pd、Os、Ag、RhおよびRuから選ばれる少なくとも1種の金属元素を添加成分とすることが好ましい。

Description

積層セラミックコンデンサ
 この発明は、積層セラミックコンデンサに関するもので、特に、積層セラミックコンデンサに備える内部電極の金属組成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配置されている複数の内部電極と、を有する積層体と、積層体の外表面に設けられ、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。ここで、内部電極は、たとえば特開平11-283867号公報(特許文献1)に記載されるように、Niを主成分とするものが知られている。
特開平11-283867号公報
 ところで、内部電極の主成分をNiとした場合に、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。
 この発明は、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、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。
 この発明に係る積層セラミックコンデンサは、セラミックからなる積層された複数の誘電体層と、誘電体層間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された複数の内部電極と、を有する、積層体と、積層体の外表面に設けられ、内部電極と電気的に接続された、複数の外部電極と、を備える。
 内部電極は、積層体の積層方向に関して交互に配置された複数の第1内部電極と複数の第2内部電極とを備え、外部電極は、第1内部電極と電気的に接続された第1外部電極と、第2内部電極と電気的に接続された第2外部電極と、を備える。
 上述した技術的課題を解決するため、この発明では、第1内部電極を正極とし、第2内部電極を負極とするように、第1外部電極および第2外部電極間に印加される電圧の印加方向に基づく極性が定められており、第1内部電極は、CuおよびSnを含む第1金属組成を有し、第2内部電極は、Cuを含む第2金属組成を有することを特徴としている。
 なお、上記第1金属組成と上記第2金属組成とは異なるものであって、構成元素の種類および含有率の少なくとも一方について異なっている。
 この発明によれば、積層セラミックコンデンサの電圧印加時における絶縁劣化を抑制でき、よって、信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを得ることができる。
 また、第1内部電極が有する第1金属組成がSnを含んでいるので、積層セラミックコンデンサの電圧印加時の信頼性を一層向上させることができる。
この発明の一実施形態による積層セラミックコンデンサ1を模式的に示す断面図である。 図1に示した積層セラミックコンデンサ1における第1内部電極(正極)4および第2内部電極(負極)5の各々に含まれる金属元素が有する標準電極電位を説明するための図である。
 以下、図1を参照して、この発明の一実施形態による積層セラミックコンデンサ1の構造について説明する。
 積層セラミックコンデンサ1は、積層体2を備えている。積層体2は、セラミックからなる積層された複数の誘電体層3と、複数の誘電体層3間の界面に沿って配置された複数の内部電極4および5と、を備えている。内部電極4および5は、積層体3の積層方向に関して交互に配置された複数の第1内部電極4と複数の第2内部電極5とに分類される。積層体2の外表面、より具体的には、相対向する各端面には、外部電極6および7がそれぞれ設けられる。外部電極6および7は、第1内部電極4と電気的に接続された第1外部電極6と、第2内部電極5と電気的に接続された第2外部電極7と、に分類される。
 内部電極4および5の組成については後述する。外部電極6および7は、たとえばAgまたはCuを導電成分の主成分としている。誘電体層3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で置換されてもよく、Tiの一部はZrで置換されてもよい。)を主成分として含む誘電体セラミックからなることが好ましい。特に、誘電体層3の主成分がBaTiOである場合には高い誘電率を示し、積層セラミックコンデンサ1が優れた信頼性を示す。なお、誘電体層3には、上記主成分の他に、たとえば希土類元素や、Mn、Mg、Si等が副成分として含まれていてもよい。
 誘電体セラミックの原料粉末は、たとえば、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、炭酸塩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よい。なお、誘電体セラミックにおいて、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よい。
 積層セラミックコンデンサ1は、たとえば、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。次いで、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。次いで、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4および5の各々となるべき導電性ペーストを印刷等で塗布する。次いで、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。次いで、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3が得られる。その後、積層体3の端面に外部電極6および7を焼き付け等で形成する。
 積層セラミックコンデンサ1は、実使用時において、第1内部電極4を正極とし、第2内部電極5を負極とするように、第1外部電極6および第2外部電極7間に印加される電圧の印加方向に基づく極性が定められていることを第1の特徴としている。したがって、図示されないが、積層セラミックコンデンサ1のたとえば外表面には、極性を示す目印が付されていることが好ましい。
 この点に関して、この発明の対象となる積層セラミックコンデンサは、図1に示すような第1外部電極6および第2外部電極7を備える2端子型のものに限らず、3個以上の外部電極を備える多端子型のものであってもよい。この場合、第1内部電極が正極となり、第2内部電極が負極となるように、3個以上の外部電極から選ばれる特定の2組の外部電極の間、すなわち、少なくとも1個の第1外部電極と少なくとも1個の第2外部電極との間に電圧が印加されるように構成されればよい。
 積層セラミックコンデンサ1は、第1内部電極4および第2内部電極5の各々の金属組成に関して、以下のように選ばれることを第2の特徴としている。すなわち、正極となる第1内部電極4は、CuおよびSnを含む第1金属組成を有し、負極となる第2内部電極5は、Cuを含む第2金属組成を有する。
 このような第1内部電極4および第2内部電極5の各々の金属組成についての選択は、以下のような知見に基づいている。
 一般的な積層セラミックコンデンサの絶縁劣化機構については未解明であるが、そのトリガーは、電圧印加に伴う酸素イオンの負極偏析(酸素空孔の正極偏析)であることが知られている。したがって、酸素イオンの負極偏析を抑制すれば、積層セラミックコンデンサの絶縁劣化を抑制できると予測される。そこで、酸化物が安定な元素を正極に含ませ、酸化物が不安定な元素を負極に含ませることが考えられる。この考えに基づけば、負極で還元反応(酸素イオンの放出)を生じさせることによって、負極偏析を抑制できることになる。
 より具体的には、第1内部電極4および第2内部電極5の各々の金属組成に関して、正極となる第1内部電極4側に価数が増加しやすい(標準電極電位が低い)金属元素が用いられ、負極となる第2内部電極5側に価数が減少しやすい(標準電極電位が高い)金属元素が用いられる。標準電極電位は、元素に固有の値であり、その値が低いほど酸化物が安定で、高いほど酸化物が不安定である。
 すなわち、負極側の第2内部電極5において、図2に示すように、正極側の第1内部電極4の金属元素の標準電極電位より高い標準電極電位の金属元素を含むようにされる。図2において、正極側の第1内部電極4の第1金属組成の標準電極電位は、Aの範囲に含まれていればよく、負極側の第2内部電極5の第2金属組成の標準電極電位は、Bの範囲に含まれていればよい。
 内部電極4および5の各々が有する金属組成に含まれ得る金属元素についての標準電極電位は、より低いものから順に列挙すると、
  Snが-0.14V、
  Cuが+0.34V、
  Ruが+0.46V、
  Rhが+0.76V、
  Agが+0.8V、
  Osが+0.9V、
  Pdが+0.92V、
  Irが+1.16V、
  Ptが+1.19V、
  Auが+1.52Vである。
 積層セラミックコンデンサ1では、前述したように、正極となる第1内部電極4は、CuおよびSnを含む第1金属組成を有し、負極となる第2内部電極5は、Cuを含む第2金属組成を有するようにされる。第1内部電極4の第1金属組成に含まれるSnの標準電極電位が-0.14V、Cuの標準電極電位が+0.34Vであるのに対し、第2内部電極5の第2金属組成に含まれるCuの標準電極電位が+0.34Vである。ここで、第1内部電極4に含まれるSnは、正極側の第1内部電極4が与える標準電極電位をより低くするように作用するので、総合的に見て、第2内部電極5の第2金属組成の方が、第1内部電極4の第1金属組成に比べて、標準電極電位が高くなる。
 このように、この実施形態によれば、内部電極4および5における酸化還元反応に着目し、この酸化還元反応を利用して、電圧印加に伴う酸素イオンの負極偏析(酸素空孔の正極偏析)が抑制され、その結果、積層セラミックコンデンサ1の電圧印加時における絶縁劣化を抑制でき、よって、信頼性の優れた積層セラミックコンデンサ1を得ることができる。また、第1内部電極4に含まれるSnは、積層セラミックコンデンサ1の電圧印加時の信頼性を一層向上させるようにも作用する。
 第2内部電極5が有する第2金属組成は、Cuを主成分とし、Cuより標準電極電位が高いAu、Pt、Ir、Pd、Os、Ag、RhおよびRuから選ばれる少なくとも1種の金属元素を添加成分とすることが好ましい。第2金属組成の標準電極電位を、Cu単独の場合に比べて、より高くすることができるからである。第2金属組成の添加成分となるAu、Pt、Ir、Pd、Os、Ag、RhおよびRuは貴金属である。
 なお、内部電極4および5の金属組成に関して、「主成分」とは、金属元素の中で、最も多い含有量を有するもの、より限定的には、50%以上の含有量を有するものを言う。
 前述したように、標準電極電位が高いものほど、酸化物がより不安定であるので、上記の添加成分について言えば、標準電極電位のより高くなる順である、Cu、Ru、Rh、Ag、Os、Pd、Ir、Pt、Auの順で、酸素イオンの負極偏析を抑制する効果がより高くなる。
 また、第1内部電極4が有する第1金属組成は、Cuより標準電極電位が高い金属元素を含まないことが好ましい。第1金属組成が有する比較的低い標準電極電位を有利に維持できるからである。
 なお、第1内部電極4が有する第1金属組成が複数の金属元素を含む場合、あるいは第2内部電極5が有する第2金属組成が複数の金属元素を含む場合、これら複数の金属元素は、積層セラミックコンデンサ1の製造途中のセラミックグリーンシート上に塗布される導電性ペースト中に含まれているが、予め複数の金属元素を含む合金または金属間化合物の形態で導電性ペースト中に含まれていても、別々の金属元素の形態で導電性ペースト中に含まれていてもよい。
 また、第1内部電極4が有する第1金属組成が複数の金属元素を含む場合、あるいは第2内部電極5が有する第2金属組成が複数の金属元素を含む場合、製品としての積層セラミックコンデンサ1の段階では、これら複数の金属元素は合金化されていることが好ましい。
 1 積層セラミックコンデンサ
 2 積層体
 3 誘電体層
 4 第1内部電極
 5 第2内部電極
 6 第1外部電極
 7 第2外部電極

Claims (3)

  1.  セラミックからなる積層された複数の誘電体層と、前記誘電体層間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された複数の内部電極と、を有する、積層体と、
     前記積層体の外表面に設けられ、前記内部電極と電気的に接続された、複数の外部電極と、
    を備え、
     前記内部電極は、前記積層体の積層方向に関して交互に配置された複数の第1内部電極と複数の第2内部電極とを備え、
     前記外部電極は、前記第1内部電極と電気的に接続された第1外部電極と、前記第2内部電極と電気的に接続された第2外部電極と、を備え、
     前記第1内部電極を正極とし、前記第2内部電極を負極とするように、前記第1外部電極および前記第2外部電極間に印加される電圧の印加方向に基づく極性が定められており、
     前記第1内部電極は、CuおよびSnを含む第1金属組成を有し、
     前記第2内部電極は、Cuを含む第2金属組成を有する、
    積層セラミックコンデンサ。
  2.  前記第2内部電極が有する前記第2金属組成は、Cuを主成分とし、Cuより標準電極電位が高いAu、Pt、Ir、Pd、Os、Ag、RhおよびRuから選ばれる少なくとも1種の金属元素を添加成分とする、請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
  3.  前記第1内部電極が有する前記第1金属組成は、Cuより標準電極電位が高い金属元素を含まない、請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
PCT/JP2022/015245 2021-03-31 2022-03-29 積層セラミックコンデンサ WO2022210626A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280019038.6A CN116918015A (zh) 2021-03-31 2022-03-29 层叠陶瓷电容器
JP2023511323A JPWO2022210626A1 (ja) 2021-03-31 2022-03-29
US18/373,343 US20240029955A1 (en) 2021-03-31 2023-09-27 Multilayer ceramic capacitor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021058924 2021-03-31
JP2021-058924 2021-03-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/373,343 Continuation US20240029955A1 (en) 2021-03-31 2023-09-27 Multilayer ceramic capacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022210626A1 true WO2022210626A1 (ja) 2022-10-06

Family

ID=83459330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/015245 WO2022210626A1 (ja) 2021-03-31 2022-03-29 積層セラミックコンデンサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240029955A1 (ja)
JP (1) JPWO2022210626A1 (ja)
CN (1) CN116918015A (ja)
WO (1) WO2022210626A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH097882A (ja) * 1995-06-19 1997-01-10 Murata Mfg Co Ltd セラミック積層電子部品の製造方法
JP2018041813A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP2019117942A (ja) * 2017-04-04 2019-07-18 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 積層型キャパシタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH097882A (ja) * 1995-06-19 1997-01-10 Murata Mfg Co Ltd セラミック積層電子部品の製造方法
JP2018041813A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP2019117942A (ja) * 2017-04-04 2019-07-18 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 積層型キャパシタ

Also Published As

Publication number Publication date
US20240029955A1 (en) 2024-01-25
JPWO2022210626A1 (ja) 2022-10-06
CN116918015A (zh) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776913B2 (ja) 積層型セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP3918372B2 (ja) 誘電体セラミック組成物、および積層セラミックコンデンサ
JP5751259B2 (ja) 積層セラミックコンデンサおよび積層セラミックコンデンサの製造方法
JP7231340B2 (ja) セラミック電子部品およびその製造方法
JP5628250B2 (ja) 内部電極用導電性ペースト組成物、積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
KR20180023832A (ko) 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조 방법
JP2020205411A (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP2020202370A (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP2013123024A (ja) 外部電極用導電性ペースト、これを用いた積層セラミック電子部品及びその製造方法
JP2018133501A (ja) 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP2017216358A (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP2021020845A (ja) 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP2014038820A (ja) 内部電極用導電性ペースト組成物及びこれを含む積層セラミック電子部品
JP3064659B2 (ja) 積層型セラミック素子の製造方法
WO2022210626A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
WO2022210628A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
WO2022210629A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
WO2022210625A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
WO2022210624A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
WO2022210627A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP2010212503A (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP2006332572A (ja) 積層セラミックコンデンサの製法および積層セラミックコンデンサ
JP2004079686A (ja) 誘電体セラミックおよびこれを用いた積層セラミックコンデンサ
KR102145313B1 (ko) 적층 세라믹 커패시터
WO2023053675A1 (ja) 積層セラミックコンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22780837

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280019038.6

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023511323

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22780837

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1